JFE Steel utvikler JNRF™ silisiumgradient stålplate for høyhastighetsmotorer
-
Minimerer høyfrekvent jerntap
-
Forbedrer høy magnetisk flukstetthet
JFE Steel Corporation kunngjorde i dag sin nylig utviklede JNRF™ silisium-gradient stålplate for bruk i høyhastighetsmotorer, som selskapet produserer ved hjelp av proprietær kjemisk dampavsetning (CVD) teknologi for kontinuerlig silikonisering. Det nye materialet reduserer høyfrekvent jerntap og forbedrer magnetisk flukstetthet, og bidrar dermed til å øke motorens dreiemoment og forbedre effektiviteten for energibesparelse betydelig.
Elektriske stålplater4, som brukes mye som et jernkjernemateriale for elektrisk utstyr som motorer og transformatorer, er et nøkkelmateriale som styrer ytelsen til elektrisk utstyr. I de senere år har arbeidet med å øke kjørefrekvensen5 for nedskalering av elektrisk utstyr skapt behov for å redusere jerntap i elektriske stålplater som brukes i applikasjoner som involverer høyfrekvent drift. Silisium øker den elektriske motstanden til stål, så å øke mengden silisium bidrar til å redusere jerntap i høyfrekvensområdet. JFE Steel utviklet en proprietær teknologi for CVD kontinuerlig silikonisering, og brukte deretter denne prosessen til å produsere JNEX Core, en høysilisium (6,5%) stålplate, og JNHF Core®®, en silisiumgradient stålplate med økt silisiumkonsentrasjon i overflatelaget, som begge vil gjøre det mulig for JFE Steel-kunder å utvikle produkter av høyere kvalitet (fig. 1 (1)).
I høyhastighetsmotorapplikasjoner er det økende krav til redusert jerntap på grunn av høyfrekvent drift og økt magnetisk flukstetthet for høyere dreiemoment. Som svar lanserte JFE Steel en plan for å forbedre sitt utvalg av elektriske stålplater produkter. Løsningen var å kontrollere silisiumkonsentrasjonsfordelingen ved å optimalisere silikoniseringsmengde og diffusjonsbetingelser (fig 2) og kontrollere krystallorientering (fig 3).
Det vellykkede resultatet av denne innsatsen er JFE Steels nye JNRF™ silisiumgradient stålplate for høyhastighetsmotorer. JNRF™ bidrar til å øke motoreffektiviteten betydelig for energibesparelse samtidig som magnetisk flukstetthet (dreiemoment) opprettholdes tilsvarende den for konvensjonelle ikke-orienterte elektriske stålplater (3% silisiumstålplater) (figur 1 (2)).
* Jernets enkle magnetisering avhenger av krystallorientering. Et lett magnetisert (høy magnetisk flukstetthet) materiale kan produseres ved å kontrollere orientering parallelt med arkoverflaten.
Fremover vil JFE Steel forsøke å utvide applikasjonene for sine elektriske stålplateprodukter for å bidra til å realisere mer kompakte og høyere hastighets motordesign, for eksempel drivmotorer for elektriske kjøretøyer, motorer for forbrukerelektronikk og dronemotorer, og dermed møte kundenes behov for ekstra effektivt og kompakt elektrisk utstyr i en stadig mer bærekraftig verden.
Prosessteknologien for kjemisk dampavsetning (CVD) øker silisiumkonsentrasjonen i stål. CVD, som utføres i en glødeledning av stålbånd, forårsaker en reaksjon mellom stålstrimler og silisiumtetraklorid (SiCl4) gass i en ovn mens den kontinuerlig passerer stålstrimlene gjennom ovnen.
Jerntap refererer til energi, hovedsakelig varme, tapt når en jernkjerne blir eksitert av en vekselstrøm. Energitapet som oppstår når jernkjernen eksiteres ved høy frekvens kalles et høyfrekvent jerntap. Effektiviteten til høyhastighetsmotorer øker når høyfrekvent jerntap reduseres.
Magnetisk flukstetthet, som indikerer materialets enkle magnetisering, øker elektromagnetisk styrke når tettheten øker. I motorer kan større dreiemoment (effekt) oppnås med materialer som tilbyr høy magnetisk flukstetthet.
Elektrisk stålplate (eller "silisiumstålplate") oppnås ved å tilsette silisium til jern. Tynne plater som brukes mye som jernkjernematerialer i utstyr som motorer og transformatorer, lamineres først med et isolasjonsbelegg.
I elektrisk utstyr er kjørefrekvensen antall svingninger per sekund av strømmen, spenningen etc. Vanligvis øker kjørefrekvensen med motorer som kjører med høye rotasjonshastigheter.
JNEX Core og JNHF Core og JNRF Core®®® er registrerte varemerker for JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf den magnetiske flukstettheten er høyere og jerntapet er lavere
JFE Super Core jnrf magnetisk fluks tetthet er høyere
