组件聚光灯:电气层压+ SMC粉末金属部分

发布的法国葡头牙欧洲杯亚盘- 2020年2月18日

欢迎回到我们的PM组件聚光灯系列,我们为金属粉制造的理想组件。

粉末金属已被配合电工钢(又名钢板叠层)在不止一个场合。某些粉末金属材料,如软磁复合材料,是一种可行的替代层压转子,定子,和更多。不幸的是,许多工程师别意识到了

在许多情况下,软磁性复合材料(SMC)粉末不是钢电叠层的成本效益或良好的1:1替换材料。但是,如果你可以用叠片结婚的SMC来获得1 + 1 = 3的答案怎么办?

对于我们的冬天2020聚光灯,我们揭示的东西更多的是一个机会,而不是一个完成的应用程序的案例研究。但这并不会降低它的刺激性!

这个问题

电层压+ SMC粉末金属零件考虑这个假设的。

您想在中添加或优化细节您的电机设计,但它不是理想的层压材料。这就是软磁复合材料(smc)能够扭转乾坤的地方。

听起来很棒!你已经听过或阅读过所有的好东西软磁复合材料能做就能做。不幸的是,你们分析了当前的设计,并意识到用SMC一对一地替换你们的层压不是一个实用的解决方案。您仍然希望从设计中获得更多性能,但是如何实现呢?

感觉就像你追逐你的尾巴,对吧?如果只有某种方式平衡SMC和层压钢,以获得低成本性能……

吊扇电机困境

现在让我们用一个更具体的例子:一个吊扇电机。

在电动机内部,电流通过铜线以产生导致旋转的磁场,最终电机的扭矩和马力。为了更有效地使用电流和电线,通常嵌入到铁磁材料内,该铁磁材料乘以磁场与材料的渗透率相关。(记住:空气具有1的渗透率;钢叠层的渗透性大于1,000。)工程师通常将该嵌入式铜线作为电动机的绕组。

电层压+ SMC粉末金属零件在许多单相电机中,铜线要么是单个的,要么是通过转子和定子的槽包绕的连续的线缕的最少数量。当线材从一个槽进给(或缠绕)到相邻位置时,线材从一个槽的出口端被拉出,然后弯曲进给下一个槽(这个过程对每个槽重复多次)。

记住,层压板组装是单个薄片的累积;因此,层压板组件的顶部是平坦的。弯曲电线时必须非常小心,以免弄断电线上的绝缘层。因此,定子/转子的弯曲或缠绕导致在叠片上方的线圈,这通常被称为末端匝。现在,你有一个电机与电线嵌入在层合芯,但你也有末端转弯效应,与没有铁磁性材料的电线,以倍的效果相对于空气。

在大多数电机中,设计者往往忽视了这种末端转向的效果。但是如果你能以某种方式在最后的回合中最大化铜和电流的影响呢?这能产生一个更有效的电动机吗?是的,你可以组装小片的层压板来填补这个空白,但这会导致相当大的组装成本。一种可能的解决方案是使用一种将最好的层压和最好的smc结合起来的设计。

点击这里观看YouTube上的视频。

解决方案

空气具有1的渗透性,但铁的渗透率为1,000。在吊扇的电动机中的所有电线 - 以及所有开放空间 - 都有机会添加由铁基SMC粉末制成的组件。

电层压+ SMC粉末金属零件我们所提出的解决方案询问问题我们是否可以将软磁复合部件添加到电线下的该开放空间 - 与层压相结合 -提高电动机的效率。这将是几乎不可能完成的一个纯层压组装,但它实际上是相当简单的粉末金属部分。

通过上面提出的设计,您将SMC技术和叠片结合到混合设计中,有效地使用定子绕组的自由端转动。SMC插入物将通过利用SMC相对于空气的显着较高渗透性提高铜线绕组的效率。现在所有的铜绕组都包装在叠片或SMC中以产生具有最小成本的更好的电动机。

使用软磁复合材料和层压的混合可以帮助你实现电机效率,以前不可能单独与钢层压-或许多其他材料过程,就此而言。使用更少的叠层钢的能力,帮助您获得更多的里程出您的材料。

顺便说一句......当你邮戳你当前的设计时,你是否扔掉了很多层压材料?通过朝着组合装配移动,您可能会节省成本。

不仅仅是电机制造商从组合装配中获益。电机的生命周期将远远超出您目前的设计,这是一个巨大的销售点为终端消费者。如果您的效率达到5%,超过20- 30年的电机寿命,将有一个巨大的节省略高的前期成本。

如何使用smc ?

虽然吊扇电机设计是测试主题,但您可以将概念应用于其他电动机部件。

您如何使用软磁复合材料或其他粉末冶金工艺来改进您的设计?下面是免费的视觉指南是一个令人兴奋的观察软磁材料如何改变你的创造方式。

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主题:粉末冶金,材料,应用程序,成本,电机


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