Hvilke materialer brukes til lamineringene i statoren og rotoren til en motor?

Derotorav en likestrømsmotor består av et laminert stykke elektrisk stål. Når rotoren roterer i motorens magnetfelt, genererer den en spenning i spolen, som genererer virvelstrømmer, som er en type magnetisk tap, og virvelstrømtap fører til strømtap. Flere faktorer påvirker virkningen av virvelstrømmer på effekttap, som det elektromagnetiske feltet, tykkelsen på det magnetiske materialet og tettheten til den magnetiske fluksen. Materialets motstand mot strømmen påvirker måten virvelstrømmer genereres på, for eksempel når materialet er for tykt, øker tverrsnittsarealet, noe som resulterer i virvelstrømstap. Tynnere materialer er nødvendig for å minimere tverrsnittsarealet. For å gjøre materialet tynnere, bruker produsentene flere tynne ark kalt lamineringer for å danne ankerkjernen, og i motsetning til tykkere ark gir tynnere ark høyere motstand, noe som resulterer i mindre virvelstrøm.

Valget av materiale som brukes til motorlamineringer er en av de viktigste vurderingene i motordesignprosessen, og på grunn av deres allsidighet er noen av de mest populære valgene kaldvalset motorlaminert stål og silisiumstål. Høyt silisiuminnhold (2-5,5 vekt% silisium) og tynnplate (0,2-0,65 mm) stål er myke magnetiske materialer for motorstatorer og rotorer. Tilsetning av silisium til jern resulterer i lavere koersivitet og høyere resistivitet, og reduksjonen i tynn platetykkelse resulterer i lavere virvelstrømstap.
Kaldvalset laminert stål er et av de billigste materialene i masseproduksjon og er en av de mest populære legeringene. Materialet er lett å stemple og gir mindre slitasje på stanseverktøyet enn andre materialer. Motorprodusenter gløder motorlaminert stål med en oksidfilm som øker motstanden mellom lag, noe som gjør det sammenlignbart med stål med lavt silisiuminnhold. Forskjellen mellom motorlaminert stål og kaldvalset stål ligger i stålsammensetningen og prosessforbedringer (som gløding).
Silisiumstål, også kjent som elektrisk stål, er et lavkarbonstål med en liten mengde silisium tilsatt for å redusere virvelstrømstap i kjernen. Silisium beskytter stator- og transformatorkjernene og reduserer hysteresen til materialet, tiden mellom den første genereringen av magnetfeltet og dens fulle generering. Når materialet er kaldvalset og riktig orientert, er det klart for laminering. Vanligvis er silisiumstållaminater isolert på begge sider og stablet oppå hverandre for å redusere virvelstrømmer, og tilsetning av silisium til legeringen har en betydelig innvirkning på levetiden til stanseverktøy og matriser.
Silisiumstål er tilgjengelig i ulike tykkelser og kvaliteter, med den optimale typen avhengig av det tillatte jerntapet i watt per kilogram. Hver klasse og tykkelse påvirker overflateisolasjonen til legeringen, levetiden til stanseverktøyet og levetiden til formen. I likhet med kaldvalset motorlaminert stål bidrar gløding til å styrke silisiumstålet, og utglødningsprosessen etter stempling eliminerer overflødig karbon, og reduserer dermed stress. Avhengig av typen silisiumstål som brukes, kreves det ytterligere behandling av komponenten for å avlaste belastningen ytterligere.
Den kaldvalsede produksjonsprosessen tilfører betydelige fordeler til råmaterialet. Kaldvalset produksjon gjøres ved eller litt over romtemperatur, noe som resulterer i at stålkornene forblir langstrakte i valseretningen. Det høye trykket som påføres materialet under produksjonsprosessen behandler de iboende stivhetskravene til kaldt stål, noe som resulterer i en jevn overflate og mer presise og konsistente dimensjoner. Kaldvalseprosessen forårsaker også det som kalles "strain herding", som kan øke hardheten med opptil 20 % sammenlignet med ikke-valset stål i kvaliteter som kalles full hard, semi-hard, quarter hard og overflatevalset. Valsing er tilgjengelig i en rekke former, inkludert runde, firkantede og flate, og i en rekke grader for å passe et bredt spekter av krav til styrke, intensitet og duktilitet, og den lave kostnaden fortsetter å gjøre den til ryggraden i all laminert produksjon.
Derotorogstatori en motor er laget av hundrevis av laminerte og sammenføyde tynne elektriske stålplater, som reduserer virvelstrømstap og øker effektiviteten, og begge er belagt med isolasjon på begge sider for å laminere stålet og kutte av virvelstrømmer mellom lagene i motorapplikasjonen . Vanligvis er det elektriske stålet naglet eller sveiset for å sikre den mekaniske styrken til laminatet. Skader på isolasjonsbelegget fra sveiseprosessen kan føre til reduksjon i magnetiske egenskaper, endringer i mikrostruktur og innføring av restspenninger, noe som gjør det til en stor utfordring å gå på akkord mellom mekanisk styrke og magnetiske egenskaper.


Innleggstid: 28. desember 2021