?Переваги та аналіз самоклеючої кремнієвої сталі для автомобільних приводних двигунів?

Що таке самоклеюча кремнієва сталь?

По-перше, ми повинні зрозуміти його основні компоненти:

• : Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.Кремнієва сталь: також відома як електротехнічна сталь, це основний матеріал для виготовлення сердечників двигунів. Завдяки додаванню кремнію питомий опір матеріалу збільшується, зменшуючи «втрати на вихрові струми», що виникають у змінних магнітних полях, тим самим покращуючи ефективність двигуна.
• : Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.Самоклеючий шар: Спеціальне ізоляційне покриття з адгезивними властивостями наноситься на поверхню листової силіконової сталі. Це покриття можна активувати за певних умов (зазвичай високої температури та тиску), утворюючи сильну адгезійну силу.

Поєднання цих двох елементів призводить до самоклеючої силіконової сталі. Після штампування в шари статора/ротора його нагрівають і створюють тиск для міцного з’єднання листів між собою, утворюючи більш міцну серцевину.

Основні переваги самоклеючої силіконової сталі в автомобільних приводних двигунах

У порівнянні з традиційними процесами ламінування, які вимагають заклепування або зварювання, самоклеюча силіконова сталь пропонує численні покращення продуктивності, які ідеально відповідають суворим вимогам електромобілів щодо високої щільності потужності, високої ефективності, високої швидкості та низького рівня вібрації та шуму в приводних двигунах.

1. Значно покращена жорсткість і міцність, адаптація до високих швидкостей

   • Переваги: Скріплене ядро ​​стає квазіцілісною структурою, міцність з’єднання між шарами зазвичай досягає 5-20 МПа. Це значно покращує загальну жорсткість і механічну міцність сердечника.

   • Аналіз: Двигуни електромобілів розвиваються до вищих швидкостей (наприклад, від 12 000 об/хв до 20 000 об/хв або навіть вище). На високих обертах ротор відчуває величезні відцентрові сили. Сердечники з традиційним ламінуванням можуть мати опуклість або деформацію ламінації, що призводить до тертя зі статором (тертя статора) і пошкодження двигуна. Самоклеючі сердечники ефективно протистоять цій деформації, забезпечуючи безпечну та надійну роботу двигуна на екстремальних швидкостях.

2. Зменшені втрати заліза, покращена ефективність двигуна та запас ходу

   • Переваги: Зменшує пошкодження від напруги та погіршення характеристик матеріалу кремнієвих сталевих листів, викликане традиційними методами механічного з’єднання (такими як заклепки та зварювання).

   • Аналіз: Магнітні властивості кремнієвих сталевих листів (особливо втрати заліза) дуже чутливі до механічних навантажень. Процеси заклепування та зварювання створюють великі локалізовані напруги та зони теплового впливу, що призводить до погіршення структури магнітного домену в цих областях і збільшення втрат на вихровий струм і гістерезис. Самоклеюча технологія використовує фізичне з’єднання, уникаючи цього пошкодження та, таким чином, краще зберігаючи характеристики матеріалу з низькими втратами заліза. Це допомагає підвищити ефективність двигуна, особливо в міських умовах водіння з частими змінами швидкості, опосередковано збільшуючи запас ходу автомобіля.



3. Чудова продуктивність NVH (зменшена вібрація та шум)

   • Переваги: Міжшарове з’єднання ефективно пригнічує фреттинг і вібрацію між шарами.

   • Аналіз: Під час роботи двигуна серцевина піддається магнітострикції («дихання» матеріалу) та електромагнітним силам, створюваним високочастотним змінним магнітним полем. У традиційних ламінованих сердечниках ці сили викликають дрібні відносні рухи та вібрацію між ламінаціями, що є значним джерелом електромагнітного шуму в двигунах. Самоклеюче покриття заповнює щілини між ламінаціями як «клей», поглинаючи та пригнічуючи ці вібрації за допомогою амортизаційного ефекту, таким чином значно знижуючи шум від роботи двигуна та покращуючи комфорт їзди автомобіля.

4. Покращені теплові характеристики та рівномірність розсіювання тепла

   • Переваги: Хоча клейовий шар забезпечує ізоляцію, його теплопровідність, як правило, краща, ніж повітря.

