RS66670B1

RS66670B1 - Električni čelični lim, laminirano jezgro i rotaciona električna mašina

Info

Publication number: RS66670B1
Application number: RS20250297A
Authority: RS
Inventors: Shinsuke TAKATANI; Kazutoshi Takeda; Ichiro Tanaka
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2025-05-30
Also published as: CN115398568B; KR102493101B1; EP4170690A1; US20230113264A1; TW202203262A; MX2022012029A; EP4170690B1; KR20220140636A; CN115398568A; PL4170690T3; JP7095819B2; WO2021256532A1; JPWO2021256532A1; US12057248B2; BR112022019592A2; EP4456093A2; TWI792355B; EP4170690A4; EP4456093A3; CA3171849A1

Description

Opis

[Oblast pronalaska]

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na električni čelični lim, laminirano jezgro i rotacionu električnu mašinu. Zahteva se prioritet u odnosu na japansku patentnu prijavu br. 2020-104232, podnetu 17. juna 2020. godine.

[Stanje tehnike]

[0002] Kao jezgro (gvozdeno jezgro) koje se koristi u rotacionoj električnoj mašini, poznato je laminirano jezgro u kome je više električnih čeličnih limova međusobno povezano i laminirano. Zaptivanje i zavarivanje su poznati kao postupci međusobnog spajanja električnih čeličnih limova. Međutim, kod zaptivanja i zavarivanja, magnetna svojstva limova od električnog čelika mogu se pogoršati usled mehaničkog naprezanja i toplotnog naprezanja tokom obrade, kao i što može doći do kratkog spoja između slojeva, a performanse laminiranog jezgra mogu se pogoršati.

[0003] Kao postupak vezivanja koji nije zaptivanje i zavarivanje, na primer, poznat je postupak laminiranja električnih čeličnih limova koji imaju izolacioni premaz koji ima sposobnost prianjanja/lepljenja (adhezivnu sposobnost) na površini i koji ih prijanja jedan za drugi. Patentni dokumenti 1 i 2 stavljaju na uvid javnosti električne čelične limove u kojima se kontroliše vršna temperatura logaritamskog dekrementa filma. Patentni dokument 3 stavlja na uvid javnosti laminatni električni čelični lim u kome se kontroliše maksimalna vrednost logaritamskog dekrementa sloja adheziva (izolacionog premaza).

[0004] Patentni dokument 4 stavlja na uvid javnosti kompoziciju za adhezioni sloj koji se koristi za dobijanje višeslojnog čeličnog lima za površinsku obradu u kome je sloj adhezije formiran na najmanje jednoj površini čeličnog lima, i gornji sloj i/ili međusloj koji ima strukturu i koji sadrži pigment protiv rđe i/ili obojeni pigment se formira na sloju adhezije; kompozicija koja uključuje katjonsku uretansku smolu i silicijumsko jedinjenje u vodenom medijumu, i odnos između temperature na kojoj logaritamski dekrement za smešu katjonske uretanske smole i silicijumskog jedinjenja u postupku slobodnih prigušenih vibracija tipa klatna sa krutim telom prikazuje maksimalnu vrednost i temperaturu na kojoj logaritamski dekrement samo za katjonsku uretansku smolu u postupku slobodnih prigušenih vibracija tipa klatna sa krutim telom pokazuje maksimalnu vrednost u rasponu od 1,2 do 3,0.

