JFE Steel développe une tôle d'acier à gradient de silicium JNRF™ pour les moteurs à grande vitesse
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Minimise la perte de fer à haute fréquence
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Améliore la haute densité de flux magnétique
JFE Steel Corporation a annoncé aujourd'hui sa tôle d'acier à gradient de silicium JNRF™ récemment développée pour une utilisation dans les moteurs à grande vitesse, que la société produit à l'aide de la technologie exclusive de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour la siliciuration continue. Le nouveau matériau réduit la perte de fer à haute fréquence et améliore la densité de flux magnétique, contribuant ainsi à augmenter le couple moteur et à améliorer considérablement l'efficacité de la conservation de l'énergie.
Les tôles d'acier électrique4, qui sont largement utilisées comme matériau de noyau de fer pour les équipements électriques tels que les moteurs et les transformateurs, sont un matériau clé régissant les performances des équipements électriques. Ces dernières années, les efforts visant à augmenter la fréquence d'entraînement5 pour la réduction de la taille des équipements électriques ont créé des besoins pour réduire la perte de fer dans les tôles d'acier électriques utilisées dans les applications impliquant des entraînements à haute fréquence. Le silicium augmente la résistance électrique de l'acier, donc l'augmentation de la quantité de silicium aide à réduire la perte de fer dans la gamme des hautes fréquences. JFE Steel a développé une technologie exclusive pour la siliciuration continue CVD, puis a utilisé ce procédé pour produire JNEX Core®, une tôle d'acier à haute teneur en silicium (6,5%), et JNHF Core®, une tôle d'acier à gradient de silicium avec une concentration accrue de silicium dans son couche de surface, qui permettront aux clients de JFE Steel de développer des produits de meilleure qualité (Fig. 1①).
Dans les applications de moteur à grande vitesse, il existe des demandes croissantes de réduction des pertes de fer en raison de l'entraînement à haute fréquence et de l'augmentation de la densité de flux magnétique pour un couple plus élevé. En réponse, JFE Steel a lancé un plan visant à améliorer sa gamme de produits de tôles d'acier électriques. La solution consistait à contrôler la distribution de la concentration de silicium en optimisant la quantité de silicium et les conditions de diffusion (Fig. 2) et à contrôler l'orientation des cristaux (Fig. 3).
Le résultat réussi de ces efforts est la nouvelle tôle d'acier à gradient de silicium JNRF™ de JFE Steel pour les moteurs à grande vitesse. JNRF ™ aide à augmenter considérablement l'efficacité du moteur pour la conservation de l'énergie tout en maintenant une densité de flux magnétique (couple) équivalente à celle des tôles d'acier électriques non orientées conventionnelles (tôles d'acier au silicium 3%) (Fig. 1②).
*La facilité de magnétisation du fer dépend de l'orientation du cristal. Un matériau facilement magnétisable (densité de flux magnétique élevée) peut être produit en contrôlant l'orientation parallèlement à la surface de la feuille.
À l'avenir, JFE Steel s'efforcera d'élargir les applications de ses produits électriques en tôle d'acier pour aider à réaliser des conceptions de moteurs plus compacts et à plus grande vitesse, tels que des moteurs d'entraînement pour véhicules électriques, des moteurs pour l'électronique grand public et des moteurs de drones, répondant ainsi aux besoins des clients pour plus des équipements électriques performants et compacts dans un monde de plus en plus durable.
La technologie du procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) augmente la concentration de silicium dans l'acier. Le CVD, qui est effectué dans une ligne de recuit de bandes d'acier, provoque une réaction entre les bandes d'acier et le tétrachlorure de silicium (SiCl4) gazeux dans un four tout en faisant passer en continu les bandes d'acier à travers le four.
La perte de fer fait référence à l'énergie, principalement la chaleur, perdue lorsqu'un noyau de fer est excité par un courant alternatif. La perte d'énergie qui se produit lorsque le noyau de fer est excité à haute fréquence est appelée perte de fer à haute fréquence. L'efficacité des moteurs à grande vitesse augmente à mesure que la perte de fer à haute fréquence est réduite.
La densité de flux magnétique, qui indique la facilité de magnétisation d'un matériau, augmente la force électromagnétique à mesure que la densité augmente. Dans les moteurs, un couple (puissance) plus important peut être obtenu avec des matériaux qui offrent une densité de flux magnétique élevée.
La tôle d'acier électrique (ou « tôle d'acier au silicium ») est obtenue en ajoutant du silicium au fer. Les feuilles minces largement utilisées comme matériaux de noyau de fer dans les équipements tels que les moteurs et les transformateurs sont d'abord laminées avec un revêtement isolant.
Dans les équipements électriques, la fréquence d'entraînement est le nombre d'oscillations par seconde du courant, de la tension, etc. Habituellement, la fréquence d'entraînement augmente avec les moteurs qui tournent à des vitesses de rotation élevées.
JNEX Core® et JNHF Core® et JNRF Core® sont des marques déposées de JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf la densité de flux magnétique est plus élevée et la perte de fer est plus faible
La densité de flux magnétique JFE Super Core jnrf est plus élevée
