Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Quando ho iniziato a lavorare come ingegnere elettrico, mi sono stupito di come piccoli cambiamenti nei materiali potessero portare a grandi miglioramenti nel funzionamento di motori e trasformatori. Una nuova idea che mi ha davvero sorpreso è l'acciaio siliconico adesivo. In questo articolo voglio condividere ciò che ho imparato lavorando, leggendo e vedendo cosa sta facendo l'industria con questo materiale speciale e perché è importante per la produzione di nuclei magnetici.
Secondo la mia esperienza, l'acciaio al silicio adesivo è costituito da sottili fogli di acciaio elettrico incollati tra loro con un adesivo speciale, invece di essere tenuti insieme con saldature o rivetti. Questo metodo ci permette di creare un'anima singola e solida, con prestazioni magnetiche e resistenza fisica migliori. Ho scoperto che questo metodo di autoincollaggio è stato creato appositamente per risolvere i problemi legati ai vecchi metodi di assemblaggio delle anime, dove metodi come la saldatura potevano causare punti deboli, piegature o parti che non funzionavano bene perché non erano tenute insieme correttamente. Passando alla colla, le aziende possono realizzare nuclei più resistenti, più compatti e più efficienti dal punto di vista energetico.
In base alle mie ricerche e alla mia esperienza personale, le parti principali dell'acciaio al silicio adesivo sono:
Nel mio lavoro pratico, il processo di produzione dell'acciaio siliconico adesivo è molto preciso e attentamente controllato. Di solito inizia con:
Quando ho iniziato la mia carriera, ho lavorato per lo più con pile di lamiere d'acciaio saldate o tenute insieme con rivetti. Questi metodi funzionavano, ma spesso causavano perdite di energia in alcuni punti, tensioni residue nel metallo e problemi di rumore, soprattutto quando si lavorava ad alta velocità o si riscaldava e raffreddava in continuazione. Quando siamo passati all'incollaggio, i miglioramenti immediati che ho riscontrato sono stati un funzionamento più silenzioso, una maggiore solidità del nucleo e minori differenze tra un lotto e l'altro, il tutto eliminando bulloni, rivetti o saldature extra.
Uno degli aspetti più positivi che ho riscontrato con l'acciaio siliconico adesivo è il suo contributo all'utilizzo dell'energia. Nei motori e nei trasformatori, la perdita di energia può rappresentare una parte importante del costo di esercizio nel tempo. Incollando le lastre di acciaio invece di saldarle, la tenuta tra gli strati riduce le correnti elettriche indesiderate, riducendo così l'energia totale persa. Nei miei test con i motori di prova, la differenza è stata evidente: meno calore, più potenza e migliore efficienza.
In diversi progetti, come motori di auto elettriche e piccoli trasformatori ad alta velocità, il passaggio all'acciaio siliconico adesivo ha portato a una forte riduzione del rumore meccanico e delle vibrazioni. Ricordo una volta che, dopo essere passati dalle pile rivettate a quelle incollate, il rumore misurato è diminuito di quasi 5 dB. Questo ha fatto davvero la differenza per l'approvazione del prodotto finale, soprattutto per i prodotti in cui la silenziosità è fondamentale. Il processo di incollaggio ha anche eliminato il "respiro" che si verifica quando le parti crescono e si restringono a causa del calore nei progetti più vecchi. Le pile incollate sono rimaste strette, forti e non si sono staccate.
Con le pile incollate, ho notato una diminuzione della temperatura del nucleo che potevamo misurare quando lavorava intensamente. Il miglior contatto tra le lamiere d'acciaio aiutava il calore a defluire e, a differenza delle parti saldate, la colla stessa fungeva sia da percorso per il calore che da protezione elettrica. In un progetto, il nucleo del motore si raffreddava di 5-10°C. Ciò significava che potevamo ottenere più potenza da un motore di pari dimensioni o farlo durare più a lungo, a seconda di ciò che stavamo cercando di fare.
Il luogo più comune in cui ho visto lavorare bene l'acciaio siliconico adesivo è il nucleo dei motori elettrici ad alta efficienza, soprattutto per le auto elettriche e i robot. Poiché l'industria si sta muovendo per ottenere più potenza in un pacchetto più piccolo e per realizzare motori più leggeri e silenziosi, i nuclei di statore e rotore incollati sono diventati una parte fondamentale della risposta.
