Elektrikli araçlardan endüstriyel robotlara, ev aletlerinden yenilenebilir enerji sistemlerine kadar çeşitli uygulamalara güç sağlayan elektrik motorları, laminasyon malzemesi seçimine büyük ölçüde bağlıdır.
Tasarımcılar sargılara ve kontrol stratejilerine odaklanırken, laminasyon malzemeleri temelde manyetik performansı, demir kaybını, verimliliği, gürültüyü, ısı dağılımını ve genel maliyeti ve güvenilirliği belirler.
Kısa Bir Karşılaştırma
| Malzeme | Manyetik Geçirgenlik | Doygunluk Akı Yoğunluğu (T) | Çekirdek Kaybı | Frekans Yeteneği | Termal Kararlılık | Maliyet Seviyesi | Tipik Uygulamalar |
| Silikon Çelik | Yüksek | ~1,5–2,0 | Düşük–Orta | Orta-Yüksek | İyi | Orta | Endüstriyel, Elektrikli Araçlar, General Motors |
| Kobalt Alaşımları | Çok Yüksek | ~2.0–2.4+ | Çok Düşük | Yüksek | Harika | Çok Yüksek | Havacılık ve uzay, yüksek hızlı, üstün kaliteli motorlar |
| Nikel Alaşımları | Çok Yüksek | ~0.8–1.6 | Düşük | Düşük–Orta | Çok güzel | Yüksek | Hassas motorlar, sensörler |
| Demir Alaşımları | Orta | ~1.8–2.2 | Yüksek | Düşük | Ilıman | Düşük | Düşük hızlı, eski tip motorlar |
Silikon Çelik
En yaygın kullanılan malzeme motor laminasyonuSilikon çeliği, genellikle elektrik çeliği olarak bilinir. Demirin %1-3,5 silikonla alaşımlanması, elektriksel direnci ve manyetik performansı artırarak girdap akımı kayıplarını ve çekirdek kayıplarını etkili bir şekilde azaltır.
Malzeme, yönlendirilmemiş (NO) ve tanecik yönlendirilmiş (GO) formlarda sunulmaktadır. Yönlendirilmemiş silikon çelik, öncelikle motorlarda kullanılır çünkü her yönde homojen manyetik özellikler sağlar ve dönen manyetik alanlar için idealdir.
| Artıları | Dezavantajlar |
| Mükemmel fiyat-performans dengesi | En yüksek manyetik performansa sahip değil. |
| Tipik hızlarda düşük çekirdek kaybı | Aşırı sıcaklıklar için daha az uygundur. |
| Yaygın olarak bulunur ve işlenmesi kolaydır. | Kayıp, frekans arttıkça artar. |
| İyi mekanik özellikler | Düşük frekanslarda daha kalın katmanlar gerekebilir. |
Uygulamalar
- Endüstriyel indüksiyon motorları
- Elektrikli araç çekiş ve yardımcı motorları
- Ev aletleri (çamaşır makineleri, vantilatörler, kompresörler)
- Isıtma, havalandırma ve klima (HVAC) ve pompa motorları
- Enerji üretim alternatörleri
Kobalt Alaşımları
Kobalt alaşımları, özellikle demir-kobalt (CoFe) alaşımları, çok yüksek manyetik doygunluk, geçirgenlik ve termal kararlılık sunan, daha yüksek güç yoğunluğu ve verimlilik sağlayan yüksek performanslı laminasyon malzemeleridir.
Malzeme ve işleme maliyetleri nedeniyle silikon çeliğinden çok daha pahalı olmasına rağmen, kobalt alaşımları, boyut, ağırlık ve performansın kritik olduğu uygulamalarda haklı bir tercihtir.
| Artıları | Dezavantajlar |
| Çok yüksek manyetik doygunluk | Çok yüksek malzeme maliyeti |
| Yüksek sıcaklıklarda mükemmel performans | Küresel tedarik sınırlı |
| Yüksek frekanslarda çekirdek kaybının azaltılması | İşleme/damgalama zor. |
| Kompakt ve hafif motorlara olanak sağlar. | Özel alet gerektirir. |
Uygulamalar
- Havacılık ve savunma motorları
- Yüksek hızlı miller
- Yüksek frekanslı makineler
- Ultra kompakt, yüksek güç yoğunluğuna sahip EV motorları
- Özel endüstriyel sürücüler
Nikel Alaşımları
Nikel alaşımları, özellikle Permalloy gibi demir-nikel türleri, çok yüksek manyetik geçirgenlik ve düşük koersivite sağlar. Doygunluk akısı kobalt alaşımlarından daha düşük olsa da, yüksek hassasiyet, düşük histerezis kaybı ve kararlı manyetik performans gerektiren uygulamalar için oldukça uygundurlar.
