«Преимущества и анализ самоклеющейся кремниевой стали для автомобильных приводных двигателей?»

Что такое самоклеящаяся кремниевая сталь?

Во-первых, нам нужно понять его основные компоненты:

• : Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.Кремниевая сталь: Также известная как электротехническая сталь, это основной материал для изготовления сердечников двигателей. За счет добавления кремния удельное сопротивление материала увеличивается, уменьшая «потери на вихревые токи», генерируемые в переменных магнитных полях, тем самым повышая эффективность двигателя.
• : Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.Самоклеящийся слой: На поверхность листа кремнистой стали наносится специальное изоляционное покрытие с адгезивными свойствами. Это покрытие может активироваться при определенных условиях (обычно при высокой температуре и давлении), создавая сильную силу сцепления.

Сочетание этих двух элементов приводит к получению самоклеящейся кремниевой стали. После штамповки в пластины статора/ротора его нагревают и создают давление, чтобы прочно скрепить листы вместе, образуя более прочный сердечник.

Основные преимущества самоклеящейся кремниевой стали в автомобильных приводных двигателях

По сравнению с традиционными процессами ламинирования, требующими клепки или сварки, самоклеящаяся кремниевая сталь предлагает многочисленные улучшения производительности, которые идеально соответствуют строгим требованиям электромобилей к высокой удельной мощности, высокому КПД, высокой скорости, а также низкому уровню вибрации и шума в приводных двигателях.

1. Значительно улучшенная жесткость и прочность, адаптация к высоким скоростям.

   • Преимущества: Скрепленный сердечник становится квазицельной структурой, прочность межслойного соединения обычно достигает 5-20 МПа. Это значительно улучшает общую жесткость и механическую прочность сердечника.

   • Анализ: Двигатели электромобилей развиваются в сторону более высоких скоростей (например, с 12 000 об/мин до 20 000 об/мин или даже выше). На высоких скоростях ротор испытывает огромные центробежные силы. Традиционные пластинчатые сердечники могут вздуваться или деформироваться, что приводит к трению о статор (трение статора) и повреждению двигателя. Самоклеящиеся сердечники эффективно противостоят этой деформации, обеспечивая безопасную и надежную работу двигателя на экстремальных скоростях.

2. Снижение потерь в железе, повышение эффективности двигателя и дальности действия.

   • Преимущества: Уменьшает повреждение под напряжением и ухудшение характеристик материала листов кремнистой стали, вызванное традиционными методами механического соединения (такими как клепка и сварка).

   • Анализ: Магнитные свойства листов кремнистой стали (особенно потери в железе) очень чувствительны к механическим воздействиям. Процессы клепки и сварки создают большие локализованные зоны напряжения и термического влияния, что приводит к ухудшению магнитной доменной структуры в этих областях и увеличению потерь на вихревые токи и гистерезиса. Самоклеящаяся технология использует физическое соединение, что позволяет избежать этих повреждений и, таким образом, лучше сохранить характеристики материала с низкими потерями в железе. Это помогает повысить эффективность двигателя, особенно в городских условиях движения с частым изменением скорости, косвенно увеличивая запас хода автомобиля.



3. Превосходные характеристики NVH (снижение вибрации и шума)

   • Преимущества: Межслойное соединение эффективно подавляет истирание и вибрацию между пластинами.

   • Анализ: Во время работы двигателя сердечник подвергается магнитострикции («дыханию» материала) и электромагнитным силам, создаваемым высокочастотным переменным магнитным полем. В традиционных ламинированных сердечниках эти силы вызывают незначительные относительные движения и вибрации между пластинами, что является значительным источником электромагнитного шума в двигателях. Самоклеящееся покрытие заполняет зазоры между пластинами, как «клей», поглощая и подавляя эти вибрации за счет демпфирующего эффекта, тем самым значительно снижая шум работы двигателя и повышая комфорт езды на автомобиле.

4. Улучшенные тепловые характеристики и равномерность рассеивания тепла

   • Преимущества: Хотя клейкий слой обеспечивает изоляцию, его теплопроводность обычно лучше, чем у воздуха.

