Τα τελευταία χρόνια, το παγκόσμιο περιβάλλον έχει αντιμετωπίσει πιο σοβαρές προκλήσεις και επίκειται η βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα και η μείωση της απώλειας κινητήρα. Επιπλέον, με την άνοδο των νέων τεχνολογιών κινητής τηλεφωνίας, το περιβάλλον χρήσης και οι απαιτήσεις προδιαγραφών των κινητήρων έχουν επίσης αλλάξει, απαιτώντας μικρότερους κινητήρες με μεγαλύτερη απόδοση ισχύος. Προκειμένου να ικανοποιηθούν αυτές οι απαιτήσεις, η αύξηση της ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα έχει γίνει μια λύση, και ακόμη και για μικρούς κινητήρες, η ισχύς εξόδου μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας την ταχύτητα περιστροφής. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η ταχύτητα, η απώλεια σιδήρου στον πυρήνα του κινητήρα θα αυξηθεί επίσης απότομα, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης.
Ο πυρήνας του κινητήρα είναι συνήθως κατασκευασμένος από μη προσανατολισμένη ηλεκτρική χαλύβδινη πλάκα και το τυπικό πάχος της πλάκας είναι 0,5 mm και 0,35 mm. Αυτό το υλικό επιλέγεται επειδή η περιστροφή υψηλής ταχύτητας του κινητήρα σχετίζεται με την υψηλή συχνότητα του μαγνητικού πεδίου στον πυρήνα του σιδήρου και η απώλεια σιδήρου της ηλεκτρικής χαλύβδινης πλάκας θα αυξηθεί με την αύξηση της συχνότητας. Αυτό οφείλεται κυρίως σε απώλειες δινορευμάτων. Η πρόσφατη απώλεια του Eddy μπορεί να εκφραστεί με το τετράγωνο της συχνότητας, την πυκνότητα της μαγνητικής ροής και το πάχος της πλάκας.
Προκειμένου να καταστείλουν την αύξηση της απώλειας σιδήρου που προκαλείται από τη συχνότητα, οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει εξαιρετικά λεπτά ηλεκτρικά φύλλα χάλυβα, τα οποία μπορούν να μειώσουν σημαντικά την αύξηση της απώλειας δινορευμάτων σε σχέση με τη συχνότητα, διατηρώντας παράλληλα την υψηλή πυκνότητα κορεσμού μαγνητικής ροής και άλλα χαρακτηριστικά μη προσανατολισμένα ηλεκτρικά φύλλα χάλυβα. Αναφέρεται ότι τα εξαιρετικά λεπτά ηλεκτρικά φύλλα χάλυβα κατασκευάζονται με την εκ νέου έλαση υπαρχόντων μη προσανατολισμένων φύλλων ηλεκτρικού χάλυβα. Η ανάπτυξη αυτού του εξαιρετικά λεπτού ηλεκτρικού φύλλου χάλυβα αναμένεται να διαδραματίσει αποτελεσματικό ρόλο σε τομείς όπως οι μικροί ηλεκτροκινητήρες υψηλής ταχύτητας.
Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν δυσκολίες στην κατασκευή εξαιρετικά λεπτών φύλλων ηλεκτρικού χάλυβα μεγάλου πλάτους και ο τρόπος αποτελεσματικής χρήσης εξαιρετικά λεπτών ηλεκτρικών φύλλων χάλυβα για την κατασκευή πυρήνων κινητήρων μεγάλης κλίμακας έχει γίνει ένα ζήτημα. Για το λόγο αυτό, οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει έναν εξαιρετικά λεπτό πυρήνα ηλεκτρικών λωρίδων χάλυβα που ονομάζεται "πλυμένος πολυστρωματικός πυρήνας", ο οποίος μπορεί να επιτύχει τον στόχο των πυρήνων κινητήρα μεγάλης κλίμακας ακόμη και αν το πλάτος είναι στενό. Αυτός ο τύπος πυρήνα σιδήρου έχει πάχος πλάκας μόνο 0,08 mm, το οποίο είναι πολύ λεπτό και μπορεί να γίνει κουλουριασμένο. Αυξάνοντας τον αριθμό των περιελίξεων, μπορεί να επιτύχει μεγαλύτερο μέγεθος σε σχέση με την ακτινική κατεύθυνση.
