JFE Steel rozwija JNRF? Blacha stalowa z gradientem krzemu do silników wysokoobrotowych
-
Minimalizuje utratę żelaza o wysokiej częstotliwości
-
Poprawia wysoką gęstość strumienia magnetycznego
JFE Steel Corporation ogłosiła dzisiaj swój niedawno opracowany JNRF? blacha stalowa z gradientem krzemu do stosowania w silnikach wysokoobrotowych, którą firma produkuje przy użyciu autorskiej technologii chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) do ciągłego silikonowania. Nowy materiał zmniejsza straty żelaza o wysokiej częstotliwości i poprawia gęstość strumienia magnetycznego, pomagając w ten sposób zwiększyć moment obrotowy silnika i znacznie poprawić wydajność w zakresie oszczędzania energii.
Arkusze stali elektrotechnicznej4, które są szeroko stosowane jako materiał na rdzeń żelazny w sprzęcie elektrycznym, takim jak silniki i transformatory, są kluczowym materiałem wpływającym na wydajność sprzętu elektrycznego. W ostatnich latach wysiłki mające na celu zwiększenie częstotliwości jazdy5 w celu zmniejszenia rozmiarów sprzętu elektrycznego stworzyły potrzebę ograniczenia strat żelaza w elektrotechnicznych blachach stalowych stosowanych w zastosowaniach obejmujących napędy o wysokiej częstotliwości. Krzem zwiększa opór elektryczny stali, więc zwiększenie jego ilości pomaga zmniejszyć straty żelaza w zakresie wysokich częstotliwości. Firma JFE Steel opracowała zastrzeżoną technologię ciągłego silikonowania CVD, a następnie wykorzystała ten proces do wytworzenia JNEX Core™, blachy stalowej o wysokiej zawartości krzemu (6,5%) i JNHF Core™, blachy stalowej z gradientem krzemu o podwyższonym stężeniu krzemu w warstwie powierzchniowej, co umożliwi klientom JFE Steel opracowywanie produktów o wyższej jakości (rys. 1�).
W zastosowaniach z silnikami szybkoobrotowymi rosną wymagania dotyczące zmniejszonych strat żelaza ze względu na napęd o wysokiej częstotliwości i zwiększonej gęstości strumienia magnetycznego w celu uzyskania wyższego momentu obrotowego. W odpowiedzi firma JFE Steel uruchomiła plan ulepszenia swojej oferty wyrobów z blachy stalowej do zastosowań elektrycznych. Rozwiązaniem była kontrola rozkładu stężenia krzemu poprzez optymalizację ilości silikonowania i warunków dyfuzji (rys. 2) oraz kontrolowanie orientacji kryształów (rys. 3).
Pomyślnym rezultatem tych wysiłków jest nowy JNRF firmy JFE Steel? blacha stalowa z gradientem krzemu do silników wysokoobrotowych. JNRF? pomaga znacznie zwiększyć wydajność silnika w celu oszczędzania energii, przy jednoczesnym utrzymaniu gęstości strumienia magnetycznego (momentu obrotowego) równoważnej z konwencjonalnymi nieorientowanymi blachami ze stali elektrotechnicznej (3% blachy ze stali krzemowej) (rys. 1�).
* Łatwość namagnesowania żelaza zależy od orientacji kryształu. Łatwo namagnesowany materiał (o dużej gęstości strumienia magnetycznego) można wytworzyć poprzez kontrolowanie orientacji równolegle do powierzchni arkusza.
Idąc dalej, JFE Steel będzie dążyć do rozszerzenia zastosowań swoich wyrobów z blachy stalowej do zastosowań elektrycznych, aby pomóc w realizacji bardziej kompaktowych konstrukcji silników o większej prędkości, takich jak silniki napędowe do pojazdów elektrycznych, silniki do elektroniki użytkowej i silniki do dronów, spełniając w ten sposób potrzeby klientów w zakresie wyjątkowo wydajnego i kompaktowego sprzętu elektrycznego w coraz bardziej zrównoważonym świecie.
Technologia procesu chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) zwiększa stężenie krzemu w stali. CVD, przeprowadzana na linii wyżarzania taśm stalowych, powoduje reakcję pomiędzy taśmami stalowymi a gazowym czterochlorkiem krzemu (SiCl4) w piecu, podczas ciągłego przepuszczania taśm stalowych przez piec.
Strata żelaza odnosi się do energii, głównie ciepła, traconej podczas wzbudzania żelaznego rdzenia prądem przemiennym. Strata energii występująca, gdy żelazny rdzeń jest wzbudzany z dużą częstotliwością, nazywana jest utratą żelaza o wysokiej częstotliwości. Sprawność silników o dużej prędkości wzrasta wraz ze zmniejszeniem strat żelaza przy wysokiej częstotliwości.
Gęstość strumienia magnetycznego, która wskazuje łatwość namagnesowania materiału, zwiększa siłę elektromagnetyczną wraz ze wzrostem gęstości. W silnikach większy moment obrotowy (moc) można osiągnąć dzięki materiałom zapewniającym dużą gęstość strumienia magnetycznego.
Blachę ze stali elektrotechnicznej (lub „blachę ze stali krzemowej”) otrzymuje się przez dodanie krzemu do żelaza. Cienkie arkusze stosowane powszechnie jako materiały na rdzeń żelazny w urządzeniach takich jak silniki i transformatory są najpierw laminowane powłoką izolacyjną.
W sprzęcie elektrycznym częstotliwość sterująca to liczba oscylacji prądu, napięcia itp. na sekundę. Zwykle częstotliwość sterująca wzrasta w przypadku silników pracujących z dużymi prędkościami obrotowymi.
Rdzeń JNEX? i rdzeń JNHF? i rdzeń JNRF? są zastrzeżonymi znakami towarowymi firmy JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf gęstość strumienia magnetycznego jest wyższa, a straty żelaza są mniejsze
Gęstość strumienia magnetycznego JFE Super Core jnrf jest wyższa