I trasformatori ad alta efficienza e le macchine industriali sono un altro settore in cui ho notato un passaggio all'acciaio al silicio adesivo. In entrambi i settori, gli obiettivi principali erano la riduzione dell'energia persa durante l'uso, la riduzione del rumore (soprattutto per le macchine utilizzate in città e nelle case) e la possibilità di realizzare progetti più piccoli. Dai piccoli elettrodomestici alle macchine industriali per impieghi gravosi, l'uso di lamiere d'acciaio incollate mi ha permesso di richiedere pezzi più precisi e di essere sicuro che sarebbero rimasti resistenti a lungo, anche in condizioni difficili.
Quando stavo imparando, avevo dei problemi nel preparare le lamiere d'acciaio: piccoli bordi grezzi o un cattivo allineamento potevano compromettere seriamente il buon funzionamento dell'anima incollata. L'acquisto di strumenti migliori per levigare i bordi e tagliare il metallo ha dato i suoi frutti, perché le pile finali di lamiere si sono incastrate perfettamente tra loro, stringendole bene ed eliminando gli spazi vuoti che causano problemi. L'applicazione della colla, a sua volta, richiedeva un controllo accurato. Troppa colla poteva fuoriuscire e intralciare altre parti; troppo poca, e la pila non sarebbe stata abbastanza resistente. Le macchine incollatrici automatiche e i controlli di qualità durante il processo sono diventati molto importanti nello stabilimento in cui ho lavorato.
Utilizzando gli standard mondiali, come quelli di ASTM o IEC, ho sempre richiesto una resistenza minima e un livello di protezione elettrica per le anime incollate. Testare le anime per verificare la perdita di energia senza danneggiarle e controllarle dopo l'indurimento della colla è diventata una parte normale del nostro lavoro. Assicurarsi che la colla scelta soddisfacesse la giusta classe di sicurezza elettrica e fosse in grado di gestire l'intera gamma di temperature di esercizio era molto importante in ogni progetto.
Osservando la rapida crescita dell'uso dell'acciaio al silicio adesivo negli ultimi anni, soprattutto nei settori che si stanno muovendo verso l'energia elettrica, come le automobili elettriche, le turbine eoliche e i treni ad alta velocità, ho notato una tendenza in tutto il mondo: le aziende desiderano una maggiore efficienza, prestazioni più silenziose e componenti più piccoli. Sebbene l'acciaio siliconico adesivo non sia una novità, sta diventando sempre più importante. Le aziende più importanti continuano a spendere soldi per colle migliori e macchine automatiche più precise, cercando di ottenere anime ancora più strette, meno perdite di energia e maggiore affidabilità. Per quanto riguarda i materiali, la necessità di acciaio al silicio di alta qualità, non orientato e a grani orientati, continua a crescere, in quanto gli ingegneri si spingono oltre i limiti di ciò che possono fare con i progetti magnetici.
Guardando indietro, ciò che risalta dell'acciaio siliconico adesivo è come un cambiamento di materiale piuttosto semplice - l'uso della colla giusta nel modo giusto - possa portare a molti vantaggi ingegneristici. Ho potuto constatare di persona che, concentrandosi sulla preparazione perfetta delle lamiere d'acciaio, controllando l'applicazione della colla e sottoponendosi a rigorosi controlli di qualità, i nuclei finali offrono grande efficienza, resistenza e silenziosità. A tutti coloro che lavorano nel campo dei motori elettrici, dei trasformatori o in altri settori che lavorano con l'energia, suggerisco di esaminare attentamente la tecnologia dell'acciaio al silicio adesivo. La mia esperienza mi ha dimostrato che non si tratta solo di un passo avanti in termini di prestazioni e durata, ma anche di uno dei modi più convenienti per soddisfare le attuali esigenze di efficienza energetica e bassa rumorosità, rendendo possibili progetti nuovi ed entusiasmanti.
Questo articolo si basa sulle mie esperienze personali e su ciò che ho visto nel settore in crescita dell'acciaio siliconico adesivo. Per ulteriori letture, standard industriali e ultime notizie tecniche, cercate fonti e articoli di ingegneria affidabili. Sebbene questo articolo non sostituisca le guide ufficiali alla progettazione o i manuali di qualità, spero che costituisca un buon punto di partenza per chiunque voglia approfondire questo interessante settore dell'ingegneria elettrica.
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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