Bu nedenle, tutarlı ve düşük gürültülü performansın şart olduğu hassas motorlarda, sensörlerde ve ölçüm cihazlarında yaygın olarak kullanılırlar.
| Artıları | Dezavantajlar |
| Son derece yüksek geçirgenlik | Azaltılmış doygunluk akı yoğunluğu |
| Minimal histerezis kaybı | Silikon çelikten daha pahalı |
| İstikrarlı, tekrarlanabilir performans | Yüksek güçlü motorlar için daha az uygundur. |
| Hassas sistemler için mükemmeldir. | Özel imalat gerektirebilir. |
Uygulamalar
- Hassas servo motorlar
- Aktüatörler ve kontrol sistemleri
- Manyetik sensörler
- Havacılık ve uzay enstrümantasyonu
- Tıbbi ve bilimsel cihazlar
Demir Alaşımları
Esas olarak safa yakın veya düşük karbonlu demir olmak üzere demir alaşımları, en eski motor laminasyon malzemeleri arasındadır. Düşük maliyetle yüksek doygunluk akı yoğunluğu sağlarlar, ancak düşük elektriksel dirençleri nedeniyle yüksek girdap akımı kayıplarına sahiptirler; bu da kullanımlarını maliyet hassasiyeti olan veya eski uygulamalarla sınırlandırır.
Modern yüksek verimli motorlarda büyük ölçüde silikon çelikle değiştirilmiş olsa da, demir alaşımları hala basitlik ve maliyet minimizasyonunun öncelikli olduğu yerlerde kullanılmaktadır.
| Artıları | Dezavantajlar |
| Yüksek doygunluk akı yoğunluğu | Yüksek girdap akımı kayıpları |
| Düşük hammadde maliyeti | Zayıf yüksek frekans performansı |
| Güçlü mekanik özellikler | Daha düşük verimli motorlar |
| Basit tedarik zinciri | Modern tasarımlarda büyük ölçüde yerini başka tasarımlara bırakmıştır. |
Uygulamalar
- Düşük hızlı endüstriyel motorlar
- Eski ve tamir pazarı motorları
- Bazı büyük senkron makineler
- Ekonomik, düşük verimli uygulamalar
Doğru Malzeme Seçimini Yapmak
Doğru motor laminasyon malzemesini seçmek, uygulama gereksinimlerini performans ve üretim kısıtlamalarıyla uyumlu hale getirmeyi gerektirir.
Verimlilik ve Maliyet Karşılaştırması
Öncelik, özellikle elektrikli araçlarda veya endüstriyel tahrik sistemlerinde, çekirdek kayıplarını azaltmak ve verimliliği büyük ölçekte artırmak ise, silikon çelik genellikle en dengeli seçenektir. Olgun tedarik zinciri ve işleme uyumluluğu, onu modern motor üretiminin omurgası haline getiriyor.
Yüksek Performanslı Premium
Havacılık veya yüksek hızlı üst düzey motorlar gibi ağırlığın, çalışma sıcaklığı aralığının ve güç yoğunluğunun maliyetten daha önemli olduğu motorlarda, kobalt alaşımları eşsiz manyetik performans sunar.
Hassasiyet ve Kontrol
Hassas ölçüm cihazlarında veya havacılık kontrol sistemlerinde kullanılan motorlar, doygunluk akısı daha düşük olsa bile, nikel alaşımlarının kararlılığından ve düşük histerezis kaybından faydalanır.
Eski ve Düşük Bütçeli
Büyük ve yavaş çalışan endüstriyel motorlar veya eski sistemlerin onarımı gibi bütçe veya basitliğin performanstan daha önemli olduğu uygulamalarda, demir alaşımları pratik ve uygun maliyetli bir seçenek olmaya devam etmektedir.