[0005] Patentni dokument 5 stavlja na uvid javnosti ravno valjani magnetni čelični lim ili traku čija je površina obložena za vezivanje zagrevanjem i pod pritiskom, a taj ravno valjani magnetni čelični lim ili traka, čak i pri tankom premazu, dozvoljava lepljenje preko cele površine čeličnog lima i smanjuje smanjenje čvrstoće vezivanja. Konkretno, ravno valjani magnetni čelični lim ili traka čija je površina presvučena radi lepljenja, koji obuhvata ravno valjani magnetni čelični lim ili traku i, na površini postavljen, izolacioni film koji pokazuje sposobnost vezivanja pri primeni toplote i pritiska, naznačen time što se izolacioni film sastoji od smeše epoksidne smole sa temperaturom staklastog prelaza od 80 do 150°C (Tg) ili njegov proizvod modifikacije i sredstvo za učvršćivanje epoksidne smole gde je raspršen polimer u obliku čestica prečnika čestica od 0,01 do 0,5 µm. Ravno valjani magnetni čelični lim ili traka čija je površina obložena radi lepljenja je dalje naznačena time što je Tg polimera u obliku čestica u rasponu od 10 do 80°C, a još dalje time što je polimer u obliku čestica akrilna smola.

[Lista referenci]

[Patentni dokument]

[0006]

[Patentni dokument 1]

Japanska neispitana patentna prijava, prva publikacija br.2000-173816

[Patentni dokument 2]

Japanski patent br.6037055

[Patentni dokument 3]

Japanski patent br.6086098

[Patentni dokument 4]

US 2012/190790 A1

[Patentni dokument 5]

WO 2004/070080 A1

[Suština pronalaska]

[Problemi koje treba rešiti pronalaskom]

[0007] Poslednjih godina bilo je potrebno dalje poboljšanje efikasnosti motora, a potrebno dalje poboljšanje performansi jezgra. Zbog toga je važno dodatno poboljšati performanse električnih čeličnih limova koji imaju izolacioni premaz koji ima sposobnost lepljenja.

[0008] Cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi električni čelični lim koji omogućava proizvodnju laminiranog jezgra sa poboljšanim performansama jezgra u jednom ili više od obradivosti tokom probijanja električnih čeličnih limova, preciznosti laminacije, smanjenja buke minimiziranjem neravnomernog očvršćavanja i postizanjem faktora laminacije i čvrstoće adheziva, i laminiranog jezgra koje koristi električni čelični lim i rotacione električne mašine.

[Načini rešavanja problema]

[0009] Predmetni pronalazak je definisan u patentnom zahtevu 1 i ima sledeću konfiguraciju:

1. Električni čelični lim u kome je najmanje deo jedne ili obe površine osnovnog čeličnog lima obložen izolacionim premazom koji ima sposobnost lepljenja,

pri čemu je razlika između vršne temperature logaritamskog dekrementa izolacionog premaza i temperature početka očvršćavanja manja od 80°C, a razlika između logaritamskog dekrementa vršne temperature i logaritamskog dekrementa temperature početka očvršćavanja je 0,1 ili više,

pri čemu kriva temperatura - logaritamski dekrement dobijena u testu krutog klatna ima singularnu tačku, definisanu kao prevojna tačka, u kojoj apsolutna vrednost nagiba opada prema nuli, a zatim ponovo raste u oblasti opadanja nakon vršne temperature, a temperatura koja odgovara prevojnoj tački u oblasti opadanja nakon vršne temperature je definisana kao temperatura početka očvršćavanja u ovoj krivoj temperatura - logaritamski dekrement.

[0010] Dalja tehnička rešenja su definisana u zavisnim patentnim zahtevima, koji su navedeni na sledeći način:

[2] Električni čelični lim prema [1].

pri čemu je logaritamski dekrement izolacionog premaza u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C 0,3 ili manji

[3] Električni čelični lim prema [1] ili [2],

pri čemu je logaritamski dekrement izolacionog premaza u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C 0,9 ili manji.

[4] Laminirano jezgro u kome je više limova od električnog čelika prema bilo kom od [1] do [3] laminirano i prilepljeno jedan za drugi.

[5] Rotaciona električna mašina koja uključuje laminirano jezgro prema [4].

[Efekti pronalaska]

[0011] Cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi električni čelični lim koji omogućava proizvodnju laminiranog jezgra sa poboljšanim performansama jezgra u jednom ili više od poboljšanja obradivosti tokom probijanja električnog čeličnog lima i tačnosti laminacije, smanjenja buke minimiziranjem neravnomernog očvršćavanja i postizanje i faktora laminacije i čvrstoće lepljenja, i laminiranog jezgra koje koristi električni čelični lim, i rotacione električne mašine.

