Які матеріали використовуються для шарів статора та ротора двигуна?

TheроторДвигун постійного струму складається з ламінованого шматка електротехнічної сталі. Коли ротор обертається в магнітному полі двигуна, він генерує напругу в котушці, яка генерує вихрові струми, які є різновидом магнітних втрат, а втрата вихрових струмів призводить до втрати потужності. Кілька факторів впливають на вплив вихрових струмів на втрати потужності, наприклад електромагнітне поле, товщина магнітного матеріалу та щільність магнітного потоку. Опір матеріалу струму впливає на спосіб генерації вихрових струмів, наприклад, коли матеріал занадто товстий, площа поперечного перерізу збільшується, що призводить до втрат на вихрові струми. Для мінімізації площі поперечного перерізу потрібні більш тонкі матеріали. Щоб зробити матеріал тоншим, виробники використовують кілька тонких листів, які називаються ламінаціями, щоб сформувати серцевину арматури, і на відміну від більш товстих листів, тонші листи створюють більший опір, що призводить до меншого вихрового струму.

Вибір матеріалу, який використовується для ламінування двигуна, є одним із найважливіших моментів у процесі проектування двигуна, і через їхню універсальність одними з найпопулярніших варіантів є холоднокатана ламінована сталь для двигуна та кремнієва сталь. Сталі з високим вмістом кремнію (2-5,5 мас.% кремнію) і тонкі пластини (0,2-0,65 мм) є магнітом’якими матеріалами для статорів і роторів двигунів. Додавання кремнію до заліза призводить до зниження коерцитивної сили та підвищення питомого опору, а зменшення товщини тонкої пластини призводить до менших втрат на вихрові струми.
Холоднокатана ламінована сталь є одним із найдешевших матеріалів у масовому виробництві та є одним із найпопулярніших сплавів. Цей матеріал легко штампувати та менше зношувати інструмент для штампування, ніж інші матеріали. Виробники двигунів відпалюють ламіновану сталь двигуна з оксидною плівкою, яка збільшує міжшаровий опір, роблячи її порівнянною зі сталями з низьким вмістом кремнію. Різниця між ламінованою сталлю двигуна та холоднокатаною сталлю полягає в складі сталі та вдосконаленнях обробки (таких як відпал).
Кремнієва сталь, також відома як електротехнічна сталь, є низьковуглецевою сталлю з додаванням невеликої кількості кремнію для зменшення втрат на вихрові струми в сердечнику. Кремній захищає сердечники статора та трансформатора та зменшує гістерезис матеріалу, час між початковою генерацією магнітного поля та його повною генерацією. Після холодної прокатки та правильної орієнтації матеріал готовий до ламінування. Як правило, ламінати з кремнієвої сталі ізольовані з обох сторін і накладаються один на одного для зменшення вихрових струмів, а додавання кремнію до сплаву значно впливає на термін служби інструментів для штампування та штампів.
Кремнієва сталь доступна різної товщини та марок, причому оптимальний тип залежить від допустимих втрат чавуну у ватах на кілограм. Кожен сорт і товщина впливають на поверхневу ізоляцію сплаву, термін служби інструменту для штампування та термін служби матриці. Як і холоднокатана моторна ламінована сталь, відпал сприяє зміцненню кремнієвої сталі, а процес відпалу після штампування усуває надлишок вуглецю, тим самим зменшуючи стрес. Залежно від типу кремнієвої сталі, яка використовується, потрібна додаткова обробка компонента для подальшого зняття напруги.
Процес виробництва холоднокатаної сталі додає значних переваг сировині. Холоднокатане виробництво здійснюється при кімнатній температурі або трохи вище, в результаті чого зерна сталі залишаються витягнутими в напрямку прокатки. Високий тиск, який прикладається до матеріалу під час виробничого процесу, задовольняє властиві холодній зброї вимоги до жорсткості, що призводить до отримання гладкої поверхні та більш точних і стабільних розмірів. Процес холодної прокатки також викликає так зване «деформаційне зміцнення», яке може підвищити твердість до 20% порівняно з некатаною сталлю в марках, які називаються повністю твердою, напівтвердою, чвертьтвердою та поверхневою прокаткою. Прокатка доступна в різноманітних формах, включаючи круглу, квадратну та плоску, і в різноманітних сортах, щоб задовольнити широкий спектр вимог до міцності, інтенсивності та пластичності, а її низька вартість продовжує робити її основою всього виробництва ламінованих матеріалів.
Theроторістатору двигуні виготовляються із сотень ламінованих та з’єднаних тонких електротехнічних сталевих листів, що зменшує втрати на вихрові струми та підвищує ефективність, і обидва покриті ізоляцією з обох сторін для ламінування сталі та відсікання вихрових струмів між шарами в двигуні. . Як правило, електротехнічну сталь клепають або зварюють, щоб забезпечити механічну міцність ламінату. Пошкодження ізоляційного покриття в процесі зварювання може призвести до зниження магнітних властивостей, зміни мікроструктури та появи залишкових напруг, що робить серйозною проблемою досягнення компромісу між механічною міцністю та магнітними властивостями.


Час публікації: 28 грудня 2021 р