Lớp phủ Stator và Rotor: Các thành phần chính trong Động cơ điện và Máy phát điện

Động cơ điện và máy phát điện là nền tảng cho các ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng hiện đại, cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ thiết bị gia dụng đến xe điện và máy móc công nghiệp. Trung tâm của những thiết bị này là hai bộ phận quan trọng: stato và rôto. Cả hai đều được chế tạo bằng cách sử dụng lõi thép nhiều lớp, được gọi là các lớp mỏng stato và rôto, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất, giảm tổn thất năng lượng và nâng cao hiệu suất. Bài viết này tìm hiểu tầm quan trọng, quy trình sản xuất, vật liệu và các cân nhắc về thiết kế của các tấm ghép stato và rôto.

1. Giới thiệu về cán màng Stator và Rotor

Stator là bộ phận đứng yên của động cơ điện hoặc máy phát điện, trong khi rôto là bộ phận quay. Cả hai đều được tạo thành từ các lớp mỏng xếp chồng lên nhau – những tấm thép điện mỏng – được cách điện với nhau. Những lớp mỏng này rất quan trọng vì chúng giảm thiểu tổn thất dòng điện xoáy, một dạng tiêu tán năng lượng xảy ra khi lõi dẫn điện rắn tiếp xúc với từ trường xen kẽ. Bằng cách sử dụng các tấm kim loại thay vì khối kim loại rắn, các nhà sản xuất cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị điện từ.

2. Tại sao sử dụng cán mỏng

2.1 Giảm tổn thất do dòng điện xoáy
Khi động cơ điện hoặc máy phát điện hoạt động, từ trường thay đổi liên tục, tạo ra dòng điện tuần hoàn (dòng điện xoáy) trong vật liệu lõi. Trong lõi rắn, những dòng điện này tạo ra nhiệt, dẫn đến tổn thất năng lượng. Các lớp mỏng phá vỡ đường đi của dòng điện xoáy bằng cách đưa ra lớp cách điện giữa các lớp, do đó làm giảm tổn thất.

2.2 Giảm thiểu tổn thất trễ
Mất từ ​​​​trễ xảy ra do độ trễ giữa quá trình từ hóa và khử từ của vật liệu lõi. Thép điện chất lượng cao có độ kháng từ thấp được sử dụng trong cán mỏng để giảm thiểu hiệu ứng này.

2.3 Cải thiện hiệu suất nhiệt
Lớp cán mỏng cho phép tản nhiệt tốt hơn so với lõi rắn, ngăn ngừa quá nhiệt và đảm bảo tuổi thọ hoạt động lâu hơn.

3. Vật liệu được sử dụng trong cán màng Stator và Rotor

Vật liệu phổ biến nhất để cán màng là thép điện, còn được gọi là thép silicon, do đặc tính từ tính thuận lợi của nó.

3.1 Thép điện không định hướng (NOES)
- Được sử dụng trong các ứng dụng có từ thông chảy theo nhiều hướng.
- Chứa 2-3% silicon giúp tăng điện trở suất và giảm dòng điện xoáy.
- Thường gặp ở động cơ nhỏ và máy phát điện.

3.2 Thép điện định hướng hạt (GOES)
- Tối ưu hóa cho từ thông định hướng (ví dụ: máy biến áp).
- Hàm lượng silicon cao hơn (lên tới 6,5%) cho đặc tính từ tính tốt hơn.
- Ít phổ biến hơn trong động cơ nhưng được sử dụng trong các ứng dụng hiệu suất cao.

3.3 Vật liệu thay thế
- Kim loại vô định hình: Mang lại tổn thất lõi cực thấp nhưng đắt tiền và giòn.
- Vật liệu tổng hợp từ mềm (SMC): Được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng cần có hình dạng phức tạp.

4. Quy trình sản xuất tấm ghép Stator và Rotor

Việc sản xuất cán màng bao gồm một số bước chính:

4.1 Đột/ Đột
- Cuộn thép cách điện được đưa vào máy dập.
- Khuôn chính xác cắt ra các hình dạng cán mong muốn (khe stato, thanh rôto, v.v.).

4.2 Xử lý nhiệt (Ủ)
- Giảm căng thẳng bên trong do dập.
- Cải thiện tính chất từ ​​tính bằng cách sắp xếp các cấu trúc hạt.

