Инновационный клей: результаты показывают снижение потерь в сердечнике на 44% при одинаковой толщине стали и ламинирования.
Многие дизайнерские решения в отрасли электромобилей по-прежнему зависят от диапазона. Инженеры по-прежнему сосредоточены на повышении эффективности системы, поскольку это напрямую приводит к увеличению дальности действия без увеличения размера и стоимости батарейного блока.
В области проектирования электродвигателей автопроизводители постоянно подталкивают поставщиков к достижению следующего уровня, скорости и улучшению качества. Чтобы достичь этого, инженеры внедряют новые составы стали, технологии производства и новейшие и лучшие конструкции и топологии двигателей.
В основе двигателя лежат магнитномягкие материалы, называемые электротехническими сталями. Они изготавливаются на сталелитейных заводах в холоднокатаных полосах, затем штампуются в тонкие пласты точной формы, которые складываются вместе, образуя детали двигателя.
EuroGroup Laminations - это фирма, которая специализируется на производстве высокотехнологичных статоров и роторов для различных областей применения, включая развивающуюся индустрию электромобилей. Фирма работает со всеми крупными автопроизводителями и имеет по-настоящему глобальный охват, имея представительства по всему миру.
Один из партнеров группы в Японии, Kuroda Precision Industries, разработала новаторскую систему, использующую клей для надежного скрепления слоистых материалов, что позволяет автоматически укладывать металлические листы внутри матрицы и поддерживать превосходные магнитные свойства.
Новая технология, называемая GlueFastec, идеально подходит для работы с очень тонкой ламинированной сталью.
В отрасли электромобилей существует тенденция к использованию более тонких слоистых материалов, потому что чем тоньше электротехническая сталь, тем лучше магнитные характеристики пакета сердечника. Тем не менее, эти спецификации затягивания создали значительные инженерные проблемы при производстве, так как высокоскоростная штамповка и укладка тонких материалов требовали инновационных процессов.
Проведение исследований и разработок.
С 2016 года Eurotranciatura México - еще одно дочернее предприятие компании, расположенное в Санта-Роса-Яуреги, Мексика, - занимается изучением и разработкой GlueFastec компании Kuroda с целью снижения потерь в электродвигателях в различных областях применения.
EuroGroup Laminations финансировала уникальные научно-исследовательские лаборатории на своем заводе в Керетаро, Мексика, посвященному измерению потерь в сердечнике, с помощью физических испытательных стендов и запатентованных программ моделирования.
Потеря сердечника в магнитном сердечнике связана с двумя факторами:
- потеря гистерезиса из-за повреждения зерна железа и механического напряжения;
-потери на вихревые токи из-за коротких замыканий между слоями, которые противостоят магнитному потоку.
Некоторые исследования показали, что потери в железе составляют 34% от общих потерь в асинхронных двигателях и до 59% от общих потерь в высокоскоростных двигателях с постоянными магнитами.
Исследование, проведенное в Школе электротехники KTH в Стокгольме, показало, что при более высоких скоростях потери железа из-за быстро меняющихся магнитных полей становятся основным компонентом потерь.
Эти результаты подчеркивают важность инициативы EuroGroup, и компания заявляет, что ее усилия в области НИОКР окупились с разработкой нового поколения электродвигателей, как в быстро растущем секторе электромобилей, так и в традиционной промышленной автомобильной промышленности.
Первые результаты проекта R & D, полученные в 2017 году, продемонстрировали снижение потерь в сердечнике на 15% при замене метода укладки в блокировку ядра технологией GlueFastec.
Последние результаты, сравнивают три метода производства:
-блокировка и клей в EV-статорах;
-очищенный против клея в промышленных статорах;
-соединенный сваркой против клея в статорах EV.
Работа показывает улучшения, в зависимости от конструкции, в пределах от 15% до 44% снижения потерь в сердечнике для той же стали и толщины ламинирования.
Снижение механического напряжения при сохранении высокой скорости сборки.
EuroGroup заявляет, что технология GlueFastec может еще больше повысить эффективность двигателя, поскольку она позволяет выполнять высокоскоростную штамповку и сборку тонких материалов без дополнительного механического воздействия.
EuroGroup объясняет, что, в отличие от традиционных процессов склеивания, которые несовместимы с массовым производством электрических машин, клей GlueFastec наносится в процессе гашения и отвердевает при комнатной температуре менее чем за 3 минуты.
Этот процесс оказался идеальным для очень тонких слоистых материалов, потому что клей может склеивать стопки вместе, не деформируя тонкие штамповки из электротехнической стали. Когда слоения слишком тонкие, то можно увидеть деформацию, которую вы не сможете контролировать. Но используя этот новый метод склеивания и укладки, вы никогда не подчеркнете ламинирование — это большое преимущество его использования.
Исследования компании показывают, что стабильность точности размеров улучшается, и в дополнение к созданию изолирующего слоя, который способствует значительному уменьшению магнитных потерь, было установлено, что GlueFastec снижает акустический шум до 5 раз по сравнению с блокировкой, а также уменьшается вибрация и повышение водостойкости.
Реальные последствия.
Ожидается, что к 2026 году мировой рынок электромобилей достигнет 912 миллиардов долларов, и может стать неплохим бизнесом. EuroGroup говорит, что каждый автопроизводитель, производящий электромобили, стремится узнать больше о GlueFastec, потому что дизайнеры электромобилей могли бы использовать улучшения для увеличения диапазона электромобилей, использовать меньше батарей для того же диапазона или повысить производительность автомобиля.
Вне индустрии электромобилей, EuroGroup также с оптимизмом смотрит на способность GlueFastec повысить эффективность и снизить энергопотребление для потребительских товаров, помочь промышленным двигателям соответствовать растущим стандартам эффективности и предложить разработчикам двигателей возможность достичь той же производительности при использовании низкосортного продукта стали.
Разработчики электроприводов должны учитывать множество параметров, включая электрическую эффективность, шум, вибрацию и механическую целостность. EuroGroup говорит, что концепция GlueFastec идеально подходит для удовлетворения всех этих требований.
Для поддержки своих партнеров, компания разработала многопрофильный системный подход, чтобы прояснить преимущества магнитной эффективности ядра GlueFastec в каждом конкретном случае.
А так же компания создала самые современные лаборатории, чтобы новые конструкции электрических машин могли воспользоваться преимуществами улучшения потерь в сердечнике. Всемирная сеть компании использует системный подход для автоматического производства более эффективных магнитных железных сердечников.
