JFE Steel, Yüksek Hızlı Motorlar için JNRF™ Silikon Gradyan Çelik Sac Geliştirdi
-
Yüksek frekanslı demir kaybını en aza indirir
-
Yüksek manyetik akı yoğunluğunu iyileştirir
JFE Steel Corporation bugün, şirketin sürekli silikonlama için tescilli kimyasal buhar biriktirme (CVD) teknolojisini kullanarak ürettiği yüksek hızlı motorlarda kullanılmak üzere yakın zamanda geliştirilen JNRF™ silikon gradyan çelik sacını duyurdu. Yeni malzeme, yüksek frekanslı demir kaybını azaltır ve manyetik akı yoğunluğunu iyileştirir, böylece motor torkunu artırmaya ve enerji tasarrufu için verimliliği önemli ölçüde artırmaya yardımcı olur.
Motorlar ve transformatörler gibi elektrikli ekipmanlar için demir çekirdek malzemesi olarak yaygın olarak kullanılan elektrikli çelik saclar4, elektrikli ekipmanın performansını yöneten önemli bir malzemedir. Son yıllarda, elektrikli ekipmanların küçültülmesi için sürüş frekansını5 artırma çabaları, yüksek frekanslı tahrik içeren uygulamalarda kullanılan elektrikli çelik saclarda demir kaybını azaltma ihtiyaçları yaratmıştır. Silikon, çeliğin elektrik direncini arttırır, bu nedenle silikon miktarının arttırılması, yüksek frekans aralığında demir kaybının azaltılmasına yardımcı olur. JFE Steel, CVD sürekli silikonlama için tescilli bir teknoloji geliştirdi ve daha sonra bu işlemi, her ikisi de JFE Steel müşterilerinin daha yüksek kaliteli ürünler geliştirmesini sağlayacak olan yüksek silikonlu (%6,5) bir çelik sac olan JNEX Core® ve yüzey katmanında artan silikon konsantrasyonuna sahip silikon gradyanlı bir çelik sac olan JNHF Core'u® üretmek için kullandı (Şekil 1(1)).
Yüksek hızlı motor uygulamalarında, yüksek frekanslı tahrik ve daha yüksek tork için artan manyetik akı yoğunluğu nedeniyle daha az demir kaybına yönelik artan talepler vardır. Buna karşılık, JFE Steel, elektrikli çelik sac ürün yelpazesini geliştirmek için bir plan başlattı. Çözüm, silikonlama miktarını ve difüzyon koşullarını optimize ederek (Şekil 2) silikon konsantrasyon dağılımını kontrol etmek ve kristal oryantasyonunu kontrol etmekti (Şekil 3).
Bu çabaların başarılı sonucu, JFE Steel'in yüksek hızlı motorlar için yeni JNRF™ silikon gradyan çelik sacıdır. JNRF™, geleneksel yönlendirilmemiş elektrikli çelik saclara (%3 silikon çelik saclar) eşdeğer manyetik akı yoğunluğunu (tork) korurken, enerji tasarrufu için motor verimliliğini önemli ölçüde artırmaya yardımcı olur (Şekil 1(2)).
*Demirin mıknatıslanma kolaylığı kristalin yönüne bağlıdır. Kolayca mıknatıslanan (yüksek manyetik akı yoğunluğu) bir malzeme, levha yüzeyine paralel olarak oryantasyon kontrol edilerek üretilebilir.
İleriye dönük olarak, JFE Steel, elektrikli araçlar için tahrik motorları, tüketici elektroniği motorları ve drone motorları gibi daha kompakt ve daha yüksek hızlı motor tasarımlarının gerçekleştirilmesine yardımcı olmak için elektrikli çelik sac ürünlerinin uygulamalarını genişletmeye çalışacak ve böylece giderek daha sürdürülebilir bir dünyada ekstra verimli ve kompakt elektrikli ekipman için müşteri ihtiyaçlarını karşılayacaktır.
Kimyasal buhar biriktirme (CVD) proses teknolojisi, çelikteki silikon konsantrasyonunu artırır. Bir çelik şerit tavlama hattında gerçekleştirilen CVD, çelik şeritleri sürekli olarak fırından geçirirken bir fırında çelik şeritler ile silikon tetraklorür (SiCl4) gazı arasında bir reaksiyona neden olur.
Demir kaybı, bir demir çekirdek alternatif bir akımla uyarıldığında kaybedilen enerjiyi, esas olarak ısıyı ifade eder. Demir çekirdek yüksek frekansta uyarıldığında meydana gelen enerji kaybına yüksek frekanslı demir kaybı denir. Yüksek frekanslı demir kaybı azaldıkça yüksek hızlı motorların verimliliği artar.
Bir malzemenin mıknatıslanma kolaylığını gösteren manyetik akı yoğunluğu, yoğunluk arttıkça elektromanyetik gücü artırır. Motorlarda, yüksek manyetik akı yoğunluğu sunan malzemelerle daha büyük tork (güç) elde edilebilir.
Elektrikli çelik sac (veya "silikon çelik sac"), demire silikon eklenerek elde edilir. Motor ve transformatör gibi ekipmanlarda demir çekirdek malzemesi olarak yaygın olarak kullanılan ince saclar önce bir yalıtım kaplaması ile lamine edilir.
Elektrikli ekipmanlarda sürüş frekansı, akımın, voltajın vb. saniyedeki salınım sayısıdır. Normalde, yüksek dönme hızlarında çalışan motorlarda sürüş frekansı artar.
JNEX Core ve JNHF Core ve JNRF Core®®®, JFE Steel Corporation'ın tescilli ticari markalarıdır.
JFE Süper Çekirdek jnrf manyetik akı yoğunluğu daha yüksektir ve demir kaybı daha düşüktür
JFE Süper Çekirdek jnrf manyetik akı yoğunluğu daha yüksektir
