JFE Steel sviluppa JNRF? Lamiera di acciaio con gradiente di silicio per motori ad alta velocità
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Riduce al minimo la perdita di ferro ad alta frequenza
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Migliora l'elevata densità del flusso magnetico
JFE Steel Corporation ha annunciato oggi il suo JNRF? lamiera di acciaio con gradiente di silicio per l'utilizzo in motori ad alta velocità, che l'azienda produce utilizzando la tecnologia proprietaria di deposizione chimica in fase vapore (CVD) per la siliconizzazione continua. Il nuovo materiale riduce la perdita di ferro ad alta frequenza e migliora la densità del flusso magnetico, contribuendo così ad aumentare la coppia del motore e a migliorare significativamente l’efficienza per il risparmio energetico.
Le lamiere di acciaio elettrico4, ampiamente utilizzate come materiale con anima in ferro per apparecchiature elettriche come motori e trasformatori, sono un materiale chiave che regola le prestazioni delle apparecchiature elettriche. Negli ultimi anni, gli sforzi volti ad aumentare la frequenza di azionamento5 per il ridimensionamento delle apparecchiature elettriche hanno creato la necessità di ridurre la perdita di ferro nelle lamiere di acciaio elettrico utilizzate in applicazioni che comportano azionamento ad alta frequenza. Il silicio aumenta la resistenza elettrica dell'acciaio, quindi aumentare la quantità di silicio aiuta a ridurre la perdita di ferro nella gamma delle alte frequenze. JFE Steel ha sviluppato una tecnologia proprietaria per la siliconizzazione continua CVD, quindi ha utilizzato questo processo per produrre JNEX Core?, una lamiera di acciaio ad alto contenuto di silicio (6,5%), e JNHF Core?, una lamiera di acciaio con gradiente di silicio con maggiore concentrazione di silicio nello strato superficiale, che consentiranno entrambi ai clienti di JFE Steel di sviluppare prodotti di qualità superiore (Fig. 1�).
Nelle applicazioni con motori ad alta velocità, vi sono crescenti richieste di riduzione della perdita di ferro grazie all'azionamento ad alta frequenza e all'aumento della densità del flusso magnetico per una coppia più elevata. In risposta, JFE Steel ha lanciato un piano per migliorare la propria gamma di prodotti in lamiera di acciaio elettrico. La soluzione era controllare la distribuzione della concentrazione di silicio ottimizzando la quantità di siliconizzazione e le condizioni di diffusione (Fig. 2) e controllare l'orientamento dei cristalli (Fig. 3).
Il risultato positivo di questi sforzi è il nuovo JNRF? lamiera di acciaio a gradiente di silicio per motori ad alta velocità. JNRF? aiuta ad aumentare significativamente l'efficienza del motore per il risparmio energetico mantenendo la densità del flusso magnetico (coppia) equivalente a quella delle tradizionali lamiere di acciaio elettrico non orientate (lamiere di acciaio al silicio al 3%) (Fig. 1�).
*La facilità di magnetizzazione del ferro dipende dall'orientamento dei cristalli. È possibile produrre un materiale facilmente magnetizzato (ad alta densità di flusso magnetico) controllando l'orientamento in parallelo con la superficie del foglio.
Guardando al futuro, JFE Steel cercherà di espandere le applicazioni dei suoi prodotti in lamiera di acciaio elettrica per contribuire a realizzare progetti di motori più compatti e a velocità più elevata, come motori di azionamento per veicoli elettrici, motori per l'elettronica di consumo e motori per droni, soddisfacendo così le esigenze dei clienti di apparecchiature elettriche estremamente efficienti e compatte in un mondo sempre più sostenibile.
La tecnologia del processo di deposizione chimica in fase vapore (CVD) aumenta la concentrazione di silicio nell'acciaio. La CVD, che viene eseguita in una linea di ricottura di nastri di acciaio, provoca una reazione tra i nastri di acciaio e il gas di tetracloruro di silicio (SiCl4) in un forno mentre i nastri di acciaio vengono fatti passare continuamente attraverso il forno.
La perdita di ferro si riferisce all'energia, principalmente calore, persa quando un nucleo di ferro è eccitato da una corrente alternata. La perdita di energia che si verifica quando il nucleo di ferro viene eccitato ad alta frequenza è chiamata perdita di ferro ad alta frequenza. L'efficienza dei motori ad alta velocità aumenta man mano che si riduce la perdita di ferro ad alta frequenza.
La densità del flusso magnetico, che indica la facilità di magnetizzazione di un materiale, aumenta la forza elettromagnetica all’aumentare della densità. Nei motori, è possibile ottenere una coppia (potenza) maggiore con materiali che offrono un'elevata densità di flusso magnetico.
La lamiera di acciaio elettrico (o �lamiera di acciaio al silicio�) si ottiene aggiungendo silicio al ferro. I fogli sottili ampiamente utilizzati come materiali con anima in ferro in apparecchiature quali motori e trasformatori vengono prima laminati con un rivestimento isolante.
Nelle apparecchiature elettriche, la frequenza di guida è il numero di oscillazioni al secondo della corrente, della tensione, ecc. Normalmente, la frequenza di guida aumenta con i motori che funzionano a velocità di rotazione elevate.
Nucleo JNEX? e JNHF Core? e il nucleo della JNRF? sono marchi registrati di JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf la densità del flusso magnetico è maggiore e la perdita di ferro è inferiore
La densità del flusso magnetico JFE Super Core jnrf è maggiore
