industria manifatturiera dei motori: più sottile è il materiale del nucleo del motore, meglio è?
La prima cosa da chiarire è che nessun singolo materiale è ottimale (o addirittura utilizzabile) per ogni applicazione e bisogna fare dei compromessi tra costo, peso, dimensioni e altri fattori. Inoltre, il processo di laminazione dopo la fabbricazione ha un grande impatto sulle prestazioni del nucleo progettato. I criteri per la selezione dei materiali includono il costo, la permeabilità, le perdite elettromagnetiche e la densità del flusso di saturazione. La permeabilità e le perdite del nucleo variano con la frequenza di inversione del flusso (in Hertz) e la densità del flusso e in alcune applicazioni la forma della curva di isteresi diventa importante. Ogni materiale disponibile è ottimizzato per una o più di queste proprietà e meno che perfetto in altre.
Diversi fattori devono essere considerati quando si seleziona l'acciaio appropriato per un motore.
Attualmente, il materiale più comunemente utilizzato per le anime dei motori è l'acciaio laminato laminato a freddo, che è il materiale più economico per le applicazioni di volume, e la facilità di stampaggio e la bassa usura degli utensili aiutano a ridurre il costo della laminazione finita. Nelle applicazioni in cui sono accettabili maggiori perdite nel nucleo (poli in c.c., basso ciclo di lavoro, ecc.) e apparecchiature a basso costo, è necessario considerare l'acciaio al carbonio, sebbene ovviamente le proprietà magnetiche e meccaniche di questo materiale siano fattori più decisivi. Più sottile è il materiale, minori sono le perdite di correnti parassite ad alta frequenza e maggiore è l'efficienza del motore. Questo a sua volta significa un minor consumo di energia e quindi una maggiore distanza di trasmissione a parità di potenza. Secondo la formula di potenza di seguito, il miglior spessore del materiale è il più sottile possibile.
Fogli più sottili, tempi di produzione più lunghi e produttività ridotta
Prendendo l'esempio di un motore con un diametro esterno dello statore di 250 mm e un'altezza della pila di 120 mm, più sottile è lo spessore della lamiera, maggiore è la laminazione necessaria per ottenere l'altezza complessiva desiderata. La velocità di stampaggio varia tra 220 colpi/min (per fogli di 0,25 mm di spessore) e 250 colpi/min (per 0,35 mm) a seconda dello spessore del foglio. Tenendo conto degli scarti, dei tempi di fermo e della disponibilità del sistema, la produttività sarà compresa tra 32 pile (0,35 mm) e 19 pile (0,25 mm) all'ora, il che significa un aumento di 1.{15}}volte del tempo di punzonatura.
Considerare la massimizzazione dell'efficienza, ma non l'applicazione indipendente
I potenti motori elettrici possono essere prodotti con un gran numero di gradi di acciaio e, quando si sceglie un motore di azionamento per il funzionamento puramente elettrico, la domanda principale è quanto si può risparmiare utilizzando acciaio elettrico di qualità superiore, più sottile e quindi più costoso. Anche una differenza relativamente piccola di efficienza può influire sull'autonomia della batteria e quindi sulla capacità della batteria richiesta (molto costosa).
La curva delle prestazioni è meno impegnativa se la macchina elettrica viene utilizzata solo per supportare il motore a combustione in un veicolo ibrido leggero, o se il veicolo è destinato a funzionare esclusivamente elettrico su brevi o medie distanze (come in un ibrido o ibrido plug-in veicolo). Oltre al materiale salvamotore, anche la capacità della batteria richiesta viene notevolmente ridotta, motivo per cui ha senso ridurre l'efficienza del motore nell'intervallo di spessori da 0,3 a 0,35 mm.
Inoltre, l'anima in acciaio estremamente sottile può migliorare l'efficienza dei motori ad alta velocità, in particolare lo statore, ma nel rotore è spesso necessario ottenere una resistenza molto elevata, piuttosto che uno spessore più sottile, processi di giunzione speciali, come l'incollaggio su tutta la superficie Insieme, il design del rotore ha anche un effetto positivo sull'efficienza.
Insomma
Sottile non è sempre migliore, l'uso dell'anima in acciaio deve essere visto in modo molto diverso dal punto di vista generale della lavorabilità, dei costi, delle aree di applicazione, dell'efficienza e di altri fattori tecnici della progettazione del motore, con molte condizioni che indicano chiaramente che ci sono Facilita l'uso di diversi spessori di acciaio.
Il modo in cui viene selezionato il materiale utilizzato per i lamierini del rotore o dello statore ha un impatto fondamentale e di vasta portata sulla progettazione del motore, con il materiale del nucleo che influisce su caratteristiche come potenza, guadagno di calore, peso e costo (il termine "motore" è usato in modo generico qui per includere generatori, contagiri, resolver, alternatori, ecc.). Poche scuole di ingegneria si prendono il tempo per approfondire questa selezione di materiali e poiché i vari materiali provengono da più fornitori, può essere difficile trovare una panoramica di tutti in un unico posto.
