עדיף דק יותר? הפלדה החשמלית במנוע היא בדיוק בעובי הנכון

פלדת חשמל GNEE

כאשר בוחרים נכוןפלדה חשמליתעבור המנוע שלך, יש לקחת בחשבון מספר גורמים.
כמובן שהמאפיינים המגנטיים והמכניים של החומר מכריעים יותר. ככל שהחומר דק יותר, כך הפסדי זרם המערבולת נמוכים יותר בתדרים גבוהים. יעילות המנוע עולה. זה בתורו אומר צריכת חשמל נמוכה יותר, מה שמאפשר טווח גבוה יותר באותה רמת קיבולת סוללה.

עם זאת, איזו השפעה יש לעובי הפלדה החשמלית על גורמים כגון יכולת הטבעה, יכולת הטבעה זמינה, טכנולוגיית הטבעה הנדרשת, זמינות בשוק ובסופו של דבר על מחיר החומר? מלבד יעילות, האם ישנם גורמים טכניים נוספים בתכנון המנוע הדורשים עובי שונה? האם המנוע החשמלי צריך לשמש רק כתמיכה למנוע הבעירה הפנימית (היברידית קלה), או שצריך להסיע את המכונית באופן עצמאי עד למהירות מסוימת ולעבור מרחקים קצרים יותר באמצעות חשמל בלבד (פלאג-אין היברידית)? או שהמנוע החשמלי לבדו צריך לקחת את המכונית למרחקים ארוכים (מכונית חשמלית)?
האם עובי נמוך יותר באמת תמיד בחירה טובה יותר מנקודת מבט כוללת? היריעות דקות יותר, זמני הייצור ארוכים יותר והתפוקה מופחתת.

ניקח כדוגמה מנוע עם קוטר חיצוני של סטטור של 250 מ"מ וגובה ערימה של 120 מ"מ. ככל שעובי הלוח דק יותר, כך נדרשות יותר למינציות כדי להגיע לגובה הכללי הרצוי. מהירות ההטבעה משתנה בין 220 פעימות לדקה (0.25 מ"מ בעובי גיליון) לבין 250 פעימות לדקה (עובי 0.35 מ"מ), בהתאם לעובי הגיליון. אם לוקחים בחשבון גרוטאות, זמן השבתה וזמינות המערכת, התפוקה תהיה בין 32 שכבות (0.35 מ"מ) ל-19 שכבות (0.25 מ"מ) לשעה, מה שאומר עלייה של פי 1.7- בזמן ההטבעה.

השפעה על יכולות הטבעה העולמיות

לפי הערכות (שמרניות מאוד), יהיה צורך ב-25 מיליון מנועי הנעה עד 2025, כלומר לפחות 60 קווי הטבעה/מכבשים בעלי דיוק גבוה יותקנו עבור מתגים בודדים עם עובי מ-0.35 מ"מ עד 0.25 מ"מ.

מגוון רחב של דרגות פלדה חשמליות זמין לייצור מנועים חשמליים חזקים וחזקים. כאשר בוחרים מנוע הנעה לפעולה חשמלית גרידא, השאלה הראשונה היא כמה חיסכון כולל בעלויות ניתן להשיג על ידי שימוש בפלדת חשמל איכותית יותר, דקה יותר ולכן יקרה יותר. אפילו הבדלים קטנים יחסית ביעילות יכולים להשפיע על הטווח ובכך על קיבולת הסוללה הנדרשת (היקרה מאוד).

דרישות פרופיל ביצועים אם המנוע החשמלי משמש אך ורק לתמיכה במנוע הבעירה הפנימית (כמו ברכב היברידי קל), או אם הרכב מיועד לפעול אך ורק על כוח חשמלי על פני מרחקים קצרים או קצרים עד בינוניים, כמו ברכב היברידי או רכב היברידי פלאג-אין נמוך יותר. בנוסף לחיסכון בחומר במנוע, גם קיבולת הסוללה הנדרשת מצטמצמת משמעותית. זו הסיבה שהגיוני להפחית את יעילות המנוע על ידי שימוש בעוביים בטווח של 0.3 ו-0.35 מ"מ.
למינטים מרותכים או מוערמים באופן רופף יחד. אופן שילובם תלוי ביישום המועדף או הנדרש. בין אם הלמינציות רופפות, מלוכדות או מרותכות, חומרים אלו מועדפים על פני חומרים מוצקים על מנת להפחית את הפסדי זרם המערבולת. בנוסף, פלדה חשמלית דקה מאוד יכולה לשפר את היעילות של מנועים מהירים, במיוחד בסטאטורים, אך ברוטורים נדרש לרוב חוזק גבוה מאוד ולא עובי דק יותר. תהליכי חיבור מיוחדים, כגון חיבור משטח מלא, מאפשרים גם לתכנון הרוטור להשפיע לטובה על היעילות.

לסיכום

דק לא תמיד טוב יותר. השימוש שלפלדה חשמליתיש לראות בצורה מאוד מובחנת מנקודת המבט הכוללת של יכולת עיבוד, עלות, אזורי יישום, יעילות וגורמים טכניים אחרים של תכנון מנוע. תנאים רבים תומכים בבירור בשימוש בעוביים שונים של פלדה חשמלית.