Čo je samolepiaca silikónová oceľ?
Najprv musíme pochopiť jeho základné zložky:
- : Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.Silikónová oceľ: Tiež známa ako elektrická oceľ, je to jadrový materiál na výrobu jadier motorov. Pridaním kremíka sa zvyšuje merný odpor materiálu, čím sa znižujú „straty vírivými prúdmi“ generované v striedavých magnetických poliach, čím sa zlepšuje účinnosť motora.
- : Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.Samolepiaca vrstva: Na povrch plechu z kremíkovej ocele je nanesený špeciálny izolačný náter s adhéznymi vlastnosťami. Tento povlak môže byť aktivovaný za špecifických podmienok (zvyčajne vysoká teplota a tlak), čím sa vytvorí silná adhézna sila.
Spojením týchto dvoch prvkov vzniká samolepiaca silikónová oceľ. Po vylisovaní do statorových/rotorových lamiel sa zahrieva a natlakuje, aby sa listy pevne spojili a vytvorili robustnejšie jadro.
Hlavné výhody samolepiacej silikónovej ocele v automobilových hnacích motoroch
V porovnaní s tradičnými laminovacími procesmi vyžadujúcimi nitovanie alebo zváranie ponúka samolepiaca silikónová oceľ početné vylepšenia výkonu, ktoré dokonale spĺňajú prísne požiadavky elektrických vozidiel na vysokú hustotu výkonu, vysokú účinnosť, vysokú rýchlosť a nízke vibrácie a hluk v hnacích motoroch.
-
Výrazne vylepšená tuhosť a pevnosť, prispôsobenie sa vysokým rýchlostiam
Výhody: Spojené jadro sa stáva kvázi integrálnou štruktúrou s pevnosťou spojenia medzi vrstvami typicky dosahujúcou 5-20 MPa. To výrazne zlepšuje celkovú tuhosť a mechanickú pevnosť jadra.
Analýza: Motory elektrických vozidiel sa vyvíjajú smerom k vyšším rýchlostiam (napr. od 12 000 ot./min do 20 000 ot./min. alebo ešte vyššie). Pri vysokých rýchlostiach rotor zažíva obrovské odstredivé sily. Pri tradičných laminovacích jadrách môže dôjsť k vydutiu alebo deformácii laminácie, čo vedie k treniu so statorom (trenie statora) a poškodeniu motora. Samolepiace jadrá účinne odolávajú tejto deformácii a zaisťujú bezpečnú a spoľahlivú prevádzku motora pri extrémnych rýchlostiach.
-
Znížené straty železa, lepšia účinnosť motora a dojazd
Výhody: Znižuje poškodenie napätím a degradáciu vlastností materiálu kremíkových oceľových plechov spôsobenú tradičnými metódami mechanického spojenia (ako je nitovanie a zváranie).
Analýza: Magnetické vlastnosti plechov z kremíkovej ocele (najmä straty železa) sú vysoko citlivé na mechanické namáhanie. Nitovacie a zváracie procesy generujú veľké lokálne namáhané a tepelne ovplyvnené zóny, čo vedie k zhoršeniu štruktúry magnetickej domény v týchto oblastiach a k zvýšeným stratám vírivým prúdom a hysteréziou. Samolepiaca technológia využíva fyzikálne spojenie, ktoré zabraňuje tomuto poškodeniu a tým lepšie zachováva vlastnosti materiálu s nízkou stratou železa. To pomáha zlepšiť účinnosť motora, najmä v mestských podmienkach s častými zmenami rýchlosti, čím sa nepriamo zvyšuje dojazd vozidla.
-
Vynikajúci výkon NVH (znížené vibrácie a hluk)
Výhody: Spojenie medzi vrstvami účinne potláča trenie a vibrácie medzi lamináciami.
Analýza: Počas prevádzky motora je jadro vystavené magnetostrikcii ("dýchanie materiálu") a elektromagnetickým silám generovaným vysokofrekvenčným striedavým magnetickým poľom. V tradičných laminovaných jadrách tieto sily spôsobujú nepatrné relatívne pohyby a vibrácie medzi lamelami, čo je významný zdroj elektromagnetického hluku v motoroch. Samolepiaci povlak vypĺňa medzery medzi lamináciami ako "lepidlo", absorbuje a potláča tieto vibrácie prostredníctvom tlmiaceho efektu, čím výrazne znižuje prevádzkový hluk motora a zlepšuje jazdný komfort vozidla.
-
Zlepšený tepelný výkon a rovnomernosť rozptylu tepla
Výhody: Zatiaľ čo lepiaca vrstva poskytuje izoláciu, jej tepelná vodivosť je vo všeobecnosti lepšia ako vzduchová.
Analýza: V tradičných jadrách existujú medzi lamináciami malé vzduchové medzery a vzduch je zlým vodičom tepla. Samolepiaci povlak vytvára efektívnejšiu dráhu vedenia tepla medzi doskami, čím pomáha rovnomernejšie a rýchlejšie viesť teplo generované vo vnútri jadra (najmä zubov) na oba konce jadra a krytu, kde je potom odvádzané chladiacim systémom. To zlepšuje rovnomernosť odvádzania tepla v motore, pomáha znižovať lokálne teploty horúceho miesta a zlepšuje schopnosť motora nepretržite vystupovať.
-
Zjednodušený výrobný proces, lepšia efektívnosť a konzistentnosť výroby
Výhody: Eliminuje procesy nitovania alebo zvárania, čím sa zjednodušuje proces montáže jadra.
