?Ưu điểm và phân tích của thép silicon tự dính cho động cơ truyền động ô tô?

Thép silicon tự dính là gì?

Đầu tiên chúng ta cần hiểu các thành phần cơ bản của nó:

• : Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.Thép silic: Còn gọi là thép điện, là vật liệu cốt lõi để chế tạo lõi động cơ. Bằng cách bổ sung silicon, điện trở suất của vật liệu được tăng lên, giảm "tổn thất dòng điện xoáy" được tạo ra trong từ trường xen kẽ, từ đó cải thiện hiệu suất của động cơ.
• : Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.Lớp tự dính: Một lớp phủ cách điện đặc biệt có đặc tính kết dính được phủ lên bề mặt của tấm thép silicon. Lớp phủ này có thể được kích hoạt trong các điều kiện cụ thể (thường là nhiệt độ và áp suất cao), tạo ra lực bám dính mạnh.

Kết hợp hai yếu tố này sẽ tạo ra thép silicon tự dính. Sau khi được dập thành các lớp stato/rôto, nó được nung nóng và tạo áp suất để liên kết chắc chắn các tấm lại với nhau, tạo thành lõi chắc chắn hơn.

Ưu điểm cốt lõi của thép silicon tự dính trong động cơ truyền động ô tô

So với các quy trình cán truyền thống yêu cầu tán đinh hoặc hàn, thép silicon tự dính mang lại nhiều cải tiến về hiệu suất, đáp ứng hoàn hảo các yêu cầu nghiêm ngặt của xe điện về mật độ công suất cao, hiệu suất cao, tốc độ cao cũng như độ rung và tiếng ồn thấp trong động cơ truyền động.

1. Độ cứng và sức mạnh được cải thiện đáng kể, thích ứng với tốc độ cao

   • Ưu điểm: Lõi liên kết trở thành một cấu trúc gần như nguyên khối, với cường độ liên kết giữa các lớp thường đạt 5-20 MPa. Điều này cải thiện đáng kể độ cứng tổng thể và độ bền cơ học của lõi.

   • Phân tích: Động cơ xe điện đang phát triển theo hướng tốc độ cao hơn (ví dụ: từ 12.000 vòng/phút đến 20.000 vòng/phút hoặc thậm chí cao hơn). Ở tốc độ cao, rôto chịu lực ly tâm rất lớn. Các lõi cán truyền thống có thể bị phồng hoặc biến dạng, dẫn đến ma sát với stato (cọ xát stato) và hư hỏng động cơ. Lõi tự dính chống lại sự biến dạng này một cách hiệu quả, đảm bảo vận hành động cơ an toàn và đáng tin cậy ở tốc độ cực cao.

2. Giảm tổn thất sắt, cải thiện hiệu suất và phạm vi hoạt động của động cơ

   • Ưu điểm: Giảm hư hỏng do ứng suất và suy giảm hiệu suất vật liệu của tấm thép silicon do các phương pháp kết nối cơ học truyền thống (chẳng hạn như tán đinh và hàn).

   • Phân tích: Tính chất từ ​​của tấm thép silicon (đặc biệt là tổn thất sắt) rất nhạy cảm với ứng suất cơ học. Quá trình tán đinh và hàn tạo ra các vùng chịu ảnh hưởng nhiệt và ứng suất cục bộ lớn, dẫn đến suy giảm cấu trúc miền từ trong các khu vực đó và làm tăng tổn thất dòng điện xoáy và trễ. Công nghệ tự dính sử dụng liên kết vật lý, tránh hư hỏng này và do đó bảo quản tốt hơn các đặc tính mất sắt thấp của vật liệu. Điều này giúp cải thiện hiệu suất của động cơ, đặc biệt là trong điều kiện lái xe trong đô thị với việc thay đổi tốc độ thường xuyên, gián tiếp tăng phạm vi di chuyển của xe.



3. Hiệu suất NVH xuất sắc (Giảm độ rung và tiếng ồn)

   • Ưu điểm: Liên kết giữa các lớp có hiệu quả ngăn chặn sự xáo trộn và rung động giữa các lớp.

   • Phân tích: Trong quá trình vận hành động cơ, lõi phải chịu từ giảo ("vật liệu "thở") và lực điện từ được tạo ra bởi từ trường xoay chiều tần số cao. Trong các lõi nhiều lớp truyền thống, các lực này gây ra các chuyển động và rung động tương đối nhỏ giữa các lớp mỏng, một nguồn gây nhiễu điện từ đáng kể trong động cơ. Lớp phủ tự dính lấp đầy các khoảng trống giữa các lớp như "keo", hấp thụ và triệt tiêu những rung động này thông qua hiệu ứng giảm chấn, do đó giảm đáng kể tiếng ồn khi vận hành động cơ và cải thiện sự thoải mái khi lái xe.

4. Cải thiện hiệu suất nhiệt và tính đồng nhất tản nhiệt

   • Ưu điểm: Mặc dù lớp keo có tác dụng cách nhiệt nhưng độ dẫn nhiệt của nó nhìn chung tốt hơn không khí.

