JFE Steel ontwikkelt JNRF? Siliciumgradiënt staalplaat voor hogesnelheidsmotoren
-
Minimaliseert hoogfrequent ijzerverlies
-
Verbetert de hoge magnetische fluxdichtheid
JFE Steel Corporation heeft vandaag haar onlangs ontwikkelde JNRF aangekondigd? staalplaat met siliciumgradiënt voor gebruik in hogesnelheidsmotoren, die het bedrijf produceert met behulp van gepatenteerde CVD-technologie (chemical vapour deposition) voor continu siliciumiseren. Het nieuwe materiaal vermindert hoogfrequent ijzerverlies en verbetert de magnetische fluxdichtheid, waardoor het motorkoppel wordt verhoogd en de efficiëntie voor energiebesparing aanzienlijk wordt verbeterd.
Elektrische staalplaten4, die op grote schaal worden gebruikt als ijzeren kernmateriaal voor elektrische apparatuur zoals motoren en transformatoren, zijn een belangrijk materiaal dat de prestaties van elektrische apparatuur bepaalt. In de afgelopen jaren hebben pogingen om de aandrijffrequentie5 te verhogen voor het verkleinen van elektrische apparatuur geleid tot de noodzaak om ijzerverlies te verminderen in elektrische staalplaten die worden gebruikt in toepassingen met hoogfrequente aandrijving. Silicium verhoogt de elektrische weerstand van staal, dus het vergroten van de hoeveelheid silicium helpt het ijzerverlies in het hoge frequentiebereik te verminderen. JFE Steel ontwikkelde een gepatenteerde technologie voor het continu siliciumiseren van CVD en gebruikte dit proces vervolgens om JNEX Core?, een staalplaat met een hoog siliciumgehalte (6,5%), en JNHF Core?, een staalplaat met siliciumgradiënt met verhoogde siliciumconcentratie in de oppervlaktelaag te produceren, die beide JFE Steel-klanten in staat zullen stellen producten van hogere kwaliteit te ontwikkelen (Fig. 1�).
Bij hogesnelheidsmotortoepassingen groeit de vraag naar minder ijzerverlies als gevolg van hoogfrequente aandrijving en een verhoogde magnetische fluxdichtheid voor een hoger koppel. Als reactie hierop lanceerde JFE Steel een plan om zijn assortiment elektrische staalplaatproducten te verbeteren. De oplossing was om de verdeling van de siliciumconcentratie te controleren door de hoeveelheid silicium en de diffusieomstandigheden te optimaliseren (Fig. 2) en de kristaloriëntatie te controleren (Fig. 3).
Het succesvolle resultaat van deze inspanningen is de nieuwe JNRF van JFE Steel? siliciumgradiënt staalplaat voor hogesnelheidsmotoren. JNRF? helpt de motorefficiëntie aanzienlijk te verhogen voor energiebesparing, terwijl de magnetische fluxdichtheid (koppel) gelijk blijft aan die van conventionele niet-georiënteerde elektrische staalplaten (3% siliciumstaalplaten) (Fig. 1�).
*Het magnetisatiegemak van ijzer hangt af van de kristaloriëntatie. Een gemakkelijk gemagnetiseerd materiaal (hoge magnetische fluxdichtheid) kan worden geproduceerd door de oriëntatie parallel aan het plaatoppervlak te regelen.
In de toekomst zal JFE Steel zich inspannen om de toepassingen voor zijn elektrische staalplaatproducten uit te breiden om compactere en snellere motorontwerpen te helpen realiseren, zoals aandrijfmotoren voor elektrische voertuigen, motoren voor consumentenelektronica en dronemotoren, en daarmee tegemoet te komen aan de behoeften van klanten aan extra efficiënte en compacte elektrische apparatuur in een steeds duurzamere wereld.
De procestechnologie voor chemische dampdepositie (CVD) verhoogt de siliciumconcentratie in staal. CVD, dat wordt uitgevoerd in een gloeilijn voor stalen strips, veroorzaakt een reactie tussen stalen strips en siliciumtetrachloride (SiCl4) gas in een oven, terwijl de stalen strips continu door de oven worden geleid.
IJzerverlies verwijst naar energie, voornamelijk warmte, die verloren gaat wanneer een ijzeren kern wordt opgewonden door wisselstroom. Het energieverlies dat optreedt wanneer de ijzeren kern met hoge frequentie wordt geëxciteerd, wordt hoogfrequent ijzerverlies genoemd. De efficiëntie van hogesnelheidsmotoren neemt toe naarmate het hoogfrequente ijzerverlies wordt verminderd.
De magnetische fluxdichtheid, die het magnetisatiegemak van een materiaal aangeeft, verhoogt de elektromagnetische sterkte naarmate de dichtheid toeneemt. In motoren kan een groter koppel (vermogen) worden bereikt met materialen die een hoge magnetische fluxdichtheid bieden.
Elektrische staalplaat (of ‘siliciumstaalplaat’) wordt verkregen door silicium aan ijzer toe te voegen. Dunne platen die veel worden gebruikt als ijzeren kernmateriaal in apparatuur zoals motoren en transformatoren, worden eerst gelamineerd met een isolatiecoating.
In elektrische apparatuur is de aandrijffrequentie het aantal oscillaties per seconde van de stroom, spanning, enz. Normaal gesproken neemt de aandrijffrequentie toe bij motoren die met hoge rotatiesnelheden rijden.
JNEX-kern? en JNHF-kern? en JNRF Kern? zijn geregistreerde handelsmerken van JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf de magnetische fluxdichtheid is hoger en het ijzerverlies is lager
JFE Super Core jnrf magnetische fluxdichtheid is hoger
