Технологический прорыв: физические ограничения традиционных стержней и прорыв в технологии самоклеящихся материалов
Эволюция сердечников двигателей — это, по сути, история борьбы с потерей энергии и механическим напряжением. Каждая точка заклепки, оставленная на традиционном сердечнике, создает зону локализованного искажения магнитных доменов, увеличивая потери на вихревые токи более чем на 15%. Зона термического влияния при сварке вызывает необратимые изменения в структуре кристаллической решетки кремнистой стали, снижая проницаемость и вызывая резкое увеличение потерь в железе.
Что еще более важно, на сверхвысоких скоростях выше 20 000 об/мин центробежная сила создает тенденцию к расслоению между пластинами на микронном уровне, что приводит к снижению динамической жесткости и экспоненциальному увеличению вибрации и шума. Прорыв в технологии самоклеящихся материалов заключается в использовании силы сцепления на молекулярном уровне для замены механических соединений, устраняя точки физического разрушения. Клей образует однородную нанопленку между листами, создавая после отверждения «жесткую, но гибкую» квазимонолитную структуру, обеспечивая достаточную общую жесткость, чтобы противостоять центробежной силе, сохраняя при этом соответствующие характеристики демпфирования для поглощения энергии вибрации.
Четыре основных конкурентных преимущества ультратонких самоклеящихся сердечников
Чрезвычайная высокоскоростная адаптируемость и механическая прочность
Сердечник образует квазицельную структуру с прочностью межслойного соединения 5–25 МПа, что увеличивает общую жесткость более чем на 300%. Полностью исключает риски расширения и деформации пластин при 20 000+ об/мин, предотвращая трение статора о ротор и обеспечивая основу надежности для сверхвысокоскоростных двигателей.
Значительное снижение потерь железа, выход за пределы эффективности
Полностью исключает механические повреждения и зоны термического воздействия, вызванные клепкой/сваркой, сохраняя оптимальные магнитные свойства кремнистой стали. По сравнению с традиционными процессами потери в железе сокращаются на 20–35 %, что помогает двигателям достичь уровня эффективности IE5 и значительно повышает энергоэффективность и запас хода конечного продукта.
Превосходные характеристики NVH для «бесшумного» вождения
Клеевой слой действует как эффективный демпфирующий элемент, заполняя микроскопические зазоры между слоями и поглощая/буферизируя энергию электромагнитных колебаний. Высокочастотный электромагнитный шум снижается на 6–10 дБ(А), а среднеквадратичное виброускорение снижается более чем на 60 %, обеспечивая бесшумную и плавную работу в высокопроизводительных приложениях.
Улучшенная тепловая однородность и рассеивание тепла
Затвердевший клеевой слой образует эффективный «тепловой мост», снижая термическое сопротивление межслойных слоев на 70 %, позволяя теплу внутри сердечника быстро и равномерно передаваться к корпусу. Снижает температуру локальных горячих точек на 15–25°C, улучшая длительную выходную мощность двигателя и тепловую надежность.
Сравнение технологий: самоклеящиеся сердечники и традиционные сердечники
Следующие данные, основанные на сравнительном тестировании идентичных конструкций и марок материалов (20JNEH1200), демонстрируют комплексные преимущества самоклеящейся технологии:
| Метрика сравнения | Традиционный сердечник из кремниевой стали (клепка/сварка) | Ультратонкий самоклеящийся/склеенный сердечник |
|---|---|---|
| Механическая прочность | Достаточное значительное расширение наружного диаметра на высокой скорости (85 м при 20 об/мин) | Отличная, квазицельная структура, минимальное расширение (12 м при 20 об/мин) |
| Потери железа/эффективность | Сильно зависит от технологической нагрузки, типичное значение 6,8 Вт/кг при 1,5 Т/400 Гц. | Очень низкий, магнитные свойства сохранены, типичное значение 5,1 Вт/кг при 1,5 Тл/400 Гц. |
| NVH-производительность | Шум от микродвижений переплетения, виброускорение 2,8м/с2 | Превосходное демпфирование снижает шум, виброускорение 1,1 м/с2. |
| Сложность процесса | Требуются дополнительные этапы клепки или сварки после штамповки, что увеличивает время цикла. | Упрощенная, прямая укладка и однократное термическое отверждение после штамповки, эффективность повышена на 40 %. |
| Применимая толщина | Трудно клепать сверхтонкие листы (0,1 мм), склонны к деформации и разрывам. | Идеально совместим, специально разработан для ультратонкой кремниевой стали толщиной 0,05–0,35 мм. |
Материалы и процессы: двойная гарантия для максимальной производительности
Материальная революция: ультратонкая кремниевая сталь
Основываясь на физическом принципе, согласно которому потери на вихревые токи пропорциональны квадрату толщины, уменьшение толщины кремнистой стали с 0,35 мм до 0,1 мм может уменьшить потери на вихревые токи до 1/4. Мы сотрудничаем с ведущими сталелитейными заводами для разработки специализированной кремниевой стали с самоклеящимся покрытием, с предварительно нанесенным на поверхность подложки клеем специальной формулы на основе эпоксидной смолы толщиной 3-5 микрон, обеспечивающим прочность межламинационного соединения 10-25 МПа после отверждения.
Высокоточный процесс склеивания в штампе
Наша система склеивания в штампе пятого поколения обеспечивает синхронный процесс «штамповки и склеивания», точно нанося точки клея в заданные места во время высокоскоростной штамповки (120–200 ходов в минуту), с точностью повторяемости положения 0,02 мм и точностью регулирования объема клея 2%. Для уязвимых участков зуба применяется запатентованная технология двухточечного армирования, при которой точки клея наносятся одновременно на кончик и корень зуба для формирования стабильной треугольной структуры, увеличивающей жесткость зуба на 70-100% и прекрасно выдерживающей высокие монтажные напряжения шпилек.
Промышленные применения: индивидуальные решения
Высокоскоростные мотор-шпиндели
В нем используется ультратонкая кремниевая сталь толщиной 0,1 мм и менее со схемой склеивания по всему зубу + вспомогательная склейка по внешнему кругу, обеспечивающая точность динамического баланса и структурную стабильность при 30 000–50 000 об/мин.
Промышленные серводвигатели
Используются материалы толщиной 0,15-0,2 мм с точным контролем объема нанесения клея, что обеспечивает прочность при минимизации влияния клеевого слоя на коэффициент заполнения пазов, соответствует требованиям высокой плотности мощности и высокого динамического отклика.
Тяговые двигатели для транспортных средств на новой энергии
В конструкции используется кремниевая сталь толщиной 0,2 мм в сочетании с жаростойким (180°C) клеем, оптимизированное соединение зубьев, позволяющее выдерживать нагрузки при сборке шпильки, обеспечивая долговременную стабильность в средах с масляным охлаждением, помогая увеличить удельную мощность и запас хода.
БПЛА Моторы
Для удовлетворения потребностей в чрезвычайно легком весе была разработана технология склеивания «Micro-Dot-Matrix», позволяющая наносить минимальное количество клея только в ключевых точках напряжения для достижения оптимального баланса между весом и прочностью, улучшая соотношение тяги к весу.
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 VACODUR 49, 1J22 и 1J50.
