组件聚光灯:电层压+ 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,在这里我们为金属粉末制造寻找理想的组件。

粉末金属与电工钢相匹配(又名钢层压)在不止一个场合。某些粉末金属材料,如软磁复合材料,是一个可行的替代层压板转子,定子,和更多。不幸的是,许多工程师还没意识到呢

在许多情况下,软磁复合材料(SMC)粉末并不是一种具有成本效益或良好的1:1替代钢电气层压材料。但是,如果你能把smc和laminations结合起来,得到1 + 1 = 3的答案呢?

为我们的2020年冬季聚焦,我们推出了一些比完成应用程序的案例研究更有机会的东西。但这并不会让它不那么令人兴奋!

这个问题

电层压+ SMC粉末金属部分考虑一下这个假设。

中添加或细化细节电机设计,但对于层压材料来说并不理想。这就是软磁复合材料(SMCs)可以拯救世界的地方。

听起来太棒了!你已经听过或读过了所有的好东西软磁复合材料可以做性能。不幸的是,你们分析了当前的设计,并意识到用SMC 1对1替换你们的层压板并不是一个实际的解决方案。您仍然希望设计具有更高的性能,但如何实现呢?

感觉就像在追自己的尾巴,对吧?如果有办法平衡smc和层压钢以获得低成本就好了而且性能……

吊扇电机的困境

现在让我们用一个更具体的例子:吊扇电机。

在YouTube上观看视频。

在电动机内部,电流通过铜线产生磁场,引起旋转,最终电机的转矩和马力。为了更有效地利用电流和导线,它通常被嵌入到铁磁材料中,根据材料的磁导率将磁场乘以。(记住:空气的渗透性为1;钢层压透气性大于1000。)工程师通常把这种嵌入式铜线称为电动机的绕组。

电层压+ SMC粉末金属部分在许多单相电动机中,铜线要么是单股,要么是最少数量的连续线股,它们被包裹在转子和定子的槽中。导线从一个槽馈送(或缠绕)到相邻位置时,导线从一个槽的出口端被拉出,然后弯曲到下一个槽馈送(每个槽重复多次此过程)。

记住,叠层组装是一个单独的表的积累;因此,叠层组件的顶部是平的。电线弯曲时必须非常小心,以免折断电线上的绝缘层。因此,定子/转子的弯曲或缠绕导致层压堆叠上方的线圈通常被称为末端匝。现在,你有一个电机,电线嵌入在层压芯中,但你也有末端转弯效果,电线没有铁磁材料,以增加相对于空气的效果。

在大多数电机中,设计人员经常忽视这种末端转弯效应。但如果你能以某种方式最大化铜和电流的影响在最后的转弯?这会产生更高效的电动机吗?是的,你可以组装小块的叠片来填补这个空白,但这会导致相当大的组装成本。一个可能的解决方案是使用一种设计,将最好的层压片与最好的smc结合起来。

欧洲杯手机投注地平线SMC设计考虑信息图-结合PNG版本

解决方案

空气的渗透性是1,但铁的渗透性是1000。吊扇的电机上有那么多电线,还有那么大的开放空间,有机会添加一个由铁基SMC粉末制成的组件。

电层压+ SMC粉末金属部分我们提出的解决方案提出的问题是,我们可以)在电线下的开放空间中添加软磁复合材料组件-与分层结合-到提高电机的工作效率。这几乎是不可能完成一个纯分层组装,但它实际上是相当简单的粉末金属部分。

通过上述建议的设计,您将SMC技术和层压片结合成一个混合设计,有效地利用定子绕组的自由端匝数。SMC插入器件将利用SMC相对于空气的渗透性显著提高铜线绕组的效率。现在所有的铜绕组都被封装在层压板或smc中,以最低的成本生产更好的电机。

使用软磁复合材料和层压材料的混合,可以帮助您实现以前仅用钢层压材料或许多其他材料工艺无法实现的电机效率。使用更少的层压钢的能力可以帮助您获得更多的里程从您的材料。

顺便说一下,当你盖章你现在的设计时,你扔掉了很多层压材料吗?通过转向组合装配,您可能会看到成本的节省。

从组合装配中受益的不仅仅是电机制造商。电机的生命周期将远远超出您当前的设计,这对终端消费者来说是一个巨大的卖点。如果你能提高5%的效率,在20到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这里的测试主题,但您可以将这一概念应用于其他电机组件。

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软磁材料如何改变你的创作方式。

交流电机设计指南-点击下载

主题:粉末冶金材料应用程序成本汽车


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