   • Анализ: В традиционных сердечниках между пластинами существуют крошечные воздушные зазоры, а воздух является плохим проводником тепла. Самоклеящееся покрытие создает более эффективный путь теплопроводности между пластинами, помогая более равномерно и быстро отводить тепло, вырабатываемое внутри сердечника (особенно зубьев), к обоим концам сердечника и корпусу, откуда оно затем уносится системой охлаждения. Это улучшает равномерность рассеивания тепла в двигателе, помогает снизить температуру в локальных горячих точках и увеличивает мощность двигателя в непрерывном режиме.

5. Упрощенный производственный процесс, повышение эффективности и стабильности производства

   • Преимущества: исключает процессы клепки или сварки, упрощая процесс сборки сердечника.

   • Анализ: На автоматизированных производственных линиях штампованные листы кремнистой стали можно напрямую укладывать друг на друга, а затем склеивать в одной печи для нагрева и отверждения. Это сокращает производственные этапы и инвестиции в оборудование, повышая эффективность производства. В то же время это позволяет избежать колебаний производительности, вызванных нестабильным качеством клепки/сварки (например, неравномерной силой клепки и сварочными брызгами), улучшая стабильность и надежность продукции.

Комплексный анализ: проблемы и соображения

Несмотря на значительные преимущества, при применении самоклеящейся кремнистой стали необходимо учитывать следующие факторы:

• : Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.Более высокая стоимость: Стоимость материала самоклеящейся кремниевой стали выше, чем стоимость материала из кремниевой стали с обычным покрытием. Кроме того, производственный процесс требует дополнительного оборудования для нагрева и отверждения (например, печей) и точной системы контроля температуры.
• : Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.Строгие требования к контролю процесса: Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.
• : Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.Плохая ремонтопригодность: После того как сердечник склеен целиком, его практически невозможно разобрать и отремонтировать. При возникновении производственных дефектов весь сердечник может прийти в негодность.
• : Эффект склеивания (прочность) сильно зависит от трех параметров процесса: температуры, давления и времени. Неподходящие параметры могут привести к слабому склеиванию или старению покрытия.Высокие требования к характеристикам покрытия: Самоклеящееся покрытие должно сохранять хорошую изоляцию, термостойкость (обычно необходимо выдерживать температуру выше 180°C), адгезию и технологичность при штамповке, обладая при этом высокой прочностью сцепления.

В заключение

Применение самоклеящейся кремниевой стали в автомобильных приводных двигателях является ярким примером сочетания инновационных материалов с оптимизацией процессов. Он умело разрешает многочисленные противоречия между механической прочностью, электромагнитными характеристиками и характеристиками NVH в высокоскоростных, высокоэффективных двигателях с высокой плотностью мощности посредством подхода «склеивание вместо клепки/сварки».

Заключение

Поскольку требования к производительности электромобилей продолжают расти, самоклеящаяся кремниевая сталь постепенно становится одним из предпочтительных материалов для приводных двигателей высокого класса. Несмотря на проблему более высоких затрат, его комплексные преимущества в производительности, особенно в обеспечении высокоскоростной надежности и повышении энергоэффективности, делают его ключевым материалом, способствующим развитию технологий электропривода следующего поколения. Для транспортных средств, стремящихся к максимальной производительности, большому запасу хода и низкому уровню шума, использование самоклеящейся кремниевой стали является очень ценным технологическим выбором.

О технологии Youyou

Компания Youyou Technology Co., Ltd. специализируется на производстве прецизионных самосвязывающих сердечников из различных магнитомягких материалов, включая самосвязывающуюся кремниевую сталь, ультратонкую кремниевую сталь и специальные самосвязывающиеся магнитно-мягкие сплавы. Мы используем передовые производственные процессы для прецизионных магнитных компонентов, предоставляя передовые решения для магнитомягких сердечников, используемых в ключевых силовых компонентах, таких как высокопроизводительные двигатели, высокоскоростные двигатели, среднечастотные трансформаторы и реакторы.

В настоящее время компания производит прецизионные сердечники из кремниевой стали с толщиной полос 0,05 мм (ST-050), 0,1 мм (10JNEX900/ST-100), 0,15 мм, 0,2 мм (20JNEH1200/20HX1200/ B20AV1200/20CS1200HF) и 0,35 мм (35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF), а также сердечники из специальных магнитомягких сплавов, включая 1J22 и 1J50.