JFE Steel utvecklar JNRF™ Silicon-gradient stålplåt för höghastighetsmotorer
-
Minimerar högfrekvent järnförlust
-
Förbättrar hög magnetisk flödestäthet
JFE Steel Corporation tillkännagav idag sin nyligen utvecklade JNRF™ kiselgradient stålplåt för användning i höghastighetsmotorer, som företaget tillverkar med hjälp av patenterad kemisk ångavsättningsteknik (CVD) för kontinuerlig silikonisering. Det nya materialet minskar högfrekvent järnförlust och förbättrar den magnetiska flödestätheten, vilket bidrar till att öka motorns vridmoment och avsevärt förbättra effektiviteten för energibesparing.
Elektriska stålplåtar4, som används allmänt som järnkärnmaterial för elektrisk utrustning som motorer och transformatorer, är ett nyckelmaterial som styr elektrisk utrustnings prestanda. Under de senaste åren har ansträngningar för att öka körfrekvensen5 för nedskärningar av elektrisk utrustning skapat behov av att minska järnförlusten i elektriska stålplåtar som används i applikationer som involverar högfrekvensdrift. Kisel ökar stålets elektriska motstånd, så att öka mängden kisel hjälper till att minska järnförlusten i högfrekvensområdet. JFE Steel utvecklade en egenutvecklad teknologi för CVD kontinuerlig silikonisering och använde sedan denna process för att producera JNEX Core®, en stålplåt med hög kiselhalt (6.5%) och JNHF Core®, en stålplåt med kiselgradient med ökad kiselkoncentration i sin ytskikt, som båda kommer att göra det möjligt för JFE Steel-kunder att utveckla produkter av högre kvalitet (Fig. 1①).
I höghastighetsmotorapplikationer finns det växande krav på minskad järnförlust på grund av högfrekvensdrift och ökad magnetisk flödestäthet för högre vridmoment. Som svar lanserade JFE Steel en plan för att förbättra sitt utbud av elektriska stålplåtsprodukter. Lösningen var att kontrollera kiselkoncentrationsfördelningen genom att optimera silikoniseringsmängden och diffusionsförhållandena (fig. 2) och styra kristallorienteringen (fig. 3).
Det framgångsrika resultatet av dessa ansträngningar är JFE Steels nya JNRF™ stålplåt med kiselgradient för höghastighetsmotorer. JNRF™ hjälper till att avsevärt öka motoreffektiviteten för energibesparing samtidigt som magnetisk flödestäthet (vridmoment) likvärdig med den för konventionella icke-orienterade elektriska stålplåtar (3% kiselstålplåtar) (Fig. 1②).
*Järnets lätthet att magnetisera beror på kristallorienteringen. Ett lätt magnetiserat material (hög magnetisk flödestäthet) kan framställas genom att styra orienteringen parallellt med arkytan.
Framöver kommer JFE Steel att sträva efter att utöka applikationerna för sina elektriska stålplåtsprodukter för att hjälpa till att realisera mer kompakta och snabbare motorkonstruktioner, såsom drivmotorer för elfordon, motorer för konsumentelektronik och drönarmotorer, och därigenom möta kundernas behov av extra effektiv och kompakt elektrisk utrustning i en allt mer hållbar värld.
Processteknologin för kemisk ångavsättning (CVD) ökar kiselkoncentrationen i stål. CVD, som utförs i en stålbandsglödgningslinje, orsakar en reaktion mellan stålband och kiseltetrakloridgas (SiCl4) i en ugn samtidigt som stålbanden kontinuerligt passerar genom ugnen.
Järnförlust avser energi, främst värme, som går förlorad när en järnkärna exciteras av en växelström. Den energiförlust som uppstår när järnkärnan exciteras vid hög frekvens kallas en högfrekvent järnförlust. Effektiviteten hos höghastighetsmotorer ökar när högfrekvent järnförlust minskar.
Magnetisk flödestäthet, som indikerar att ett material är lätt att magnetisera, ökar den elektromagnetiska styrkan när densiteten ökar. I motorer kan större vridmoment (effekt) uppnås med material som erbjuder hög magnetisk flödestäthet.
Elektrisk stålplåt (eller "silikonstålplåt") erhålls genom att tillsätta kisel till järn. Tunna plåtar som används ofta som järnkärnmaterial i utrustning som motorer och transformatorer lamineras först med en isoleringsbeläggning.
I elektrisk utrustning är drivfrekvensen antalet svängningar per sekund av strömmen, spänningen etc. Vanligtvis ökar drivfrekvensen med motorer som kör med höga varvtal.
JNEX Core® och JNHF Core® och JNRF Core® är registrerade varumärken som tillhör JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf den magnetiska flödestätheten är högre och järnförlusten är lägre
JFE Super Core jnrf magnetisk flödestäthet är högre
