JFE Steel utvecklar JNRF™ kiselgradientstålplåt för höghastighetsmotorer
-
Minimerar högfrekvent järnförlust
-
Förbättrar hög magnetisk flödestäthet
JFE Steel Corporation tillkännagav idag sin nyligen utvecklade JNRF™ kiselgradientstålplåt för användning i höghastighetsmotorer, som företaget producerar med hjälp av proprietär 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 i stor utsträckning som järnkärnmaterial för elektrisk utrustning som motorer och transformatorer, är ett nyckelmaterial som styr prestandan hos elektrisk utrustning. Under de senaste åren har arbetet med att öka frekvensen5 för nedskärning av elektrisk utrustning skapat behov av att minska järnförlusten i elektriska stålplåtar som används i applikationer som involverar högfrekvensomriktare. Kisel ökar stålets elektriska motstånd, så att öka mängden kisel hjälper till att minska järnförlusten i det höga frekvensområdet. JFE Steel utvecklade en egenutvecklad teknik för kontinuerlig kiselisering av CVD och använde sedan denna process för att producera JNEX Core, en stålplåt med hög kiselhalt (6,5 %), och JNHF Core®®, en kiselgradientstålplåt med ökad kiselkoncentration i ytskiktet, som båda kommer att göra det möjligt för JFE Steels kunder att utveckla produkter av högre kvalitet (fig. 1(1)).
I höghastighetsmotorapplikationer finns det växande krav på minskad järnförlust på grund av högfrekvensdrivning och ökad magnetisk flödestäthet för högre vridmoment. Som svar lanserade JFE Steel en plan för att förbättra sitt sortiment av elektriska stålplåtsprodukter. Lösningen var att kontrollera fördelningen av kiselkoncentrationen genom att optimera silikoniseringsmängden och diffusionsförhållandena (fig. 2) och kontrollera kristallorienteringen (fig. 3).
Det framgångsrika resultatet av dessa ansträngningar är JFE Steels nya JNRF™ kiselgradientstålplåt för höghastighetsmotorer. JNRF™ hjälper till att avsevärt öka motorns effektivitet för energibesparing samtidigt som den magnetiska flödestätheten (vridmomentet) bibehålls motsvarande den för konventionella icke-orienterade elektriska stålplåtar (3 % kiselstålplåtar) (fig. 1(2)).
*Järnets lätthet att magnetisera beror på kristallorienteringen. Ett lättmagnetiserat (hög magnetisk flödestäthet) material kan produceras genom att styra orienteringen parallellt med plåtytan.
Framöver kommer JFE Steel att sträva efter att utöka applikationerna för sina elektriska stålplåtsprodukter för att hjälpa till att förverkliga mer kompakta och höghastighetsmotorkonstruktioner, såsom drivmotorer för elfordon, motorer för konsumentelektronik och drönarmotorer, och därigenom möta kundernas behov av extra effektiv och kompakt elektrisk utrustning i en alltmer hållbar värld.
Processtekniken för kemisk förångningsdeposition (CVD) ökar kiselkoncentrationen i stål. CVD, som utförs i en glödgningslinje för stålband, 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 för en högfrekvent järnförlust. Verkningsgraden hos höghastighetsmotorer ökar när den högfrekventa järnförlusten 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 "kiselstålplåt") erhålls genom att tillsätta kisel till järn. Tunnplåtar som används i stor utsträckning som järnkärnematerial 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 körfrekvensen 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