[Kratak opis crteža]

[0012]

Slika 1 je pogled na poprečni presek rotacione električne mašine koja uključuje laminirano jezgro u skladu sa prvim tehničkim rešenjem predmetnog pronalaska.

Slika 2 je pogled sa strane na laminirano jezgro.

Slika 3 je poprečni presek napravljen duž linije A-A na Sl.2.

Slika 4 je pogled na materijal koji formira laminirano jezgro.

Slika 5 je poprečni presek napravljen duž linije B-B na Sl.4.

Slika 6 je uvećani prikaz dela C na Sl.5.

Slika 7 je pogled sa strane na proizvodni uređaj koji se koristi za proizvodnju laminiranog jezgra.

Slika 8 je dijagram koji prikazuje krivu temperatura - logaritamski dekrement izmerenu za izolacioni premaz iz Primera 1.

[Tehničko rešenje(a) za implementaciju pronalaska]

[0013] U daljem tekstu, laminirano jezgro u skladu sa jednim tehničkim rešenjem predmetnog pronalaska, rotaciona električna mašina koja uključuje laminirano jezgro i materijal koji formira laminirano jezgro biće opisani sa pozivanjem na crteže. Ovde, u predmetnom tehničkom rešenju, biće opisan kao primer rotaciona električna mašina, elektromotor, konkretno, AC elektromotor, tačnije, sinhroni elektromotor, i još preciznije, elektromotor tipa sa trajnim magnetom. Ovaj tip elektromotora je pogodan za, na primer, električni automobil.

(Rotaciona električna mašina 10)

[0014] Kao što je prikazano na Sl.1, rotaciona električna mašina 10 uključuje stator 20, rotor 30, kućište 50 i rotirajuće vratilo 60. Stator 20 i rotor 30 su smešteni u kućištu 50. Stator 20 je fiksiran u kućištu 50.

[0015] U ovom tehničkom rešenju, kao rotaciona električna mašina 10, koristi se mašina tipa unutrašnjeg rotora u kojoj je rotor 30 postavljen unutar statora 20 u radijalnom pravcu. Međutim, kao rotaciona električna mašina 10, može se koristiti mašina tipa spoljašnjeg rotora u kojoj je rotor 30 postavljen izvan statora 20. Pored toga, u predmetnom tehničkom rešenju, rotaciona električna mašina 10 je 12-polni i 18-slotni trofazni motor naizmenične struje. Međutim, broj polova, broj slotova, broj faza i slično može se na odgovarajući način promeniti.

[0016] Rotaciona električna mašina 10 može da se okreće brzinom rotacije od 1000 o/min primenom, na primer, pobudne struje koja ima efektivnu vrednost od 10 A i frekvenciju od 100 Hz na svaku fazu.

[0017] Stator 20 uključuje adhezivno laminirano jezgro 21 za statora (u daljem tekstu jezgro statora) i kalem (nije prikazan).

[0018] Jezgro 21 statora uključuje zadnji deo 22 kružnog jezgra i više zupčastih delova 23. U nastavku, pravac centralne ose O jezgra 21 statora (ili zadnji deo 22 jezgra) će se nazvati aksijalnim pravcem, a radijalni pravac (pravac ortogonalan na centralnu osu O) jezgra 21 statora (ili zadnjeg dela 22 jezgra) će se nazvati radijalnim pravcem, a obodni pravac (pravac oko centralne ose O) jezgra 21 statora (ili zadnjeg dela 22 jezgra) će se nazvati obodnim pravcem.

[0019] Zadnji deo 22 jezgra je formiran u obliku prstena u planskom prikazu statora 20 kada se gleda iz aksijalnog pravca.

