馬達材料:矽鋼片 ( III )

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘

本文要討論方向性矽鋼片(Grain-oriented Electrical Steel),也有人稱為取向矽鋼片。

方向性矽鋼片具有高導磁力及低鐵損的優點,由下方兩表可以直接比對,導磁能力從無方向性矽鋼片的1.65T增加到方向性矽鋼片的1.88T,提高了約14%的導磁力。在鐵損方面的表現,則是從無方向性矽鋼片每公斤損失5.6W降至方向性矽鋼片的1.78W,大幅度的下降了快70%左右。不僅是增加了導磁力,還能大幅降低損耗,因此在變壓器的應用中,方向性矽鋼片已然成為主流;然而馬達當中卻沒人使用,主要的問題來自於方向。

raw-image
raw-image

方向性矽鋼片的導磁力,並非四面八方都變強,其真實表現如下圖所示。原本無方向性矽鋼片當中,磁力要往任何方向的能量傳遞阻力是相同,類似蜂巢結構,要通過六邊的每一側,要付出相同的能量代價。但方向性矽鋼片將蜂巢壓扁了,導致能量若是順者紅色箭頭傳遞時,可移動的距離變長了;但垂直於紅色箭頭方向的距離則是相對縮短了,代表走到了正交方向時,反而要附出更大的能量代價。若以數據比例來看,原本無方向性矽鋼片的磁通密度為1.65T,而方向性矽鋼片的順向增加到1.88T,這代表者方向性矽鋼片的正交方向磁通密度將會降至1.42T,才符合等價交換的原則。

raw-image

而這強化的方向,基本上是順者壓延方向,如下圖中的黃色箭頭方向,若磁路順者走,會有提高磁通量及降低鐵損的效果。

raw-image

在馬達當中,磁通方向基本上都以徑向為主,就是向者圓心方向移動,如下圖所示,僅有兩齒是走左右向的磁通路徑,其它齒的磁力方向都不符合左右軸方向,這樣不僅沒有加分的效果,反而可能會扣分。因此在馬達的應用中,方向性矽鋼片的效果就會大幅的降低,導致跟本沒有人使用的現況。

raw-image

但就如同只有賣不出去的業務,沒有賣不出去的商品;方向性矽鋼片有者明確的優缺點,難到不能善用其優點,迴避其缺點,達到實用的可能性? 其實對筆者而言,至少有三種馬達很適合使用方向性矽鋼片,不過若是考慮經濟價值的部份,可能就僅剩一種。在性能上適合方向性矽鋼片的馬達,分別為串激馬達的定子部份,但由於只有定子部份,且串激馬達的效率及單價都不好,在串激馬達上使用提高效益的材料,經濟價值就不太划算了。第二種適合的馬達,為蔽極馬達的定子部份,其經濟效益也如同串激馬達一樣不好。而最適合的選擇,是Poki-Poki 馬達,方向性矽鋼片的優點,完全符合Poki-Poki馬達追求最高效率的目標。不過,正如同之前提到的方向性矽鋼片,其實已經不在馬達業中的目光當中,因此也無人採用,十分可惜。

