Ces dernières années, l’environnement mondial a été confronté à des défis plus graves et il est imminent d’améliorer l’efficacité des moteurs et de réduire les pertes de moteurs. De plus, avec l'essor des nouvelles technologies mobiles, l'environnement d'utilisation et les exigences techniques des moteurs ont également changé, nécessitant des moteurs plus petits avec une puissance de sortie plus élevée. Afin de répondre à ces exigences, augmenter la vitesse de rotation du moteur est devenu une solution, et même pour les petits moteurs, la puissance de sortie peut être augmentée en augmentant la vitesse de rotation. Cependant, à mesure que la vitesse augmente, la perte de fer dans le noyau du moteur augmentera également fortement, entraînant une diminution du rendement.
Le noyau du moteur est généralement constitué d'une plaque d'acier électrique non orientée et l'épaisseur standard de la plaque est de 0,5 mm et 0,35 mm. Ce matériau est sélectionné car la rotation à grande vitesse du moteur est liée à la haute fréquence du champ magnétique dans le noyau de fer et la perte de fer de la plaque d'acier électrique augmentera avec l'augmentation de la fréquence. Ceci est principalement dû aux pertes par courants de Foucault. La perte récente d'Eddy peut être exprimée par le carré de la fréquence, de la densité du flux magnétique et de l'épaisseur de la plaque.
Afin de supprimer l'augmentation de la perte de fer causée par la fréquence, les gens ont développé des tôles d'acier électriques ultra-minces, qui peuvent réduire considérablement l'augmentation de la perte par courants de Foucault par rapport à la fréquence tout en maintenant la densité de flux magnétique à saturation élevée et d'autres caractéristiques du non-fer. tôles d'acier électriques orientées. Il est rapporté que des tôles d'acier électriques ultra-minces sont fabriquées en laminant des tôles d'acier électriques non orientées existantes. Le développement de cette tôle d'acier électrique ultra-mince devrait jouer un rôle efficace dans des domaines tels que les petits moteurs électriques à grande vitesse.
Cependant, il existe encore des difficultés dans la fabrication de tôles d'acier électrique ultra-minces de grande largeur, et la manière d'utiliser efficacement des tôles d'acier électrique ultra-minces pour fabriquer des noyaux de moteurs à grande échelle est devenue un problème. Pour cette raison, les gens ont développé un noyau de bobine de bande d'acier électrique extrêmement mince appelé « noyau laminé enroulé », qui peut atteindre l'objectif des noyaux de moteur à grande échelle même si la largeur est étroite. Ce type de noyau de fer a une épaisseur de plaque de seulement 0,08 mm, ce qui est très fin et peut être transformé en forme de bobine. En augmentant le nombre d'enroulements, il est possible d'obtenir une taille plus grande par rapport à la direction radiale.
En général, un « noyau enroulé » fait référence à un noyau produit en enroulant une tôle d'acier électrique existante, tandis qu'un « noyau laminé enroulé » fait référence à un noyau produit en enroulant une bande d'acier électrique ultra-mince avec une épaisseur de plaque mince. Ce type de noyau maintient l'isolation intercouche en enroulant une bande d'acier électrique extrêmement fine avec un revêtement isolant.
À l'heure actuelle, bien qu'un procédé d'enroulement d'un noyau de fer avec un matériau amorphe plus fin ait été développé, les performances d'isolation intercouche du noyau de fer ne peuvent pas être maintenues car le matériau amorphe lui-même n'a pas de revêtement isolant. En revanche, les noyaux laminés enroulés sont enroulés à l'aide de bandes d'acier électrique extrêmement fines avec des revêtements isolants, de sorte que l'isolation intercouche puisse être maintenue.
Des chercheurs tels que Wakabayashi Daisuke de l'Université des Arts et des Sciences du Japon ont étudié les changements provoqués par la structure du noyau en comparant la structure du noyau laminé enroulé et du noyau laminé traditionnel. Dans le même temps, en évaluant des noyaux laminés enroulés constitués de bandes d'acier électrique ultra-minces de différentes épaisseurs, l'épaisseur optimale et les conditions de fabrication permettant de réduire davantage les pertes de fer ont été explorées.
Ils pensent que le noyau laminé enroulé constitué de la bande d'acier électrique ultra-mince nouvellement développée possède des propriétés magnétiques comparables à celles des noyaux laminés conventionnels. En augmentant le nombre d'enroulements, il est possible d'obtenir une taille radiale, ce qui contribue à réduire les pertes et la taille des machines électriques tournantes à grande vitesse.
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Par conséquent, les gens peuvent fournir des noyaux de fer de différentes tailles, élargissant ainsi la gamme d’utilisation efficace des tôles d’acier électriques ultra-minces. En particulier, le noyau laminé avec une épaisseur de plaque de 0,08 mm peut conserver les caractéristiques de faible perte de fer et de perméabilité magnétique élevée dans la plage de fréquences de 50 Hz à 1 kHz et constitue le matériau de noyau le plus approprié pour réduire la perte par hystérésis et perte par courants de Foucault.
Dans la plage de fréquences supérieure à 1 kHz, en raison de l'augmentation de la perte par courants de Foucault, la sélection de matériau de 0,05 mm peut être envisagée. Les chercheurs ont déclaré qu'ils prévoyaient de transformer le noyau de fer laminé constitué de bandes d'acier électrique extrêmement fines en forme de stator de moteur afin de clarifier davantage les caractéristiques du stator et son effet sur les applications de moteur.