[0020] Veći broj zupčastih delova 23 štrči iz unutrašnje periferije zadnjeg dela 22 jezgra u radijalnom pravcu prema unutra (prema središnjoj osi O zadnjeg dela 22 jezgra u radijalnom pravcu). Veći broj zupčastih delova 23 je raspoređeno u jednakim ugaonim intervalima u obodnom pravcu. U ovom tehničkom rešenju, 18 zupčastih delova 23 je obezbeđeno na svakih 20 stepeni u centralnim uglovima centriranim na centralnu osu O. Veći broj zupčastih delova 23 je formirano tako da imaju isti oblik i istu veličinu. Zbog toga, veći broj zupčastih delova 23 ima istu debljinu.

[0021] Kalem je namotan oko zupčastih delova 23. Kalem može biti centralizovani ili distribuirani kalem.

[0022] Rotor 30 je raspoređen unutar statora 20 (jezgro 21 statora) u radijalnom pravcu. Rotor 30 uključuje jezgro 31 rotora i veći broj trajnih magneta 32.

[0023] Jezgro 31 rotora je formirano u kružnom (prstenastom) obliku i raspoređeno koaksijalno sa statorom 20. Rotirajuće vratilo 60 je postavljeno u jezgru 31 rotora. Rotirajuće vratilo 60 je pričvršćeno za jezgro 31 rotora.

[0024] Veći broj trajnih magneta 32 je fiksirano na jezgro 31 rotora. U ovom tehničkom rešenju, par trajnih magneta 32 formira jedan magnetni pol. Veći broj setova trajnih magneta 32 je raspoređeno u jednakim ugaonim intervalima po obodnom pravcu. U ovom tehničkom rešenju, 12 kompleta (ukupno 24) trajnih magneta 32 je obezbeđeno na svakih 30 stepeni u centralnim uglovima centriranim na centralnu osu O.

[0025] U ovom tehničkom rešenju, motor sa ugrađenim magnetom se koristi kao elektromotor tipa s trajnim magnetima. U jezgru 31 rotora formiran je veći broj prolaznih rupa 33 koje prodiru u jezgro 31 rotora u aksijalnom pravcu. Veći broj prolaznih rupa 33 je predviđen tako da odgovara rasporedu većeg broja trajnih magneta 32. Trajni magneti 32 koji su raspoređeni u odgovarajućim prolaznim rupama 33 su fiksirani za jezgro 31 rotora. Fiksiranje svakog trajnog magneta 32 za jezgro 31 rotora može se realizovati, na primer, lepljenjem spoljne površine trajnog magneta 32 i unutrašnje površine prolaznog otvora 33 adhezivom. Ovde, kao elektromotor tipa s trajnim magnetima, može se koristiti motor tipa sa površinskim magnetom umesto tipa sa ugrađenim magnetom.

[0026] I jezgro 21 statora i jezgro 31 rotora su laminirana jezgra. Na primer, kao što je prikazano na Sl. 2, jezgro 21 statora je formirano laminacijom većeg broja električnih čeličnih limova 40 u pravcu laminacije.

[0027] Ovde je debljina laminacije (ukupna dužina duž centralne ose O) svakog od jezgra 21 statora i jezgra 31 rotora, na primer, 50,0 mm. Spoljni prečnik jezgra 21 statora je, na primer, 250,0 mm. Unutrašnji prečnik jezgra 21 statora je, na primer, 165,0 mm. Spoljni prečnik jezgra 31 rotora je, na primer, 163,0 mm. Unutrašnji prečnik jezgra 31 rotora je, na primer, 30,0 mm. Međutim, ove vrednosti su primeri, a debljina laminacije, spoljni prečnik i unutrašnji prečnik jezgra 21 statora, i debljina laminacije, spoljašnji prečnik i unutrašnji prečnik jezgra 31 rotora nisu ograničeni na ove vrednosti. Ovde se unutrašnji prečnik jezgra 21 statora zasniva na vrhu dela zupčastih delova 23 u jezgru 21 statora. Odnosno, unutrašnji prečnik jezgra 21 statora je prečnik zamišljenog kruga upisanog u delove vrha svih zupčastih delova 23.