重點整理:
學馬達,要謹記所有的可能性,也許都有意外的發展。

#可擔任業界顧問、講師

#個人經營歡迎贊助

馬達製造的專家-路昌工業

電動生活體驗-哿暢機電

電機產業的專業代工生產廠-富竹企業社

馬達技術傳承計畫

想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!
我把所有的知識都放在那裡了。

留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
馬達技術傳承計畫
288會員
283內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
2024/07/31
無論是何種線圈加工,後續仍有組裝及接線的工作得處理,然電子線相比於空心線圈會多了一個絕緣塑膠架部分,反而增加了些許不確定要素,因此特別提出討論說明。 由下圖所示,可知單一的電子線圈製作完成後,還須放置於對應的機構尺寸當中,經過多次組工序後才是完成品;倘若個別塑膠有產生了尺寸的變化,就有可能導致電子
Thumbnail
2024/07/31
無論是何種線圈加工,後續仍有組裝及接線的工作得處理,然電子線相比於空心線圈會多了一個絕緣塑膠架部分,反而增加了些許不確定要素,因此特別提出討論說明。 由下圖所示,可知單一的電子線圈製作完成後,還須放置於對應的機構尺寸當中,經過多次組工序後才是完成品;倘若個別塑膠有產生了尺寸的變化,就有可能導致電子
Thumbnail
2024/07/29
內轉子馬達的定子繞線加工,雖以馬達設計觀點理當如出一轍,皆屬槽開口向內之定子設計;然就馬達製造領域而言,卻還得再進一步分類。首先是集中繞與分佈繞的繞法差異,會將對應的馬達生產機台分為針嘴式與入線式兩種類型,本文將以集中繞針嘴式無刷馬達製造工藝介紹說明為主。 以針嘴式稱呼此馬達製程,顧名思義就是在定
Thumbnail
2024/07/29
內轉子馬達的定子繞線加工,雖以馬達設計觀點理當如出一轍,皆屬槽開口向內之定子設計;然就馬達製造領域而言,卻還得再進一步分類。首先是集中繞與分佈繞的繞法差異,會將對應的馬達生產機台分為針嘴式與入線式兩種類型,本文將以集中繞針嘴式無刷馬達製造工藝介紹說明為主。 以針嘴式稱呼此馬達製程,顧名思義就是在定
Thumbnail
2024/07/23
上期有介紹過,內繞式定子加工的生產設備有分為兩種型態,分別為針嘴式與入線式;主要的差異在於馬達繞線設計上是採用集中繞或分佈繞,可參考下圖說明,集中繞就是線圈僅繞於矽鋼片上的單一齒,而分佈繞則會跨越多齒進行遶線。傳統的感應馬達以及永磁無刷馬達大多使用分佈繞的設計,新式的無刷馬則改為採用為集中繞居多,除
Thumbnail
2024/07/23
上期有介紹過,內繞式定子加工的生產設備有分為兩種型態,分別為針嘴式與入線式;主要的差異在於馬達繞線設計上是採用集中繞或分佈繞,可參考下圖說明,集中繞就是線圈僅繞於矽鋼片上的單一齒,而分佈繞則會跨越多齒進行遶線。傳統的感應馬達以及永磁無刷馬達大多使用分佈繞的設計,新式的無刷馬則改為採用為集中繞居多,除
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
每年4月、5月都是最多稅要繳的月份,當然大部份的人都是有機會繳到「綜合所得稅」,只是相當相當多人還不知道,原來繳給政府的稅!可以透過一些有活動的銀行信用卡或電子支付來繳,從繳費中賺一點點小確幸!就是賺個1%~2%大家也是很開心的,因為你們把沒回饋變成有回饋,就是用卡的最高境界 所得稅線上申報
Thumbnail
每年4月、5月都是最多稅要繳的月份,當然大部份的人都是有機會繳到「綜合所得稅」,只是相當相當多人還不知道,原來繳給政府的稅!可以透過一些有活動的銀行信用卡或電子支付來繳,從繳費中賺一點點小確幸!就是賺個1%~2%大家也是很開心的,因為你們把沒回饋變成有回饋,就是用卡的最高境界 所得稅線上申報
Thumbnail
全球科技產業的焦點,AKA 全村的希望 NVIDIA,於五月底正式發布了他們在今年 2025 第一季的財報 (輝達內部財務年度為 2026 Q1,實際日曆期間為今年二到四月),交出了打敗了市場預期的成績單。然而,在銷售持續高速成長的同時,川普政府加大對於中國的晶片管制......
