Kernvoordelen van gesegmenteerde motorkernen
Na jarenlang oefenen op het gebied van maatwerk en toepassing hebben gesegmenteerde motorkernen duidelijke voordelen ten opzichte van integrale kernen, vooral in krachtige, grote en op maat gemaakte motorscenario's. Dit zijn de zes meest opvallende voordelen:
-
Vereenvoudigd wikkelproces en hogere slotvulsnelheid
Het grootste pijnpunt van traditionele integrale kernen is de moeilijkheid bij het opwinden, vooral voor wikkelscenario's met kleine slots en hoge dichtheid. Gesegmenteerde kernen kunnen voor elk segment afzonderlijk worden gewikkeld vóór de montage, wat niet alleen de wikkeloperatie beter beheersbaar en nauwkeuriger maakt, maar ook de sleufvulling effectief verbetert. In onze op maat gemaakte NEV-motorkernprojecten kan het slotopvullingspercentage van gesegmenteerde kernen bijvoorbeeld 70%-75% bereiken, terwijl de integrale kern gewoonlijk slechts 60%-65% bedraagt. Een hogere slotvulsnelheid verbetert direct de motorefficiëntie en vermogensdichtheid, waardoor het energieverlies tijdens bedrijf wordt verminderd.
-
Verbeterd materiaalgebruik en minder afval
Traditionele integrale kernen worden uit een heel stuk siliciumstaalplaat gestempeld en het materiaal rond de sleuven en het centrale gebied wordt afval, wat resulteert in een laag materiaalgebruik (meestal slechts 65%-70%). Gesegmenteerde kernen zijn gestempeld met kleine siliciumstaalplaten die overeenkomen met de grootte van elk segment, waardoor het stempelafval aanzienlijk wordt verminderd. Uit de gegevens van onze fabriek blijkt dat de materiaalbenuttingsgraad van gesegmenteerde kernen 85%-90% kan bereiken, waardoor de grondstofkosten aanzienlijk worden verlaagd, vooral voor hoogwaardige siliciumstaalplaten (zoals B5000 = 1,67T) die meer dan 30% van de totale motorkosten voor hun rekening nemen.
-
Gemakkelijker transport en montage
Voor grote motoren (zoals industriële motoren van meer dan 100 kW) zijn integrale kernen groot van formaat, zwaar van gewicht en moeilijk te transporteren en te installeren, waarbij zelfs speciale apparatuur nodig is om te hijsen. Gesegmenteerde kernen zijn klein en licht in gewicht, kunnen afzonderlijk worden getransporteerd en ter plaatse worden geassembleerd, waardoor de transport- en montagekosten aanzienlijk worden verlaagd en de constructie-efficiëntie wordt verbeterd. Dit voordeel is vooral duidelijk bij grootschalige apparatuur zoals windenergiegeneratoren en scheepsmotoren.
-
Flexibele materiaalkeuze en geoptimaliseerde magnetische prestaties
Door segmentatie kunnen fabrikanten verschillende siliciumstaalmaterialen (waaronder georiënteerd siliciumstaal) gebruiken voor verschillende delen van de stator en rotor, waardoor elk onderdeel wordt geoptimaliseerd op basis van zijn specifieke functionele vereisten. Er kunnen bijvoorbeeld siliciumstaalplaten met een hoge magnetische permeabiliteit worden gebruikt voor het tandgedeelte om de magnetische fluxdichtheid te verbeteren, en siliciumstaalplaten met lage verliezen kunnen worden gebruikt voor het jukgedeelte om wervelstroomverlies te verminderen. Deze flexibele materiaalafstemming kan de motorefficiëntie met 3%-5% verbeteren vergeleken met integrale kernen die één enkel materiaal gebruiken.
-
Verminderd wervelstroomverlies en betere warmteafvoer
De gesegmenteerde structuur, gecombineerd met isolatiematerialen (zoals isolatiepapier) tussen aangrenzende segmenten, kan elektromagnetische wervelstromen en turbulentie in de kern effectief verminderen, waardoor wervelstroomverlies en kernverwarming worden verminderd. Tegelijkertijd vormen de openingen tussen de segmenten natuurlijke warmteafvoerkanalen, die de warmteafvoerprestaties van de kern verbeteren – cruciaal voor het behouden van optimale motorprestaties onder omstandigheden met hoge snelheid of zware belasting, zoals NEV-motoren die bij 20.000 tpm werken.