Analýza: Na automatizovaných výrobných linkách možno lisované plechy z kremíkovej ocele priamo stohovať a potom spájať v jedinej vyhrievacej a vytvrdzovacej peci. To znižuje výrobné kroky a investície do vybavenia a zvyšuje efektivitu výroby. Súčasne zabraňuje kolísaniu výkonu spôsobenému nekonzistentnou kvalitou nitovania/zvárania (ako je nerovnomerná sila nitovania a rozstrek pri zváraní), čím sa zlepšuje konzistencia a spoľahlivosť produktu.
Komplexná analýza: výzvy a úvahy
Napriek jej významným výhodám je pri aplikácii samolepiacej kremíkovej ocele potrebné zvážiť nasledujúce faktory:
- : Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.Vyššie náklady: Náklady na materiál samolepiacej kremíkovej ocele sú vyššie ako náklady na obyčajnú potiahnutú kremíkovú oceľ. Okrem toho si výrobný proces vyžaduje dodatočné ohrievacie a vytvrdzovacie zariadenia (ako sú pece) a presný systém kontroly teploty.
- : Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.Prísne požiadavky na kontrolu procesov: Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.
- : Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.Slabá udržiavateľnosť: Keď je jadro spojené ako celok, je takmer nemožné ho rozobrať a opraviť. Ak sa vyskytnú výrobné chyby, celé jadro sa môže stať nepoužiteľným.
- : Efekt spojenia (pevnosť) je vysoko závislý od troch parametrov procesu: teploty, tlaku a času. Nevhodné parametre môžu viesť k slabému priľnutiu alebo starnutiu povlaku.Vysoké požiadavky na vlastnosti povlaku: Samolepiaci náter si musí zachovať dobrú izoláciu, tepelnú odolnosť (zvyčajne musí odolávať teplotám nad 180 °C), priľnavosť a lisovateľnosť, pričom musí mať vysokú pevnosť spoja.
V súhrne
aplikácia samolepiacej kremíkovej ocele v motoroch pohonu automobilov je ukážkovým príkladom spojenia inovácie materiálov s optimalizáciou procesu. Šikovne rieši viaceré rozpory medzi mechanickou pevnosťou, elektromagnetickým výkonom a výkonom NVH vo vysokorýchlostných, vysoko účinných motoroch s vysokou hustotou výkonu prostredníctvom prístupu „spájanie namiesto nitovania/zvárania“.
|
Porovnávacie rozmery |
Tradičná silikónová oceľ (nitovanie/zváranie) |
Samolepiaca silikónová oceľ |
|
Mechanická pevnosť |
Vo všeobecnosti náchylné na rozťahovanie plechu pri vysokých rýchlostiach |
Vynikajúca, silná celistvosť, vhodná pre vysoké rýchlosti |
|
Strata železa/účinnosť |
Veľmi ovplyvnené namáhaním pri obrábaní |
Nižšie otáčky, zachováva pôvodné magnetické vlastnosti materiálu |
|
Výkon NVH |
Miniatúrny pohyb medzi listami, čo má za následok relatívne vysoký hluk |
Vynikajúce tlmenie a zníženie vibrácií, nízka hlučnosť |
|
Výkon odvodu tepla |
Vo všeobecnosti sa vzduchová izolácia poskytuje medzi doskami |
Lepšia a vylepšená cesta vedenia tepla |
|
Výrobný proces |
Vyžaduje si nitovanie/zváranie, ktoré zahŕňa viacero procesov |
Zjednodušené, jednostupňové zahrievanie a formovanie po stohovaní |
|
náklady |
Nízke náklady na materiál, mierne procesné náklady |
Vysoké náklady na materiál, potrebné investície do vybavenia |
Záver
Keďže požiadavky na výkon elektrických vozidiel sa neustále zvyšujú, samolepiaca kremíková oceľ sa postupne stáva jedným z preferovaných materiálov pre špičkové hnacie motory. Napriek výzve vyšších nákladov, jeho komplexné výhody v oblasti výkonu – najmä pri zabezpečovaní vysokorýchlostnej spoľahlivosti a zlepšovaní energetickej účinnosti – z neho robia kľúčový materiál, ktorý riadi vývoj technológií elektrických pohonov novej generácie. Pre vozidlá, ktoré sa usilujú o maximálny výkon, dlhý dojazd a nízku hlučnosť, je použitie samolepiacej silikónovej ocele vysoko hodnotnou technologickou voľbou.
O technológii Youyou
Youyou Technology Co., Ltd. sa špecializuje na výrobu samoväzbových presných jadier vyrobených z rôznych mäkkých magnetických materiálov, vrátane samospojovacej kremíkovej ocele, ultratenkej kremíkovej ocele a špeciálnych mäkkých magnetických zliatin s vlastným spájaním. Využívame pokročilé výrobné procesy pre presné magnetické komponenty a poskytujeme pokročilé riešenia pre mäkké magnetické jadrá používané v kľúčových silových komponentoch, ako sú vysokovýkonné motory, vysokorýchlostné motory, stredofrekvenčné transformátory a reaktory.
Produkty spoločnosti Samolepiace presné jadro v súčasnosti zahŕňajú rad jadier z kremíkovej ocele s hrúbkou pásu 0,05 mm (ST-050), 0,1 mm (10JNEX900/ST-100), 0,15 mm, 0,2 mm (20JNEH1200/20HX1200) a 02CS/020AV 0,35 mm (35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF), ako aj špeciálne jadrá z mäkkých magnetických zliatin vrátane 1J22 a 1J50.