   • Аналіз: У традиційних сердечниках між шарами існують крихітні повітряні проміжки, а повітря є поганим провідником тепла. Самоклеюче покриття створює більш ефективний шлях теплопровідності між пластинами, допомагаючи більш рівномірно та швидко проводити тепло, що утворюється всередині сердечника (особливо зубців), до обох кінців сердечника та корпусу, звідки воно потім відводиться системою охолодження. Це покращує рівномірність розсіювання тепла в двигуні, допомагає знизити локальну температуру гарячих точок і підвищує здатність двигуна постійно видавати потужність.

5. Спрощений виробничий процес, підвищена ефективність і послідовність виробництва

   • Переваги: усуває процеси клепки або зварювання, спрощуючи процес складання сердечника.

   • Аналіз: На автоматизованих виробничих лініях штамповані силіконові сталеві листи можна безпосередньо складати, а потім склеювати в одній печі для нагрівання та затвердіння. Це зменшує виробничі кроки та інвестиції в обладнання, підвищуючи ефективність виробництва. Одночасно це дозволяє уникнути коливань продуктивності, викликаних невідповідною якістю заклепки/зварювання (наприклад, нерівномірне зусилля заклепки та бризки під час зварювання), покращуючи консистенцію та надійність продукту.

Комплексний аналіз: виклики та міркування

Незважаючи на значні переваги, при застосуванні самоклеючої кремнієвої сталі необхідно враховувати наступні фактори:

• : Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.Вища вартість: Вартість матеріалу для самоклеючої силіконової сталі вища, ніж у звичайної силіконової сталі з покриттям. Крім того, виробничий процес вимагає додаткового обладнання для нагріву та затвердіння (наприклад, духовки) і точної системи контролю температури.
• : Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.Суворі вимоги до контролю процесу: Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.
• : Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.Погана ремонтопридатність: Після того, як сердечник скріплений як ціле, його практично неможливо розібрати та відремонтувати. У разі виявлення виробничих дефектів весь сердечник може стати непридатним.
• : Ефект з’єднання (міцність) значною мірою залежить від трьох параметрів процесу: температури, тиску та часу. Невідповідні параметри можуть призвести до слабкого зчеплення або старіння покриття.Високі вимоги до характеристик покриття: Самоклеюче покриття повинно підтримувати хорошу ізоляцію, термостійкість (зазвичай має витримувати температури вище 180°C), адгезію та здатність до штампування, водночас мати високу міцність зв’язку.

Підсумовуючи

Застосування самоклеючої кремнієвої сталі в автомобільних приводних двигунах є яскравим прикладом поєднання інноваційних матеріалів з оптимізацією процесу. Він спритно вирішує численні протиріччя між механічною міцністю, електромагнітними характеристиками та продуктивністю NVH у високошвидкісних, високоефективних двигунах із високою щільністю потужності за допомогою підходу «з’єднання замість заклепки/зварювання».

Висновок

Оскільки вимоги до продуктивності електромобілів продовжують зростати, самоз’єднувальна кремнієва сталь поступово стає одним із переважних матеріалів для приводних двигунів високого класу. Незважаючи на проблему вищих витрат, його комплексні переваги в продуктивності, особливо у забезпеченні високошвидкісної надійності та підвищенні енергоефективності, роблять його ключовим матеріалом, що рушійно впливає на розвиток технологій електроприводів наступного покоління. Для транспортних засобів, які прагнуть отримати максимальну продуктивність, великий запас ходу та низький рівень шуму, використання самосклеюваної кремнієвої сталі є дуже цінним технологічним вибором.

Про технологію Youyou

Youyou Technology Co., Ltd. спеціалізується на виробництві прецизійних самоз’єднувальних сердечників, виготовлених із різних магнітом’яких матеріалів, у тому числі з самоз’єднувальної кремнієвої сталі, надтонкої кремнієвої сталі та спеціальних м’яких магнітних сплавів із самоз’єднанням. Ми використовуємо передові процеси виробництва прецизійних магнітних компонентів, надаючи передові рішення для м’яких магнітних сердечників, які використовуються в ключових енергетичних компонентах, таких як високопродуктивні двигуни, високошвидкісні двигуни, середньочастотні трансформатори та реактори.

Продукти компанії Self-bonding precision core наразі включають діапазон кремнієвих сталевих сердечників із товщиною стрічки 0,05 мм (ST-050), 0,1 мм (10JNEX900/ST-100), 0,15 мм, 0,2 мм (20JNEH1200/20HX1200/ B20AV1200/20CS1200HF) та 0,35 мм (35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF), а також сердечники зі спеціального м’якого магнітного сплаву, включаючи 1J22 і 1J50.