Therotorenosmerni motor je sestavljen iz laminiranega kosa električnega jekla. Ko se rotor vrti v magnetnem polju motorja, ustvari napetost v tuljavi, ki ustvarja vrtinčne tokove, ki so vrsta magnetne izgube, izguba vrtinčnega toka pa povzroči izgubo moči. Na učinek vrtinčnih tokov na izgube moči vpliva več dejavnikov, kot so elektromagnetno polje, debelina magnetnega materiala in gostota magnetnega pretoka. Odpornost materiala na tok vpliva na način generiranja vrtinčnih tokov, na primer, ko je material predebel, se površina prečnega prereza poveča, kar povzroči izgube zaradi vrtinčnih tokov. Za zmanjšanje površine prečnega prereza so potrebni tanjši materiali. Da bi bil material tanjši, proizvajalci uporabljajo več tankih plošč, imenovanih laminati, za oblikovanje jedra armature, in za razliko od debelejših plošč, tanjše plošče proizvajajo večjo odpornost, kar ima za posledico manjši vrtinčni tok.
Izbira materiala, ki se uporablja za laminiranje motorjev, je eden najpomembnejših dejavnikov v procesu načrtovanja motorjev in zaradi njihove vsestranskosti sta najbolj priljubljeni izbiri hladno valjano laminirano jeklo za motorje in silikonsko jeklo. Jekla z visoko vsebnostjo silicija (2–5,5 mas. % silicija) in tanka plošča (0,2–0,65 mm) so mehki magnetni materiali za statorje in rotorje motorjev. Dodatek silicija k železu povzroči nižjo koercitivnost in višjo upornost, zmanjšanje debeline tanke plošče pa povzroči nižje izgube zaradi vrtinčnih tokov.
Hladno valjano laminirano jeklo je eden najcenejših materialov v masovni proizvodnji in je ena najbolj priljubljenih zlitin. Material je enostaven za žigosanje in povzroči manjšo obrabo orodja za žigosanje kot drugi materiali. Proizvajalci motorjev žarijo laminirano jeklo motorja z oksidnim filmom, ki poveča odpornost vmesnega sloja, zaradi česar je primerljivo z jekli z nizko vsebnostjo silicija. Razlika med motorno laminiranim jeklom in hladno valjanim jeklom je v sestavi jekla in izboljšavah obdelave (kot je žarjenje).
Silikonsko jeklo, znano tudi kot elektro jeklo, je nizkoogljično jeklo z majhno količino dodanega silicija za zmanjšanje izgub zaradi vrtinčnih tokov v jedru. Silicij ščiti jedra statorja in transformatorja ter zmanjša histerezo materiala, čas med začetnim nastankom magnetnega polja in njegovim popolnim nastankom. Ko je material hladno valjan in pravilno usmerjen, je pripravljen za uporabo v laminaciji. Običajno so laminati iz silicijevega jekla izolirani na obeh straneh in zloženi drug na drugega, da se zmanjšajo vrtinčni tokovi, dodatek silicija zlitini pa pomembno vpliva na življenjsko dobo orodij za vtiskovanje in matric.
Silikonsko jeklo je na voljo v različnih debelinah in stopnjah, pri čemer je optimalna vrsta odvisna od dovoljene izgube železa v vatih na kilogram. Vsak razred in debelina vplivata na površinsko izolacijo zlitine, življenjsko dobo orodja za vtiskovanje in življenjsko dobo matrice. Tako kot hladno valjano motorno laminirano jeklo, žarjenje pomaga okrepiti silicijevo jeklo, postopek žarjenja po žigosanju pa odstrani presežek ogljika in s tem zmanjša napetost. Odvisno od vrste uporabljenega silicijevega jekla je potrebna dodatna obdelava komponente za dodatno razbremenitev.
Postopek izdelave hladno valjanega jekla doda surovini pomembne prednosti. Hladno valjana proizvodnja poteka pri sobni temperaturi ali malo nad njo, zaradi česar jeklena zrna ostanejo podolgovata v smeri valjanja. Visok pritisk na material med proizvodnim procesom obravnava inherentne zahteve glede togosti hladnega jekla, kar ima za posledico gladko površino ter natančnejše in doslednejše dimenzije. Postopek hladnega valjanja povzroči tudi tako imenovano "deformacijsko utrjevanje", ki lahko poveča trdoto za do 20 % v primerjavi z nevaljanim jeklom v razredih, imenovanih popolnoma trdo, poltrdo, četrt trdo in površinsko valjano. Valjanje je na voljo v različnih oblikah, vključno z okroglimi, kvadratnimi in ploščatimi, in v različnih razredih, ki ustrezajo širokemu razponu zahtev glede trdnosti, intenzivnosti in duktilnosti, zaradi nizkih stroškov pa je še naprej hrbtenica celotne proizvodnje laminatov.
Therotorinstatorv motorju sta izdelana iz več sto laminiranih in spojenih tankih električnih jeklenih plošč, ki zmanjšujejo izgube zaradi vrtinčnih tokov in povečujejo učinkovitost, oba pa sta prevlečena z izolacijo na obeh straneh, da laminira jeklo in prekine vrtinčne tokove med plastmi v aplikaciji motorja. . Običajno je elektro jeklo zakovičeno ali varjeno, da se zagotovi mehanska trdnost laminata. Poškodba izolacijske prevleke zaradi postopka varjenja lahko privede do zmanjšanja magnetnih lastnosti, sprememb v mikrostrukturi in vnosa preostalih napetosti, zaradi česar je velik izziv doseči kompromis med mehansko trdnostjo in magnetnimi lastnostmi.
Čas objave: 28. december 2021