-
Hoog aanpassingsvermogen aan maatwerk
Als op maat gemaakte motorkernfabriek hebben we ontdekt dat gesegmenteerde kernen geschikter zijn voor gepersonaliseerde aanpassingsbehoeften. Of het nu gaat om een speciaal gevormd sleufontwerp, niet-standaard formaat of speciale prestatie-eisen (zoals hoog koppel, laag geluidsniveau), gesegmenteerde kernen kunnen worden aangepast door de vorm, grootte en aantal segmenten te veranderen, zonder een grote integrale stempelmatrijs te herontwikkelen, waardoor de aanpassingskosten aanzienlijk worden verlaagd en de ontwikkelingscyclus wordt verkort.
Onvermijdelijke nadelen van gesegmenteerde motorkernen
Hoewel gesegmenteerde motorkernen veel voordelen hebben, hebben ze vanwege hun modulaire structuur ook enkele inherente nadelen, waar bij praktische toepassingen aandacht aan moet worden besteed:
Hogere vereisten voor assemblageprecisie
De volledige kern wordt gevormd door het assembleren van meerdere segmenten, wat een extreem hoge montageprecisie vereist, vooral de coaxialiteit en vlakheid van de segmenten. Als de montagefout groter is dan 0,1 mm, zal dit leiden tot een ongelijkmatige verdeling van de magnetische flux, meer geluid en zelfs de normale werking van de motor beïnvloeden. Dit vereist dat fabrikanten over geavanceerde assemblageapparatuur en strikte kwaliteitscontrolesystemen beschikken, waardoor de productiekosten tot op zekere hoogte zullen stijgen.
Verhoogd coggingkoppel en geluidsrisico
Vergeleken met traditionele integrale kernen kunnen gesegmenteerde kernen een groter tandwielkoppel hebben vanwege de gezamenlijke openingen tussen de segmenten, wat in sommige scenario's kan leiden tot hogere geluidsniveaus en een lager gemiddeld koppel. Hoewel dit probleem kan worden verholpen door de segmentvorm en het assemblageproces te optimaliseren (zoals de gesegmenteerde schuine pooltechnologie), kan het niet volledig worden geëlimineerd en is het niet geschikt voor motorscenario's met ultralaag geluidsniveau (zoals motoren voor medische apparatuur).
Hogere initiële productiekosten voor bestellingen in kleine batches
Hoewel gesegmenteerde kernen materiaalverspilling kunnen verminderen, moeten ze voor elk segment stempelmatrijzen ontwikkelen. Voor aangepaste bestellingen in kleine batches (zoals minder dan 100 stuks) zijn de matrijskosten per producteenheid relatief hoog, hoger dan die van integrale kernen. Daarom zijn gesegmenteerde kernen kosteneffectiever voor de productie van grote series, terwijl integrale kernen wellicht geschikter zijn voor motorprojecten van kleine series en standaardafmetingen.
Potentiële impact op structurele sterkte
De verbinding tussen de segmenten is het zwakke punt van de kernstructuur. Bij rotatie op hoge snelheid (zoals bij NEV-rotorkernen) kan de middelpuntvliedende kracht ervoor zorgen dat de segmenten loskomen, waardoor de structurele stabiliteit van de kern wordt aangetast. Hoewel dit probleem kan worden opgelost door het gebruik van hechtmiddelen of klemstructuren met hoge sterkte, zal dit het productieproces en de kosten verhogen.
