2021年7月5日星期一

对芯材效率的影响

材料和效率

无论是针对小型或大家用电器的旨在推动混合和/或电动汽车,还是在工业环境中应用,电动机都在确认前所未有的全球增长趋势。雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版

涉及材料的挑战

组件制造商,生产商和最终用户专注于这种更快,更快的扩散,不仅根据成本的减少而导致其承诺,而且还要追求最高效率。一种挑战,即直接涉及构成电动汽车核心的材料,从磁悬浮到定子组。雷竞技app下载官方版

Stefano Fortunati.
Stefano Fortunati,高级技术经理不锈钢和电气钢冶金和经理CSM Terni研究单位。雷竞技app下载官方版

我们和Mr。Stefano Fortunati.,高级技术经理,不锈钢和电气钢冶金和研究单位经理雷竞技app下载官方版CSM特尔尼该公司特别关注“白色产品”和汽车行业。«几年了-福图纳蒂先生解释说-效率是一个关键的发展因素,也是为了遵守国家和国际范围内规定的条例。因此,长期以来,家电、汽车等领域对电动机的高效率越来越重视雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版»。
方法,后者,这已经激励和决定了生产向更高的转移质量课程
«包括-福尔图纳蒂先生强调-的生产商磁性层压用于实现电机的磁芯雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版»。

对原材料的需求降低

与过去相比,这一背景强调了对低价值产品的需求减少原材料(硅百分比值非常低的阶段或类似的类)和“高”厚度(甚至0.65毫米)。
目前的趋势更倾向于,也在“白色家电”的世界,层压厚度包括0.5和0.35毫米,钢的特点是更高硅含量.«我重要的方面-福尔图纳蒂先生强调-除了选择和选择越来越干净/纯净的钢(即不含第二种非金属相)之外,对结晶组织也有更高的照顾和控制。»。
实际上,实际上,低水平内部清洁洁净,结合缺陷和第二相的分布,增加了磁化过程中磁畴运动受限的可能性。这意味着上涨的损失因此,一个效率下降

磁导率的附加值

«来自市场的需求-福尔图纳蒂先生补充道-然后在于原材料的可用性与改进的特性,准确地提高效率。毫无疑问,从材料研究的角度来看,这方面代表着一种“驱动力”。但是,这对于实现目标是不够的»。这也是相关的方面设计和工程改变电动机就是生活。雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版从更一般的角度来看,在过去唯一的(或任何主要的)关键设计参数是表示的磁损耗,功率损耗
«进展和设计演变-福尔图纳蒂先生解释说-已经导致在时间上认识到一个更高的价值的参数材料的磁导率。用于旋转机械的材料,必须确保在组成铁磁芯的层合板的各个方向上易于磁化。因此,从材料晶体学的角度来看,有必要承认易磁化方向在平面上是均匀分布的。
依靠改进的结晶结构通过提高磁导率来实现更高的应用效率。
考虑到这一点,并知道磁性损失,加热和功率损失发生在核心磁化,这也是重要的评估必要的电流强度.成功磁化的导电材料,以最佳方式允许使用更少的数量。

材料和效率
电机用钢的制造周期。雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版

«而且,也少-福尔图纳蒂先生补充道-是通过绕组内部的电流。这意味着减少损失。一种不仅考虑磁性层合,即铁磁性材料内部的核心及其行为的方法。而且还需要多少导电材料和必要的电流强度才能达到预期的效果»
一个迹象表明并突出了渗透电动机设计的伟大的活力。雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版无论是什么类型的类型(诱导,同步,异步,磁阻电动机等)。
进一步的指导方针在一般发展的电机,为家电部门,汽车和工业一般是面向研究越来越薄的材料。
值得考虑,然后,材料电阻率元件,面对选择的材料与硅或锰也具有硅或锰。由于限制,因为增加了广泛使用的硅的值超过3.5%,因此材料变得过于脆弱,使其工业制造及其使用非常关键的.然后,进一步的策略是将研究导向改进材料的表面质量及其清洁。
«区分元素-福尔图纳蒂先生强调-然而,这就导致了在今天的钢铁厂中进行某种选择,使其生产符合这些必备条件»。

厚度和纯度之间的最佳折衷

厚度和电阻率(由于硅、铝和锰雷竞技app下载官方版的含量)代表了汽车范围的决定因素,因为影响磁损耗的规律包括倍频因子。换句话说,在替代领域,他们的贡献在工业和/或国内范围变得非常重要。
«更多的行列式-福尔图纳蒂先生强调-在汽车工业中,它们通常处理可变频率和高频,层压板特性的参考因子达到400hz»。
我们应该考虑通过常规链所能获得的最佳材料具有磁损耗(在1.5特斯拉- 50hz的工作感应下测量,参考厚度为0.35 mm),其值约为2 W/kg。
相反,参考类似材料的特性,优化的汽车应用(测量在400赫兹),该值显著增加,高达14-15 W/kg。
因此,总的趋势是要求在损耗和晶体织构方面找到越来越好的解决方案,以提高其极化率,即磁导率。后者占主导因素,获得较高的功率密度。
正如前面所强调的,所有这些似乎都倾向于越来越薄的材料,但其机械性能更差,然后在某些范围内的适用性可能更困难。

