Derotorvan een gelijkstroommotor bestaat uit een gelamineerd stuk elektrisch staal. Wanneer de rotor in het magnetische veld van de motor draait, genereert deze een spanning in de spoel, die wervelstromen genereert, wat een soort magnetisch verlies is, en wervelstroomverlies leidt tot vermogensverlies. Verschillende factoren beïnvloeden het effect van wervelstromen op vermogensverliezen, zoals het elektromagnetische veld, de dikte van het magnetische materiaal en de dichtheid van de magnetische flux. De weerstand van het materiaal tegen de stroom beïnvloedt de manier waarop wervelstromen worden gegenereerd. Als het materiaal bijvoorbeeld te dik is, neemt het dwarsdoorsnedeoppervlak toe, wat resulteert in wervelstroomverliezen. Er zijn dunnere materialen nodig om het dwarsdoorsnedeoppervlak te minimaliseren. Om het materiaal dunner te maken, gebruiken fabrikanten verschillende dunne platen, lamineringen genaamd, om de ankerkern te vormen, en in tegenstelling tot dikkere platen produceren dunnere platen een hogere weerstand, wat resulteert in minder wervelstroom.
De keuze van het materiaal dat wordt gebruikt voor motorlamineringen is een van de belangrijkste overwegingen bij het motorontwerpproces, en vanwege hun veelzijdigheid zijn koudgewalst motorgelamineerd staal en siliciumstaal enkele van de meest populaire keuzes. Hoog siliciumgehalte (2-5,5 gew.% silicium) en dunne plaatstaal (0,2-0,65 mm) zijn zachtmagnetische materialen voor motorstators en rotors. De toevoeging van silicium aan ijzer resulteert in een lagere coërciviteit en een hogere soortelijke weerstand, en de vermindering van de dunne plaatdikte resulteert in lagere wervelstroomverliezen.
Koudgewalst gelamineerd staal is een van de goedkoopste materialen bij massaproductie en een van de meest populaire legeringen. Het materiaal is gemakkelijk te stempelen en veroorzaakt minder slijtage aan het stempelgereedschap dan andere materialen. Motorfabrikanten gloeien motorgelamineerd staal met een oxidefilm die de weerstand tussen de lagen verhoogt, waardoor het vergelijkbaar is met staal met een laag siliciumgehalte. Het verschil tussen motorgelamineerd staal en koudgewalst staal zit in de staalsamenstelling en verwerkingsverbeteringen (zoals gloeien).
Siliciumstaal, ook bekend als elektrisch staal, is een koolstofarm staal waaraan een kleine hoeveelheid silicium is toegevoegd om wervelstroomverliezen in de kern te verminderen. Silicium beschermt de stator- en transformatorkernen en vermindert de hysteresis van het materiaal, de tijd tussen de initiële generatie van het magnetische veld en de volledige generatie ervan. Eenmaal koudgewalst en op de juiste manier georiënteerd, is het materiaal klaar voor lamineringstoepassingen. Meestal worden siliciumstaallaminaten aan beide zijden geïsoleerd en op elkaar gestapeld om wervelstromen te verminderen, en de toevoeging van silicium aan de legering heeft een aanzienlijke impact op de levensduur van stempelgereedschappen en matrijzen.
Siliciumstaal is verkrijgbaar in verschillende diktes en kwaliteiten, waarbij de optimale soort afhankelijk is van het toegestane ijzerverlies in watt per kilogram. Elke kwaliteit en dikte heeft invloed op de oppervlakte-isolatie van de legering, de levensduur van het stempelgereedschap en de levensduur van de matrijs. Net als bij koudgewalst motorgelamineerd staal helpt gloeien het siliciumstaal te versterken, en het post-stempel-gloeiproces elimineert overtollige koolstof, waardoor de spanning wordt verminderd. Afhankelijk van het gebruikte type siliciumstaal is een aanvullende behandeling van het onderdeel nodig om de spanning verder te ontlasten.
Het productieproces van koudgewalst staal voegt aanzienlijke voordelen toe aan de grondstof. Koudgewalste productie vindt plaats bij of iets boven kamertemperatuur, waardoor de staalkorrels langwerpig blijven in de walsrichting. De hoge druk die tijdens het productieproces op het materiaal wordt uitgeoefend, voldoet aan de inherente stijfheidseisen van koud staal, wat resulteert in een glad oppervlak en nauwkeurigere en consistentere afmetingen. Het koudwalsproces veroorzaakt ook wat bekend staat als "rekhardening", waardoor de hardheid tot 20% kan toenemen in vergelijking met niet-gewalst staal in de kwaliteiten die volledig hard, halfhard, kwarthard en oppervlaktegewalst worden genoemd. Walsen is verkrijgbaar in een verscheidenheid aan vormen, waaronder rond, vierkant en plat, en in een verscheidenheid aan kwaliteiten om te voldoen aan een breed scala aan eisen op het gebied van sterkte, intensiteit en ductiliteit, en de lage kosten maken het nog steeds tot de ruggengraat van alle gelamineerde productie.
DerotorEnstatorin een motor zijn gemaakt van honderden gelamineerde en samengevoegde dunne elektrische staalplaten, die wervelstroomverliezen verminderen en de efficiëntie verhogen, en beide zijn aan beide zijden bedekt met isolatie om het staal te lamineren en wervelstromen tussen de lagen in de motortoepassing af te snijden . Meestal wordt het elektrische staal geklonken of gelast om de mechanische sterkte van het laminaat te garanderen. Schade aan de isolatiecoating als gevolg van het lasproces kan leiden tot een afname van de magnetische eigenschappen, veranderingen in de microstructuur en de introductie van restspanningen, waardoor het een grote uitdaging wordt om een compromis te sluiten tussen mechanische sterkte en magnetische eigenschappen.
Posttijd: 28 december 2021