Koji su materijali koji se koriste za laminacije u statoru i rotoru motora?

TherotorDC motora sastoji se od laminiranog komada električnog čelika. Kada se rotor rotira u magnetnom polju motora, on stvara napon u zavojnici, koji stvara vrtložne struje, koje su vrsta magnetnog gubitka, a gubitak vrtložne struje dovodi do gubitka snage. Nekoliko faktora utiče na efekat vrtložnih struja na gubitke snage, kao što su elektromagnetno polje, debljina magnetnog materijala i gustina magnetnog fluksa. Otpor materijala na struju utječe na način na koji se stvaraju vrtložne struje, na primjer, kada je materijal predebeo, površina poprečnog presjeka se povećava, što rezultira gubicima vrtložnim strujama. Potrebni su tanji materijali kako bi se smanjila površina poprečnog presjeka. Da bi materijal bio tanji, proizvođači koriste nekoliko tankih listova zvanih laminacije za formiranje jezgre armature, a za razliku od debljih limova, tanji limovi proizvode veći otpor, što rezultira manjom vrtložnom strujom.

Izbor materijala koji se koristi za laminaciju motora je jedno od najvažnijih razmatranja u procesu dizajna motora, a zbog njihove svestranosti, neki od najpopularnijih izbora su hladno valjani motorni laminirani čelik i silikonski čelik. Čelici sa visokim sadržajem silicijuma (2-5,5 tež.% silicijuma) i čelici tanke ploče (0,2-0,65 mm) su meki magnetni materijali za statore i rotore motora. Dodavanje silicijuma željezu rezultira nižom koercitivnošću i većom otpornošću, a smanjenje debljine tanke ploče rezultira manjim gubicima na vrtložne struje.
Hladno valjani lamelirani čelik jedan je od najjeftinijih materijala u masovnoj proizvodnji i jedna je od najpopularnijih legura. Materijal je jednostavan za štancanje i proizvodi manje habanje alata za štancanje od drugih materijala. Proizvođači motora žare motorni laminirani čelik sa oksidnim filmom koji povećava međuslojnu otpornost, što ga čini usporedivim sa čelicima s niskim sadržajem silicija. Razlika između motorno laminiranog čelika i hladno valjanog čelika je u sastavu čelika i poboljšanjima obrade (kao što je žarenje).
Silicijum čelik, poznat i kao električni čelik, je čelik sa niskim udjelom ugljika s malom količinom dodanog silicija kako bi se smanjili gubici vrtložnih struja u jezgri. Silicij štiti jezgra statora i transformatora i smanjuje histerezu materijala, vrijeme između inicijalne generacije magnetnog polja i njegove pune generacije. Nakon što je hladno valjan i pravilno orijentisan, materijal je spreman za laminiranje. Tipično, laminati od silikonskog čelika su izolirani s obje strane i naslagani jedan na drugi kako bi se smanjile vrtložne struje, a dodavanje silicija leguri ima značajan utjecaj na vijek trajanja alata i kalupa za štancanje.
Silicijum čelik je dostupan u različitim debljinama i razredima, a optimalna vrsta zavisi od dozvoljenog gubitka gvožđa u vatima po kilogramu. Svaki razred i debljina utječu na površinsku izolaciju legure, vijek trajanja alata za štancanje i vijek trajanja matrice. Poput hladno valjanog motornog laminiranog čelika, žarenje pomaže u jačanju silikonskog čelika, a proces žarenja nakon žigosanja eliminira višak ugljika, čime se smanjuje naprezanje. Ovisno o vrsti korištenog silikonskog čelika, potrebna je dodatna obrada komponente kako bi se dodatno smanjilo naprezanje.
Proces proizvodnje hladno valjanog čelika dodaje značajne prednosti sirovini. Hladno valjana proizvodnja se vrši na sobnoj temperaturi ili malo iznad, što rezultira da zrna čelika ostaju izdužena u smjeru valjanja. Visok pritisak koji se primenjuje na materijal tokom procesa proizvodnje tretira inherentne zahteve hladnog čelika za krutost, što rezultira glatkom površinom i preciznijim i konzistentnijim dimenzijama. Proces hladnog valjanja također uzrokuje ono što je poznato kao "deformacijsko kaljenje", koje može povećati tvrdoću do 20% u odnosu na nevaljani čelik u razredima koji se nazivaju potpuno tvrdi, polutvrdi, četvrtinu tvrdi i površinski valjani. Valjanje je dostupno u različitim oblicima, uključujući okrugle, četvrtaste i ravne, iu različitim razredima kako bi zadovoljili širok raspon zahtjeva za čvrstoćom, intenzitetom i duktilnošću, a njegova niska cijena i dalje ga čini okosnicom cjelokupne proizvodnje laminata.
Therotoristatoru motoru su napravljeni od stotina laminiranih i spojenih tankih električnih čeličnih limova, koji smanjuju gubitke vrtložnih struja i povećavaju efikasnost, a oba su obložena izolacijom s obje strane kako bi se laminirao čelik i prekinule vrtložne struje između slojeva u aplikaciji motora . Obično je električni čelik zakovan ili zavaren kako bi se osigurala mehanička čvrstoća laminata. Oštećenje izolacijskog premaza u procesu zavarivanja može dovesti do smanjenja magnetskih svojstava, promjena u mikrostrukturi i unošenja zaostalih naprezanja, što predstavlja veliki izazov za kompromis između mehaničke čvrstoće i magnetskih svojstava.


Vrijeme objave: 28.12.2021