的电阻率雷竞技app下载官方版

另一个方面和矛盾因素是由材料中增加电阻率的元素(首先是硅)的百分比表示。雷竞技app下载官方版«如果一方面-福图纳蒂先生解释说-他们更喜欢高合金含量的材料来改善损耗,但这在本质上阻碍了提高磁导率的机会»。

材料和效率
CSM磁性层压坯的试验线。

那么,今天的研究似乎已经选择了以产品为导向的开发改进的纹理,可能限制合金含量以授予更好的磁导率。同时,同样,在其他授权方面采取行动,以改善钢清洁,厚度和表面质量等损失。«一种改进模式,后者, - 注意到Fortunati先生 -更难以抓住,但引领未来的产品具有更好的可用性,对于那些工作在新的电机项目和越来越具有挑战性的市场需求。但不要忘记,由于有时关键的必要加工和需要管理的更复杂的过程,铁芯和定子组件的制造商并不总是积极评价“超薄”的趋势。

一目了然的未来趋势

目前的趋势似乎是追求越来越薄的材料的研究,但我们现在应该考虑可能的并发症。然后需要并行操作,例如从流程的角度来看。
«置换,比如下料-福尔图纳蒂先生补充道-从机械系统到采用激光技术的解决方案,较少受厚度效应的影响,并允许在落料/切割区域附近的磁性行为轻微退化。与此同时,我们应该想象用多层技术制造超薄层板,可以减少磁损耗,同时促进其使用。雷竞技官网
另一个因素,无论如何,很长一段时间以来,但真正推动智能使用这些材料的应用,如家用电器,但特别是在汽车领域(尺寸和重量起决定性作用)是压力控制

压力控制的作用

当他们设计电机时,它们往往是通过选择杆的数量,牙齿数等来获得最佳性能,从而制造空白以实现定子组,甚至复杂(有几个切口,槽和所以,紧凑,尺寸非常小。

米
要达到电动机的最佳效率,涉及几个方面。雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版其中,芯材的选择也很重要。

«材料-福尔图纳蒂先生补充道-这必须在最好的可能状态下产生,没有内部残余机械应力对磁性行为产生负面影响。很明显,下料操作和更普遍的装配过程会产生机械应力和残余变形,实际上,它们会使材料变质,这些影响与起始材料的高磁性质量成正比»。

使用“半成品”材料

电机铁芯制造商可以面对这一问题,开发一种消雷竞技app下载官方版除应力的退火,在实施定子组后进行,压实并提供绕组。
«这个过程阶段-福图纳蒂先生解释说-只有一些公司的特权,而不是将不导向的谷物材料视为“完全完成”,使用“半成品”材料。换句话说,以较低的成本和通常具有相对较低的硅的材料制造的材料,而不是在成品状态下供应但退火,而不是脱碳和进一步冷轧,具有非常低的变形水平。校准用户进行的组装芯的连续静电退火以完成材料纯化并获得所需的结晶微观结构»。
对此的分析结构类型,由钢铁生产商交付,显示最初的磁性规格很差。然而,定子组生产商通过退火(根据法律规定的特殊处理和参数)改善了固有性能,这改变了内部结构,解决了切割和装配作业引起的残余应力问题。一种有助于计算冶金过程并恢复最佳磁性特性的过程,即后者。这些是可以识别的特性“半成品”材料,扩散的尤指地理区域的扩散
关于这一点,日本美国已经广泛扩散了一段时间了,不像现在发生的那样欧洲.我们所指的材料,即使不考虑优秀的质量水平,结合了较低的硅百分比(然后更好的磁导率)的优势,加上较低的成本和解决由冲裁决定的临界。
«我相信这代表了一个有趣的研究和发展领域- e我是福尔图纳蒂先生仍然按照逻辑找到最优和最优的折中方案能够满足整个制造链,从原材料生产商到电机制造商»。

材料和效率
斯维卢波物资中心,特尔尼。

研究和开发活动CSM (Centro Sviluppo Materiali)代表一个合格的合作伙伴在国内和国际规模,支持不断创新,过程和产品改进和实现更高质量的目标。

材料服务的经验与创新

CSM (Centro Sviluppo Materiali)成立于1963年,是IRI在钢铁行业的研究中心。今天,它代表了RINA集团在产品和工艺创新和改进方面最重要的意大利私人现实。该机构的使命是在世界范围内发展和转移材料和相关设计、生产和应用技术的战略部门的技术创新。
CSM的创新技能是基于五十年来在金属和陶瓷材料工业项目中获得的技术知识,以及实现技术的集成。物联网、增材制造、大数据和数据分析、增强现实、协同机器人和数字双胞胎是新语境中的一些关键词。中心可以声称在这些问题上有长期的经验,是通过与世界上最重要的制造公司合作发展的材料部门的创新项目取得的。
今天,CSM为钢铁制造业和多元化领域运营,如石油和天然气,航空航天,特种材料和产品,工程和植物工程,环境和能源。与大,中小企业,工程,制造和服务提供商的严格合作。所有项目阶段,包括样品和模型的模拟,准备和分析,以及所有测试步骤,都在其自己的结构中进行。作为欧洲研究和创新网络的重要领域,CSM始终与国际一级的钢合作伙伴保持着强大的关系。
(Marcella Trapp)