Thumbnail
全球科技產業的焦點,AKA 全村的希望 NVIDIA,於五月底正式發布了他們在今年 2025 第一季的財報 (輝達內部財務年度為 2026 Q1,實際日曆期間為今年二到四月),交出了打敗了市場預期的成績單。然而,在銷售持續高速成長的同時,川普政府加大對於中國的晶片管制......
Thumbnail
本文將介紹感應馬達生產的製程,但由於各家的馬達細節設計會有所不同,在此是以最基本的生產模式為主。感應馬達主要的特徵就是轉子採用導電材料,以利感應磁場的生產,目前普遍採用鋁轉子的工藝,少數針對高效率的感應馬達,會使用銅轉子的技術。 下圖為感應馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工
Thumbnail
本文將介紹感應馬達生產的製程,但由於各家的馬達細節設計會有所不同,在此是以最基本的生產模式為主。感應馬達主要的特徵就是轉子採用導電材料,以利感應磁場的生產,目前普遍採用鋁轉子的工藝,少數針對高效率的感應馬達,會使用銅轉子的技術。 下圖為感應馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工
Thumbnail
本文將介紹直流馬達的生產製程,同樣是使用磁鐵的馬達類型,直流馬達則是將磁鐵部份作為定子,漆包線圈作為轉子,與永磁馬達結構完全顛倒。並且使用了機械式的換相機構,因此在生產工序上更為複雜;但得利於發展時期較早,自動化程度反而更高。 下圖為直流馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工序
Thumbnail
本文將介紹直流馬達的生產製程,同樣是使用磁鐵的馬達類型,直流馬達則是將磁鐵部份作為定子,漆包線圈作為轉子,與永磁馬達結構完全顛倒。並且使用了機械式的換相機構,因此在生產工序上更為複雜;但得利於發展時期較早,自動化程度反而更高。 下圖為直流馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工序
Thumbnail
本文將介紹永磁馬達生產的製程,但由於各家的馬達細節設計會有所不同,在此是以最基本的生產模式為主。 下圖為永磁馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工序,藍色則為檢測工序,最終馬達產出為綠色框。 首先針對黑色匡,馬達材料的部份進行說明: 1. 矽鋼片:為馬達磁力載體,會分為定子及轉
Thumbnail
本文將介紹永磁馬達生產的製程,但由於各家的馬達細節設計會有所不同,在此是以最基本的生產模式為主。 下圖為永磁馬達的生產製程,其中黑色框的部份為材料,橘色框的部份為生產工序,藍色則為檢測工序,最終馬達產出為綠色框。 首先針對黑色匡,馬達材料的部份進行說明: 1. 矽鋼片:為馬達磁力載體,會分為定子及轉
Thumbnail
本文要討論方向性矽鋼片(Grain-oriented Electrical Steel),也有人稱為取向矽鋼片。 而這強化的方向,基本上是順者壓延方向,如下圖中的黃色箭頭方向,若磁路順者走,會有提高磁通量及降低鐵損的效果。 重點整理: 學馬達,要謹記所有的可能性,也許都有意外的發展。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文要討論方向性矽鋼片(Grain-oriented Electrical Steel),也有人稱為取向矽鋼片。 而這強化的方向,基本上是順者壓延方向,如下圖中的黃色箭頭方向,若磁路順者走,會有提高磁通量及降低鐵損的效果。 重點整理: 學馬達,要謹記所有的可能性,也許都有意外的發展。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文討論如何增加馬達效率。 因此也可以判斷,銅馬達的銅損比例較高,而鐵馬達則是的鐵損比例會拉高。若查閱馬達常用的導磁材料"矽鋼片",可以發現鐵損的標示上是以W/KG表示,其中的KG是重量單位,這就是告知鐵損與矽鋼片重量有關係。因此鐵馬達使用較大的矽鋼片尺寸,也代表矽鋼片重量較重,則鐵損較多。