[0028] Svaki električni čelični lim 40 koji formira jezgro 21 statora i jezgro 31 rotora formira se, na primer, probijanjem materijala 1 kao što je prikazano na Sl.4 do Sl.6. Materijal 1 je čelični lim (električni čelični lim) koji je osnova električnog čeličnog lima 40. Kao materijal 1, na primer, mogu biti prikazani čelični lim u obliku trake i rezani lim.

[0029] Iako je opis laminiranog jezgra u toku, materijal 1 će biti opisan u nastavku. Ovde, u ovoj specifikaciji, čelični lim u obliku trake koji je osnova električnog čeličnog lima 40 može se nazvati materijalom 1. Čelični lim koji ima oblik koji se koristi za laminirano jezgro dobijeno probijanjem materijala 1 može se nazvati električnim čeličnim limom 40.

(Materijal 1)

[0030] Na primer, obrađuje se materijal 1 koji je namotan oko kotura 1A prikazanog na Sl. 7. U ovom tehničkom rešenju, neorijentisani električni čelični lim se koristi kao materijal 1. Kao neorijentisani električni čelični lim, može se koristiti neorijentisana električna čelična traka prema JIS C 2552: 2014. Međutim, kao materijal 1, može se koristiti zrnasto orijentisani električni čelični lim umesto neorijentisanog električnog čeličnog lima. Kao zrnasto orijentisan čelični lim u ovom slučaju, može se koristiti zrnasto orijentisana električna čelična traka prema JIS C 2553: 2019. Pored toga, može se koristiti neorijentisana tanka traka od električnog čelika ili tanka traka od električnog čelika zrnasto orijentisana prema JIS C 2558: 2015.

[0031] Gornje i donje granične vrednosti prosečne debljine t0 lima materijala 1 se postavljaju, na primer, na sledeći način, imajući u vidu slučaj u kome se materijal 1 koristi za električni čelični lim 40.

[0032] Kako materijal 1 postaje tanji, cena proizvodnje materijala 1 se povećava. Prema tome, imajući u vidu troškove proizvodnje, donja granična vrednost prosečne debljine t0 lima materijala 1 je 0,10 mm, poželjno 0,15 mm, a poželjnije 0,18 mm.

[0033] S druge strane, kada je materijal 1 suviše debeo, cena proizvodnje je povoljna, ali kada se materijal 1 koristi za električni čelični lim 40, gubici vrtložne struje se povećavaju i gubici gvožđa u jezgru se pogoršavaju. Stoga, imajući u vidu gubitak gvožđa u jezgru i troškove proizvodnje, gornja granična vrednost prosečne debljine t0 lima materijala 1 je 0,65 mm, poželjno 0,35 mm, a poželjnije 0,30 mm.

[0034] 0.20 mm se može navesti kao vrednost koja ispunjava gornji raspon prosečne debljine t0 lima materijala 1.

[0035] Ovde prosečna debljina t0 lima materijala 1 uključuje ne samo debljinu osnovnog čeličnog lima 2 koja će biti opisana u nastavku, već i debljinu izolacionog premaza 3. Pored toga, postupak merenja prosečne debljine t0 lima materijala 1 je, na primer, sledeći postupak merenja. Na primer, kada je materijal 1 namotan u obliku kotura 1A, najmanje deo materijala 1 se odmotava u oblik ravnog lima. U materijalu 1 odmotanom u oblik ravnog lima, bira se unapred određena pozicija (na primer, pozicija odvojena od ivice materijala 1 u uzdužnom pravcu za 10% ukupne dužine materijala 1) na materijalu 1 u uzdužnom pravcu. Na izabranoj poziciji, materijal 1 je podeljen na pet oblasti u pravcu širine. Na četiri lokacije koje su granice ovih pet oblasti, meri se debljina lima materijala 1. Prosečna vrednost debljine lima na četiri lokacije može se postaviti kao prosečna debljina t0 lima materijala 1.