   • Phân tích: Trong các lõi truyền thống, các khe hở không khí nhỏ tồn tại giữa các lớp và không khí là chất dẫn nhiệt kém. Lớp phủ tự dính thiết lập đường dẫn nhiệt hiệu quả hơn giữa các tấm, giúp dẫn nhiệt sinh ra bên trong lõi (đặc biệt là các răng) đồng đều và nhanh chóng hơn đến cả hai đầu của lõi và vỏ, sau đó nhiệt được hệ thống làm mát mang đi. Điều này cải thiện tính đồng nhất của tản nhiệt trong động cơ, giúp giảm nhiệt độ điểm nóng cục bộ và nâng cao khả năng sản sinh công suất liên tục của động cơ.

5. Quy trình sản xuất đơn giản hóa, cải thiện hiệu quả sản xuất và tính nhất quán

   • Ưu điểm: Loại bỏ quá trình tán đinh hoặc hàn, đơn giản hóa quá trình lắp ráp lõi.

   • Phân tích: Trên dây chuyền sản xuất tự động, các tấm thép silicon có tem có thể được xếp chồng lên nhau trực tiếp và sau đó liên kết trong một lò gia nhiệt và xử lý duy nhất. Điều này làm giảm các bước sản xuất và đầu tư thiết bị, nâng cao hiệu quả sản xuất. Đồng thời, nó tránh được sự biến động về hiệu suất do chất lượng hàn/đinh tán không nhất quán (chẳng hạn như lực tán đinh không đồng đều và vết hàn), cải thiện tính nhất quán và độ tin cậy của sản phẩm.

Phân tích toàn diện: Những thách thức và cân nhắc

Mặc dù có những ưu điểm đáng kể nhưng các yếu tố sau cần được xem xét khi áp dụng thép silicon tự dính:

• : Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.Chi phí cao hơn: Giá thành vật liệu của thép silicon tự dính cao hơn thép silicon phủ thông thường. Hơn nữa, quá trình sản xuất đòi hỏi phải có thêm thiết bị gia nhiệt và xử lý (như lò nướng) và hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác.
• : Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.Yêu cầu kiểm soát quy trình nghiêm ngặt: Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.
• : Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.Khả năng bảo trì kém: Một khi lõi đã được liên kết toàn bộ thì gần như không thể tháo rời và sửa chữa. Nếu xảy ra lỗi sản xuất, toàn bộ lõi có thể không sử dụng được.
• : Hiệu ứng liên kết (cường độ) phụ thuộc nhiều vào ba thông số quy trình: nhiệt độ, áp suất và thời gian. Các thông số không phù hợp có thể dẫn đến liên kết yếu hoặc lão hóa lớp phủ.Yêu cầu cao về hiệu suất lớp phủ: Lớp phủ tự dính phải duy trì khả năng cách nhiệt, chịu nhiệt tốt (thường cần chịu được nhiệt độ trên 180°C), khả năng bám dính và khả năng dập trong khi có độ bền liên kết cao.

Tóm lại

ứng dụng thép silicon tự dính trong động cơ truyền động ô tô là một ví dụ điển hình về việc kết hợp đổi mới vật liệu với tối ưu hóa quy trình. Nó giải quyết một cách khéo léo nhiều mâu thuẫn giữa độ bền cơ học, hiệu suất điện từ và hiệu suất NVH trong động cơ tốc độ cao, hiệu suất cao và mật độ công suất cao thông qua phương pháp "liên kết thay vì tán đinh/hàn".

Kết luận

Khi yêu cầu về hiệu suất của xe điện tiếp tục tăng lên, thép silicon tự liên kết đang dần trở thành một trong những vật liệu được ưa chuộng cho động cơ truyền động cao cấp. Bất chấp thách thức về chi phí cao hơn, lợi ích hiệu suất toàn diện của nó - đặc biệt là trong việc đảm bảo độ tin cậy ở tốc độ cao và cải thiện hiệu quả năng lượng - khiến nó trở thành vật liệu chính thúc đẩy sự phát triển của công nghệ truyền động điện thế hệ tiếp theo. Đối với những phương tiện theo đuổi hiệu suất cao nhất, tầm hoạt động xa và độ ồn thấp, việc sử dụng thép silicon tự liên kết là một lựa chọn công nghệ có giá trị cao.

Giới thiệu về công nghệ Youyou

Công ty TNHH Công nghệ Youyou chuyên sản xuất lõi chính xác tự liên kết được làm bằng nhiều vật liệu từ mềm khác nhau, bao gồm thép silicon tự liên kết, thép silicon siêu mỏng và hợp kim từ mềm đặc biệt tự liên kết. Chúng tôi sử dụng các quy trình sản xuất tiên tiến cho các thành phần từ tính chính xác, cung cấp các giải pháp tiên tiến cho lõi từ mềm được sử dụng trong các thành phần năng lượng quan trọng như động cơ hiệu suất cao, động cơ tốc độ cao, máy biến áp tần số trung bình và lò phản ứng.

Các sản phẩm lõi chính xác tự liên kết của công ty hiện bao gồm nhiều loại lõi thép silicon có độ dày dải 0,05mm(ST-050), 0,1mm(10JNEX900/ST-100), 0,15mm, 0,2mm(20JNEH1200/20HX1200/ B20AV1200/20CS1200HF) và 0,35mm(35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF), cũng như các lõi hợp kim từ mềm đặc biệt bao gồm 1J22 và 1J50.