JFE Steel vyvíja oceľový plech JNRF™ s kremíkovým gradientom pre vysokorýchlostné motory
-
Minimalizuje vysokofrekvenčné straty železa
-
Zlepšuje vysokú hustotu magnetického toku
Spoločnosť JFE Steel Corporation dnes oznámila svoj nedávno vyvinutý oceľový plech JNRF™ s kremíkovým gradientom na použitie vo vysokorýchlostných motoroch, ktorý spoločnosť vyrába pomocou vlastnej technológie chemického nanášania z pár (CVD) na kontinuálnu silikonizáciu. Nový materiál znižuje vysokofrekvenčné straty železa a zlepšuje hustotu magnetického toku, čím pomáha zvyšovať krútiaci moment motora a výrazne zlepšuje účinnosť úspory energie.
Elektrické oceľové plechy4, ktoré sa vo veľkej miere používajú ako materiál železného jadra elektrických zariadení, ako sú motory a transformátory, sú kľúčovým materiálom, ktorým sa riadi výkonnosť elektrických zariadení. V posledných rokoch úsilie o zvýšenie frekvencie jazdy5 pri zmenšovaní elektrických zariadení vytvorilo potrebu znížiť stratu železa v elektrických oceľových plechoch používaných v aplikáciách zahŕňajúcich vysokofrekvenčný pohon. Kremík zvyšuje elektrický odpor ocele, takže zvýšenie množstva kremíka pomáha znižovať straty železa vo vysokofrekvenčnom rozsahu. Spoločnosť JFE Steel vyvinula patentovanú technológiu kontinuálnej silikonizácie CVD a potom použila tento proces na výrobu JNEX Core, oceľového plechu s vysokým obsahom kremíka (6,5%) a JNHF Core®®, oceľového plechu s kremíkovým gradientom so zvýšenou koncentráciou kremíka v povrchovej vrstve, ktoré umožnia zákazníkom JFE Steel vyvíjať výrobky vyššej kvality (obr. 1(1)).
V aplikáciách vysokorýchlostných motorov rastú požiadavky na zníženie straty železa v dôsledku vysokofrekvenčného pohonu a zvýšenej hustoty magnetického toku pre vyšší krútiaci moment. V reakcii na to spoločnosť JFE Steel spustila plán na rozšírenie svojho sortimentu výrobkov z elektrických oceľových plechov. Riešením bolo riadenie distribúcie koncentrácie kremíka optimalizáciou množstva silikonizácie a podmienok difúzie (obr. 2) a reguláciou orientácie kryštálov (obr. 3).
Úspešným výsledkom tohto úsilia je nový oceľový plech JNRF s kremíkovým gradientom JNRF™ pre vysokorýchlostné motory. JNRF™ pomáha výrazne zvýšiť účinnosť motora pre úsporu energie pri zachovaní hustoty magnetického toku (krútiaceho momentu) ekvivalentnej hustote konvenčných neorientovaných elektrooceľových plechov (3% plechov z kremíkovej ocele) (obr. 1(2)).
*Ľahká magnetizácia železa závisí od orientácie kryštálov. Ľahko magnetizovaný materiál (s vysokou hustotou magnetického toku) je možné vyrobiť riadením orientácie paralelne s povrchom plechu.
V budúcnosti sa spoločnosť JFE Steel bude snažiť rozšíriť aplikácie svojich výrobkov z elektrických oceľových plechov, aby pomohla realizovať kompaktnejšie a otáčkové motory, ako sú hnacie motory pre elektrické vozidlá, motory pre spotrebnú elektroniku a motory dronov, čím uspokojí potreby zákazníkov týkajúce sa mimoriadne účinných a kompaktných elektrických zariadení v čoraz udržateľnejšom svete.
Procesná technológia chemického nanášania z pár (CVD) zvyšuje koncentráciu kremíka v oceli. CVD, ktorý sa vykonáva v linke žíhania oceľových pásov, spôsobuje reakciu medzi oceľovými pásmi a plynom chloridu kremičitého (SiCl4) v peci, pričom oceľové pásy nepretržite prechádzajú pecou.
Strata železa sa vzťahuje na energiu, hlavne teplo, stratenú, keď je železné jadro excitované striedavým prúdom. Strata energie, ku ktorej dochádza, keď je železné jadro excitované na vysokej frekvencii, sa nazýva vysokofrekvenčná strata železa. Účinnosť vysokorýchlostných motorov sa zvyšuje so znižovaním vysokofrekvenčných strát železa.
Hustota magnetického toku, ktorá udáva ľahkú magnetizáciu materiálu, zvyšuje elektromagnetickú silu so zvyšujúcou sa hustotou. V motoroch je možné dosiahnuť väčší krútiaci moment (výkon) s materiálmi, ktoré ponúkajú vysokú hustotu magnetického toku.
Elektrický oceľový plech (alebo "plech z kremíkovej ocele") sa získa pridaním kremíka do železa. Tenké plechy široko používané ako materiály železného jadra v zariadeniach, ako sú motory a transformátory, sú najprv laminované izolačným povlakom.
V elektrických zariadeniach je frekvencia jazdy počet kmitov prúdu, napätia atď. za sekundu. Frekvencia jazdy sa zvyčajne zvyšuje s motormi, ktoré jazdia vysokou rotačnou rýchlosťou.
JNEX Core a JNHF Core a JNRF Core®®® sú registrované ochranné známky spoločnosti JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf hustota magnetického toku je vyššia a strata železa je nižšia
JFE Super Core jnrf hustota magnetického toku je vyššia