Gesegmenteerde motorkern versus integrale motorkern: gedetailleerde vergelijkingstabel
Om u te helpen een beter onderscheid te maken tussen gesegmenteerde kernen en integrale kernen, hebben we een gedetailleerde vergelijkingstabel samengesteld op basis van onze feitelijke productie- en maatwerkervaring, waarin belangrijke indicatoren zoals prestaties, kosten en toepassingsscenario's worden behandeld:
| Vergelijkingsindicator | Gesegmenteerde motorkern | Integrale motorkern |
|---|---|---|
| Moeilijkheidsgraad bij het opwinden | Lage, aparte wikkeling voor elk segment; slotvullingspercentage 70%-75% | Hoge, integrale wikkeling; slotopvullingspercentage 60%-65% |
| Assemblageprecisie-eis | Hoog (coaxialiteit �0,1 mm) | Lage, eenmalige stempelvorming |
| Transport- en montagekosten | Lage, kleine en lichte segmenten, gemakkelijk te hanteren | Hoog, groot en zwaar, waarvoor speciale uitrusting nodig is |
| Wervelstroomverlies | Lage isolatie tussen segmenten vermindert wervelstromen | Een hoge, integrale structuur leidt tot meer wervelstromen |
| Aanpassingsflexibiliteit | Hoog, eenvoudig aan te passen segmentvorm/grootte; lage matrijskosten voor maatwerk | Laag, grote stempelmatrijzen moeten opnieuw worden ontwikkeld voor maatwerk |
| Cogging-koppel en geluid | Iets hoger, moet worden geoptimaliseerd om ruis te verminderen | Lager, geschikt voor scenario's met ultralaag geluidsniveau |
| Productiekosten (grote batch) | Lage materiaalbesparing compenseert de matrijskosten | Hoge, hoge materiaalverspilling |
| Productiekosten (kleine batch) | Hoog, de matrijskosten per eenheid zijn hoog | Laag, geen noodzaak voor meerdere segmentmatrijzen |
| Geschikte toepassingsscenario's | NEV's, industriële motoren met hoog vermogen, grote apparatuur, op maat gemaakte motoren | Kleine en middelgrote standaardmotoren, bestellingen in kleine batches, apparatuur met ultralaag geluidsniveau (medische apparaten, huishoudelijke apparaten) |
Toekomstige trends van gesegmenteerde motorkernen (2026-2030)
Met de snelle ontwikkeling van nieuwe energie, industriële intelligentie en beleid voor energiebesparing en emissiereductie zullen gesegmenteerde motorkernen, als een zeer efficiënte en energiebesparende kerncomponent, de komende vijf jaar drie duidelijke ontwikkelingstrends vertonen:
Integratie van nieuwe materialen om verliezen verder te verminderen
In de toekomst zullen gesegmenteerde kernen geleidelijk nieuwe hoogwaardige materialen gebruiken om de magnetische eigenschappen te optimaliseren en energieverlies te verminderen. Niet-amorfe legeringsstrips (0,02 mm dik) kunnen het wervelstroomverlies bijvoorbeeld met 70% verminderen in vergelijking met traditionele siliciumstaalplaten, en nanokristallijne materialen kunnen de magnetische permeabiliteit verder verbeteren. Tegelijkertijd zal de combinatie van verschillende materialen (gesegmenteerde kernen van hybride materiaal) gebruikelijker worden, bijvoorbeeld door het gebruik van georiënteerd siliciumstaal voor het tandgedeelte en een niet-amorfe legering voor het jukgedeelte om de balans tussen prestaties en kosten te bereiken.
Intelligentie van productie- en assemblageprocessen
Om het probleem van hoge assemblageprecisie-eisen op te lossen, zal gesegmenteerde kernproductie geleidelijk volledige automatisering en intelligentie realiseren. Onze fabriek is al bezig met het testen van de integratie van robotassemblage, laserpositionering en online detectietechnologieën, waardoor assemblagefouten tot minder dan 0,05 mm worden teruggebracht, de productie-efficiëntie met 40% wordt verbeterd en de consistentie van de productkwaliteit wordt gewaarborgd. Bovendien kan 3D-printtechnologie worden toegepast op de productie van speciaal gevormde gesegmenteerde kernen in kleine batches, waardoor de matrijskosten verder worden verlaagd en de aanpassingscyclus wordt verkort.