4.3 Lớp phủ cách nhiệt
- Một lớp cách điện mỏng (ví dụ: lớp phủ oxit, vecni hoặc photphat) được áp dụng để ngăn ngừa đoản mạch giữa các lớp.

4.4 Xếp chồng và liên kết
- Các lớp mỏng được xếp chồng lên nhau và cố định bằng cách hàn, tán đinh hoặc kết dính.
- Căn chỉnh phù hợp là rất quan trọng để tránh các khoảng trống không khí làm giảm hiệu suất.

5. Những cân nhắc về thiết kế cho các tấm ghép Stator và Rotor

5.1 Độ dày lõi và số lượng cán
- Cán mỏng hơn làm giảm dòng điện xoáy nhưng tăng độ phức tạp trong sản xuất.
- Độ dày điển hình dao động từ 0,1mm đến 0,65mm.

5.2 Thiết kế rãnh và răng
- Các rãnh stato phải chứa các cuộn dây trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc.
- Các tấm rôto có thể bao gồm các thanh dùng cho động cơ cảm ứng lồng sóc.

5.3 Rôto bị lệch
- Các lớp rôto bị lệch làm giảm mô men xoắn và tiếng ồn trong động cơ.

6. Ứng dụng của tấm ghép Stator và Rotor

- Động cơ điện (AC/DC): Được sử dụng trong máy móc công nghiệp, xe điện và các thiết bị gia dụng.
- Máy phát điện: Được tìm thấy trong tua-bin gió, nhà máy thủy điện và hệ thống điện dự phòng.
- Máy biến áp: Mặc dù không phải là động cơ nhưng chúng cũng sử dụng lõi nhiều lớp để đạt hiệu quả.

7. Xu hướng tương lai của công nghệ cán màng

- Cán màng mỏng hơn: Những tiến bộ trong vật liệu có thể cho phép cán màng dưới 0,1mm để đạt hiệu quả cực cao.
- Cắt Laser: Thay thế phương pháp dập truyền thống mang lại độ chính xác và linh hoạt.
- Sản xuất đắp dần: Khám phá các lớp màng in 3D cho các thiết kế tùy chỉnh.

8. Kết luận

Các lớp ghép stato và rôto rất cần thiết để động cơ điện và máy phát điện hoạt động hiệu quả. Bằng cách giảm dòng điện xoáy, cải thiện hiệu suất nhiệt và cho phép tương tác điện từ chính xác, các bộ phận này đảm bảo rằng các máy điện hiện đại mang lại hiệu suất cao với mức thất thoát năng lượng tối thiểu. Khi công nghệ phát triển, những đổi mới về vật liệu và sản xuất sẽ nâng cao hơn nữa khả năng của lõi nhiều lớp, hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng về các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong các ngành công nghiệp trên toàn thế giới.

Phần tổng quan toàn diện này nêu bật vai trò quan trọng của các lớp ghép stato và rôto trong hệ thống cơ điện, nhấn mạnh vào thiết kế, vật liệu và quy trình sản xuất của chúng. Hiểu được những yếu tố này là chìa khóa để thúc đẩy công nghệ động cơ và máy phát điện cho các ứng dụng trong tương lai.

Danh mục sản phẩm

cường độ nén

Quá trình tùy chỉnh

1. Giao tiếp với khách hàng: Để giao tiếp và ghi lại các yêu cầu của khách hàng một cách chi tiết.

2. Thiết kế sơ đồ: Thiết kế theo yêu cầu của khách hàng và duy trì liên lạc với khách hàng.

3. Xác nhận thiết kế: Gửi đề xuất thiết kế và dựa trên phản hồi của khách hàng, Sửa đổi thêm cho đến phiên bản cuối cùng.

4. Sản xuất: Chọn đúng mẫu mã, Và theo thiết kế sản xuất.

5. Kiểm tra & Kiểm tra Chất lượng: Kiểm tra nghiêm ngặt xem sản phẩm có đạt tiêu chuẩn hay không, Loại bỏ mọi vấn đề về chất lượng.

6. Vận chuyển: Đóng gói các sản phẩm đã qua kiểm tra và giao hàng đến địa chỉ của khách hàng.

7. Customer Return Visit: Thường xuyên quay lại thăm khách hàng, Lắng nghe phản hồi của khách hàng.