Γενικά, ένας "πληγμένος πυρήνας" αναφέρεται σε έναν πυρήνα που παράγεται με την περιέλιξη ενός υπάρχοντος φύλλου ηλεκτρικού χάλυβα, ενώ ένας "πληγμένος πυρήνας" αναφέρεται σε έναν πυρήνα που παράγεται από την περιέλιξη μιας εξαιρετικά λεπτής ηλεκτρικής χαλύβδινης λωρίδας με λεπτό πάχος πλάκας. Αυτός ο τύπος πυρήνα διατηρεί τη μόνωση των ενδιάμεσων στρωμάτων τυλίγοντας μια εξαιρετικά λεπτή λωρίδα ηλεκτρικής χάλυβα με μονωτική επίστρωση.
Προς το παρόν, αν και έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος περιέλιξης ενός πυρήνα σιδήρου με λεπτότερο άμορφο υλικό, η απόδοση μόνωσης ενδιάμεσων στρωμάτων του πυρήνα σιδήρου δεν μπορεί να διατηρηθεί επειδή το ίδιο το άμορφο υλικό δεν έχει μονωτική επίστρωση. Αντίθετα, οι τυλιγμένοι ελασματοποιημένοι πυρήνες τυλίγονται χρησιμοποιώντας εξαιρετικά λεπτές ηλεκτρικές λωρίδες χάλυβα με μονωτικές επικαλύψεις, έτσι ώστε να μπορεί να διατηρηθεί η μόνωση μεταξύ των στρωμάτων.
Ερευνητές όπως ο Wakabayashi Daisuke του Πανεπιστημίου Τεχνών και Επιστημών στην Ιαπωνία μελέτησαν τις αλλαγές που προκαλούνται από τη δομή του πυρήνα συγκρίνοντας τη δομή του πολυστρωματικού πυρήνα του τραύματος και του παραδοσιακού πολυστρωματικού πυρήνα. Ταυτόχρονα, με την αξιολόγηση τυλιγμένων ελασματοποιημένων πυρήνων από εξαιρετικά λεπτές ηλεκτρικές λωρίδες χάλυβα διαφορετικού πάχους, διερευνήθηκαν το βέλτιστο πάχος και οι συνθήκες κατασκευής για περαιτέρω μείωση της απώλειας σιδήρου.
Πιστεύουν ότι ο τυλιγμένος ελασματοποιημένος πυρήνας που κατασκευάζεται από την πρόσφατα αναπτυγμένη εξαιρετικά λεπτή ηλεκτρική λωρίδα χάλυβα έχει μαγνητικές ιδιότητες συγκρίσιμες με τους συμβατικούς πολυστρωματικούς πυρήνες. Αυξάνοντας τον αριθμό των περιελίξεων, μπορεί να επιτευχθεί ακτινικό μέγεθος, το οποίο συμβάλλει στη μείωση της απώλειας και του μεγέθους των περιστρεφόμενων ηλεκτρικών μηχανών υψηλής ταχύτητας.
GO Electrical Steel
Ως εκ τούτου, οι άνθρωποι μπορούν να παρέχουν πυρήνες σιδήρου διαφορετικών μεγεθών, επεκτείνοντας περαιτέρω το φάσμα αποτελεσματικής χρήσης των εξαιρετικά λεπτών ηλεκτρικών φύλλων χάλυβα. Συγκεκριμένα, ο πολυστρωματικός πυρήνας με πάχος πλάκας 0,08mm μπορεί να διατηρήσει τα χαρακτηριστικά χαμηλής απώλειας σιδήρου και υψηλής μαγνητικής διαπερατότητας στην περιοχή συχνοτήτων από 50Hz έως 1kHz και είναι το πιο κατάλληλο υλικό πυρήνα για τη μείωση της απώλειας υστέρησης και απώλεια δινορρευμάτων.
Στο εύρος συχνοτήτων άνω του 1kHz, λόγω της αύξησης της απώλειας δινορευμάτων, μπορεί να ληφθεί υπόψη η επιλογή υλικού 0,05mm. Οι ερευνητές είπαν ότι σχεδιάζουν να επεξεργαστούν τον πολυστρωματικό πυρήνα σιδήρου από εξαιρετικά λεπτές λωρίδες ηλεκτρικού χάλυβα σε σχήμα στάτορα κινητήρα για να διευκρινίσουν περαιτέρω τα χαρακτηριστικά του στάτορα και την επίδρασή του στις εφαρμογές του κινητήρα.