Bredere toepassing in nieuwe energie- en hoogvermogenvelden
Met de versnelling van de mondiale NEV-penetratiegraad en de upgrade van industriële motoren naar hoge efficiëntie en energiebesparing, zullen gesegmenteerde kernen de reguliere keuze op deze gebieden worden. In NEV's kunnen gesegmenteerde kernen bijvoorbeeld de motorefficiëntie en vermogensdichtheid verbeteren, waardoor het rijbereik wordt vergroot; in apparatuur voor de opwekking van wind- en zonne-energie kunnen gesegmenteerde kernen zich aanpassen aan grote motorontwerpen en zware werkomgevingen. Tegelijkertijd zullen gesegmenteerde kernen, met de ontwikkeling van axiale fluxmotoren, op grotere schaal worden gebruikt vanwege hun voordelen op het gebied van vlakheid en optimalisatie van de magnetische fluxverdeling.
Ontwikkeling richting lichtgewicht en miniaturisatie
Op gebieden als NEV's en ruimtevaartmotoren zijn lichtgewicht en miniaturisatie belangrijke ontwikkelingsrichtingen. Gesegmenteerde kernen kunnen het optimale ontwerp van de kernstructuur (zoals holle segmenten, dunwandig ontwerp) realiseren op basis van het garanderen van structurele sterkte, waardoor het gewicht van de kern met 10% -15% wordt verminderd in vergelijking met integrale kernen. Dit zal helpen het totale gewicht van de motor en apparatuur te verminderen, waardoor de energie-efficiëntie en operationele prestaties worden verbeterd.
Conclusie: is gesegmenteerde motorkern geschikt voor uw project?
Als professionele, op maat gemaakte motorkernproductiefabriek zijn wij van mening dat er geen absoluut "goed" of "slecht" is tussen gesegmenteerde kernen en integrale kernen, alleen "geschikt" of "ongeschikt". Als uw project een grote batch, krachtige, grote of op maat gemaakte motor is (zoals NEV-motoren, industriële motoren met hoog vermogen), zijn gesegmenteerde kernen beslist een kosteneffectievere keuze, die u kan helpen de kosten te verlagen, de efficiëntie te verbeteren en het concurrentievermogen op de markt te vergroten.
Als uw project een motor van kleine batches, standaardgrootte of ultra-laag geluidsniveau is (zoals motoren voor medische apparatuur, motoren voor kleine huishoudelijke apparaten), kunnen integrale kernen geschikter zijn. Uiteraard kunnen we, dankzij de voortdurende verbetering van onze productietechnologie, ook oplossingen op maat bieden voor gesegmenteerde kernbestellingen in kleine batches, waardoor uw initiële investeringskosten worden verlaagd.
Als u vragen heeft over de selectie, aanpassing of toepassing van gesegmenteerde motorkernen, neem dan gerust contact met ons op. Ons professionele engineeringteam zal u één-op-één technische begeleiding en offertediensten bieden op basis van uw specifieke projectbehoeften.
Over Youyou-technologie
Youyou Technology Co., Ltd. is gespecialiseerd in de vervaardiging van zelfhechtende precisiekernen gemaakt van verschillende zachte magnetische materialen, waaronder zelfhechtend siliciumstaal, ultradun siliciumstaal en zelfhechtende speciale zachte magnetische legeringen. We maken gebruik van geavanceerde productieprocessen voor magnetische precisiecomponenten en bieden geavanceerde oplossingen voor zachte magnetische kernen die worden gebruikt in belangrijke vermogenscomponenten zoals krachtige motoren, hogesnelheidsmotoren, middenfrequentietransformatoren en reactoren.
De zelfhechtende precisiekernproducten van het bedrijf omvatten momenteel een reeks siliciumstalen kernen met stripdiktes van 0,05 mm (ST-050), 0,1 mm (10JNEX900/ST-100), 0,15 mm, 0,2 mm (20JNEH1200/20HX1200/B20AV1200/20CS1200HF) en 0,35 mm (35JNE210/35JNE230/B35A250-Z/35CS230HF), evenals speciale kernen van zachte magnetische legeringen, waaronder Hiperco 50 en VACODUR 49 en 1J22 en 1J50.