Thumbnail
本文討論如何增加馬達效率。 因此也可以判斷,銅馬達的銅損比例較高,而鐵馬達則是的鐵損比例會拉高。若查閱馬達常用的導磁材料"矽鋼片",可以發現鐵損的標示上是以W/KG表示,其中的KG是重量單位,這就是告知鐵損與矽鋼片重量有關係。因此鐵馬達使用較大的矽鋼片尺寸,也代表矽鋼片重量較重,則鐵損較多。
Thumbnail
本文來介紹矽鋼片堆疊固定的方式。目前有三種模式,焊接、鉚接、鉚點、自黏,將各別說明。 鉚點: 為目前的主流,但因一個鉚點大約可以承載1公斤的重量,對大型馬達而言,連結強度不足;拿取時最好從下方抱起,不然偶爾會遇到矽鋼片分離的情況。 重點整理: 製程工藝能優化產品特性的例子,或是說,僅是恢復正常?
Thumbnail
本文來介紹矽鋼片堆疊固定的方式。目前有三種模式,焊接、鉚接、鉚點、自黏,將各別說明。 鉚點: 為目前的主流,但因一個鉚點大約可以承載1公斤的重量,對大型馬達而言,連結強度不足;拿取時最好從下方抱起,不然偶爾會遇到矽鋼片分離的情況。 重點整理: 製程工藝能優化產品特性的例子,或是說,僅是恢復正常?
Thumbnail
矽鋼片主要用於馬達或變壓器產品當中,作為傳導磁力的介質。 由上述可知,我們條列式的描述矽鋼片在馬達當中的幾項特徵: 1. 高磁通量 2. 軟磁 3. 低磁滯損 4. 依厚度調整渦流損 重點整理: 矽鋼片已成為馬達發展的瓶頸了。 馬達顧問服務
Thumbnail
矽鋼片主要用於馬達或變壓器產品當中,作為傳導磁力的介質。 由上述可知,我們條列式的描述矽鋼片在馬達當中的幾項特徵: 1. 高磁通量 2. 軟磁 3. 低磁滯損 4. 依厚度調整渦流損 重點整理: 矽鋼片已成為馬達發展的瓶頸了。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文延續上一篇中的鐵損(Core Loss)進行說明。 由於多了磁通方向的厚度d,這項參數,使得降低渦流損的手段多了一種。目前標準矽鋼片的厚度為0.5mm,但已經逐漸往0.35、0.25、0.2及0.1mm發展,就是為了能降低渦流損值。 重點整理: 高轉速、高磁極數的馬達,鐵損要特別注意。
Thumbnail
本文延續上一篇中的鐵損(Core Loss)進行說明。 由於多了磁通方向的厚度d,這項參數,使得降低渦流損的手段多了一種。目前標準矽鋼片的厚度為0.5mm,但已經逐漸往0.35、0.25、0.2及0.1mm發展,就是為了能降低渦流損值。 重點整理: 高轉速、高磁極數的馬達,鐵損要特別注意。
Thumbnail
本文將針對馬達中的鐵損(Core Loss)進行說明。 將磁滯損以數學方程式表示,其中Ph為磁滯損、 kh為導磁材料磁能性質參數、 f為磁場變換頻率、Bm 為導磁材料磁通密度。 這也就是為何轉速越快的馬達,對於矽鋼片的品質要求就越高,因鐵損會隨著馬達轉速增加而變大。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文將針對馬達中的鐵損(Core Loss)進行說明。 將磁滯損以數學方程式表示,其中Ph為磁滯損、 kh為導磁材料磁能性質參數、 f為磁場變換頻率、Bm 為導磁材料磁通密度。 這也就是為何轉速越快的馬達,對於矽鋼片的品質要求就越高,因鐵損會隨著馬達轉速增加而變大。 馬達顧問服務
Thumbnail
雖然在之前的名詞介紹中,提到軛部的設計較為簡單,但世面上仍有許多忽略軛部設計的馬達,因此特別來說明解釋一下。 若設計磁通密度超過矽鋼片可容納的量,則會產生漏磁現象。在現實世界中的表現,就是馬達外殼處會有磁吸力。則馬達真的運轉時,會有電磁波外洩,且殼件上會有渦流損,造成額外的熱反應。 馬達顧問服務
Thumbnail
雖然在之前的名詞介紹中,提到軛部的設計較為簡單,但世面上仍有許多忽略軛部設計的馬達,因此特別來說明解釋一下。 若設計磁通密度超過矽鋼片可容納的量,則會產生漏磁現象。在現實世界中的表現,就是馬達外殼處會有磁吸力。則馬達真的運轉時,會有電磁波外洩,且殼件上會有渦流損,造成額外的熱反應。 馬達顧問服務
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News