JFE Steel, 고속 모터용 JNRF™ 실리콘 그래디언트 강판 개발 사례
-
고주파 철분 손실 최소화
-
높은 자속 밀도 향상
JFE Steel Corporation은 오늘 고속 모터에 사용하기 위해 최근 개발한 JNRF™ 실리콘 그래디언트 강판을 발표했으며, 이 강판은 연속 실리콘화를 위해 독점적인 화학 기상 증착(CVD) 기술을 사용하여 생산합니다. 이 신소재는 고주파 철 손실을 줄이고 자속 밀도를 개선하여 모터 토크를 높이고 에너지 절약 효율을 크게 향상시킵니다.
모터, 변압기 등 전기기기의 철심재로 널리 사용되는 전기강판4은 전기설비의 성능을 좌우하는 핵심 소재입니다. 최근 몇 년 동안 전기 장비의 소형화를 위해 구동 주파수5를 늘리려는 노력으로 인해 고주파 구동과 관련된 응용 분야에 사용되는 전기 강판의 철 손실을 줄여야 할 필요성이 생겼습니다. 실리콘은 강철의 전기 저항을 증가시키므로 실리콘의 양을 늘리면 고주파 범위에서 철 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다. JFE Steel은 CVD 연속 실리콘화를 위한 독점 기술을 개발한 후 이 공정을 사용하여 고규소(6.5%) 강판인 JNEX Core와 표면층의 실리콘 농도가 증가한 실리콘 구배 강판인 JNHF Core®®를 생산하여 JFE Steel 고객이 더 높은 품질의 제품을 개발할 수 있도록 합니다(그림 1(1)).
고속 모터 응용 분야에서는 고주파 구동으로 인한 철 손실 감소와 더 높은 토크를 위한 자속 밀도 증가에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 이에 JFE Steel은 전기 강판 제품 라인업을 강화하기 위한 계획을 시작했습니다. 해결책은 실리콘화량과 확산 조건(그림 2)을 최적화하고 결정 방향(그림 3)을 제어하여 실리콘 농도 분포를 제어하는 것이었습니다.
이러한 노력의 성공적인 결과로 JFE Steel의 새로운 고속 모터용 JNRF™ 실리콘 그래디언트 강판이 탄생했습니다. JNRF™는 기존의 무방향성 전기 강판(3% 규소 강판)과 동등한 자속 밀도(토크)를 유지하면서 에너지 절약을 위한 모터 효율을 크게 높이는 데 도움이 됩니다(그림 1(2)).
*철의 자화 용이성은 결정 방향에 따라 다릅니다. 쉽게 자화된(높은 자속 밀도) 재료는 시트 표면과 평행하지 않은 방향을 제어하여 생산할 수 있습니다.
앞으로 JFE Steel은 전기 자동차용 구동 모터, 소비자 가전용 모터 및 드론 모터와 같은 보다 컴팩트하고 더 빠른 속도의 모터 설계를 실현할 수 있도록 전기 강판 제품의 응용 분야를 확장하여 점점 더 지속 가능한 세계에서 더욱 효율적이고 컴팩트한 전기 장비에 대한 고객의 요구를 충족시키기 위해 노력할 것입니다.
화학 기상 증착(CVD) 공정 기술은 강철의 실리콘 농도를 증가시킵니다. 강판 어닐링 라인에서 수행되는 CVD는 용광로에서 강대와 사염화규소(SiCl4) 가스 사이에 반응을 일으키면서 강대를 용광로를 통해 연속적으로 통과시킵니다.
철 손실은 철심이 교류에 의해 여기될 때 손실되는 에너지, 주로 열을 말합니다. 철심이 고주파로 여기될 때 발생하는 에너지 손실을 고주파 철 손실이라고 합니다. 고속 모터의 효율은 고주파 철 손실이 감소함에 따라 증가합니다.
물질의 자화 용이성을 나타내는 자속 밀도는 밀도가 증가함에 따라 전자기 강도를 높입니다. 모터에서는 높은 자속 밀도를 제공하는 재료로 더 큰 토크(동력)를 얻을 수 있습니다.
전기 강판 (또는 "규소 강판")은 철에 실리콘을 첨가하여 얻습니다. 모터 및 변압기와 같은 장비에서 철심재로 널리 사용되는 박판은 먼저 절연 코팅으로 적층됩니다.
전기 장비에서 구동 주파수는 전류, 전압 등의 초당 진동 수입니다. 일반적으로 구동 주파수는 높은 회전 속도로 구동되는 모터에서 증가합니다.
JNEX Core®, JNHF Core 및 JNRF Core®®는 JFE Steel Corporation의 등록 상표입니다.
JFE 슈퍼 코어 jnrf 자속 밀도가 높고 철 손실이 낮습니다.
JFE 슈퍼 코어 jnrf 자속 밀도가 더 높습니다.
