W ostatnich latach środowisko globalne stanęło przed poważniejszymi wyzwaniami i nieuchronną koniecznością jest poprawa wydajności silników i zmniejszenie strat silnika. Ponadto wraz z pojawieniem się nowych technologii mobilnych zmieniły się także środowisko użytkowania i wymagania dotyczące specyfikacji silników, co wymaga mniejszych silników o większej mocy wyjściowej. Aby sprostać tym wymaganiom rozwiązaniem stało się zwiększenie prędkości obrotowej silnika, a nawet w przypadku małych silników moc wyjściową można zwiększyć poprzez zwiększenie prędkości obrotowej. Jednakże wraz ze wzrostem prędkości utrata żelaza w rdzeniu silnika również gwałtownie wzrośnie, co spowoduje spadek wydajności.
Rdzeń silnika jest zwykle wykonany z nieorientowanej blachy stalowej elektrotechnicznej, a standardowa grubość blachy wynosi 0,5 mm i 0,35 mm. Materiał ten został wybrany, ponieważ szybki obrót silnika jest powiązany z wysoką częstotliwością pola magnetycznego w żelaznym rdzeniu, a utrata żelaza w elektrycznej płycie stalowej będzie rosła wraz ze wzrostem częstotliwości. Dzieje się tak głównie na skutek strat spowodowanych prądami wirowymi. Niedawną stratę Eddy'ego można wyrazić kwadratem częstotliwości, gęstości strumienia magnetycznego i grubości płyty.
Aby stłumić wzrost strat żelaza spowodowany częstotliwością, ludzie opracowali ultracienkie blachy ze stali elektrotechnicznej, które mogą znacznie zmniejszyć wzrost strat prądu wirowego w stosunku do częstotliwości, zachowując jednocześnie wysoką gęstość strumienia magnetycznego nasycenia i inne cechy nie- zorientowane blachy stalowe elektrotechniczne. Donoszono, że ultracienkie blachy ze stali elektrotechnicznej wytwarza się poprzez ponowne walcowanie istniejących nieorientowanych blach ze stali elektrotechnicznej. Oczekuje się, że opracowanie tej ultracienkiej blachy ze stali elektrotechnicznej odegra skuteczną rolę w takich dziedzinach, jak małe, szybkie silniki elektryczne.
Jednakże nadal występują trudności w wytwarzaniu ultracienkich blach ze stali elektrotechnicznej o dużej szerokości, a problemem stało się efektywne wykorzystanie ultracienkich blach ze stali elektrotechnicznej do produkcji rdzeni silników na dużą skalę. Z tego powodu ludzie opracowali niezwykle cienki rdzeń cewki z taśmy elektrycznej, zwany „rdzeniem laminowanym uzwojonym”, który może osiągnąć cel, jakim są rdzenie silników na dużą skalę, nawet przy małej szerokości. Ten typ żelaznego rdzenia ma grubość blachy wynoszącą zaledwie 0,08 mm, co jest bardzo cienką warstwą i można ją formować w zwinięty kształt. Zwiększając liczbę zwojów, można osiągnąć większy rozmiar w stosunku do kierunku promieniowego.
Ogólnie, „nawinięty rdzeń” odnosi się do rdzenia wytworzonego przez nawinięcie istniejącej blachy ze stali elektrotechnicznej, podczas gdy „nawinięty rdzeń laminowany” odnosi się do rdzenia wytworzonego przez nawinięcie ultracienkiej taśmy ze stali elektrotechnicznej o cienkiej grubości blachy. Ten typ rdzenia utrzymuje izolację międzywarstwową poprzez nawinięcie niezwykle cienkiej taśmy ze stali elektrotechnicznej z powłoką izolacyjną.
Obecnie, chociaż opracowano metodę nawijania rdzenia żelaznego cieńszym materiałem amorficznym, nie można zachować właściwości izolacyjnych międzywarstwowego rdzenia żelaznego, ponieważ sam materiał amorficzny nie ma powłoki izolacyjnej. Natomiast rdzenie laminowane nawijane są przy użyciu wyjątkowo cienkich taśm ze stali elektrotechnicznej z powłokami izolacyjnymi, dzięki czemu można zachować izolację międzywarstwową.
Naukowcy tacy jak Wakabayashi Daisuke z Uniwersytetu Sztuki i Nauki w Japonii badali zmiany spowodowane strukturą rdzenia, porównując strukturę rdzenia laminowanego nawiniętego na ranę i tradycyjnego rdzenia laminowanego. Jednocześnie oceniając rdzenie laminowane nawinięte wykonane z ultracienkich taśm ze stali elektrotechnicznej o różnych grubościach, zbadano optymalną grubość i warunki produkcji w celu dalszego ograniczenia strat żelaza.
Uważają, że nawinięty laminowany rdzeń wykonany z nowo opracowanej ultracienkiej taśmy ze stali elektrotechnicznej ma właściwości magnetyczne porównywalne z konwencjonalnymi rdzeniami laminowanymi. Zwiększając liczbę uzwojeń, można uzyskać rozmiar promieniowy, co przyczynia się do zmniejszenia strat i rozmiarów szybkoobrotowych maszyn elektrycznych.
GO Elektryczna stal
Dlatego ludzie mogą dostarczać rdzenie żelazne o różnych rozmiarach, co jeszcze bardziej poszerza zakres efektywnego wykorzystania ultracienkich blach ze stali elektrotechnicznej. W szczególności laminowany rdzeń o grubości blachy 0,08 mm może zachować właściwości niskiej utraty żelaza i wysokiej przenikalności magnetycznej w zakresie częstotliwości od 50 Hz do 1 kHz i jest najbardziej odpowiednim materiałem rdzenia do zmniejszania strat histerezy i strata prądów wirowych.
W zakresie częstotliwości powyżej 1 kHz, ze względu na wzrost strat wiroprądowych, można rozważyć dobór materiału 0,05 mm. Naukowcy oświadczyli, że planują przetworzyć laminowany rdzeń żelazny wykonany z niezwykle cienkich pasków stali elektrycznej w kształt stojana silnika, aby dokładniej poznać właściwości stojana i jego wpływ na zastosowania silnikowe.