[0036] Gornje i donje granične vrednosti prosečne debljine t0 lima materijala 1 mogu se prirodno koristiti kao gornje i donje granične vrednosti prosečne debljine t0 lima električnog čeličnog lima 40. Ovde je postupak merenja prosečne debljine t0 lima električnog čeličnog lima 40, na primer, sledeći postupak merenja. Na primer, debljina laminacije laminiranog jezgra se meri na četiri lokacije (to jest, svakih 90 stepeni oko centralne ose Oj u jednakim intervalima u obodnom pravcu. Svaka od izmerenih debljina laminacije na četiri lokacije podeljena je brojem laminiranih limova od električnog čeličnog lima 40 da bi se izračunala debljina lima po listu. Prosečna vrednost debljina lima na četiri lokacije može se postaviti kao prosečna debljina t0 lima električno čeličnog lima 40.

[0037] Kao što je prikazano na Sl.5 i Sl.6, materijal 1 uključuje osnovni čelični lim 2 i izolacioni premaz 3. U materijalu 1, obe površine osnovnog čeličnog lima u obliku trake 2 su prekrivene izolacionim premazom 3. U ovom tehničkom rešenju, najveći deo materijala 1 je formiran od osnovnog čeličnog lima 2, a izolacioni premaz 3 tanji od osnovnog čeličnog lima 2 je laminiran na površinu osnovnog čeličnog lima 2.

[0038] Hemijski sastav osnovnog čeličnog lima 2 uključuje 2,5% do 4,5% Si u mas%, kao što je prikazano u daljem tekstu u jedinicama mas%. Ovde, kada je hemijski sastav unutar gornjeg raspona, čvrstoća razvlačenja materijala 1 (električnog čeličnog lima 40) može se podesiti na, na primer, 380 MPa ili više i 540 MPa ili manje.

Si: 2,5% do 4,5%

Al: 0,001% do 3,0%

Mn: 0,05% do 5,0%

Ostatak: Fe i nečistoće

[0039] Kada se materijal 1 koristi za električni čelični lim 40, izolacioni premaz 3 pokazuje izolacione performanse između električnih čeličnih limova 40 koji su jedan uz drugi u pravcu laminacije. Pored toga, u predmetnom tehničkom rešenju, izolacioni premaz 3 ima sposobnost lepljenja i prijanja limove od električnog čelika 40 jedan uz drugi u pravcu laminacije. Izolacioni premaz 3 može imati jednoslojnu ili višeslojnu strukturu. Tačnije, na primer, izolacioni premaz 3 može imati jednoslojnu strukturu koja ima i izolacione performanse i sposobnost lepljenja, ili može imati višeslojnu strukturu uključujući osnovni izolacioni premaz koji ima izuzetne izolacione performanse i gornji izolacioni premaz koji ima izuzetne performanse lepljenja.

[0040] Da li izolacioni premaz 3 ima sposobnost lepljenja može se potvrditi, na primer, sledećim postupkom. Dva pravougaona električna čelična lima širine 30 mm i dužine 60 mm su isečena iz električnog čeličnog lima 40, i delovi vrha koji imaju širinu od 30 mm i dužinu od 10 mm su napravljeni da se preklapaju jedan sa drugim i prilepljeni na temperaturi čeličnog lima od 180°C, pri pritisku od 10 MPa za vreme presovanja od 1 sata da bi se dobio uzorak. Zatim se meri zatezna čvrstoća na smicanje uzorka na atmosferskoj temperaturi od 25°C i brzini zatezanja od 3 mm/min, a numerička vrednost podeljena sa površinom adhezije se postavlja kao čvrstoća lepljenja (MPa).

Ako je dobijena čvrstoća lepljenja 2,5 MPa ili viša, može se utvrditi da izolacioni premaz 3 ima sposobnost lepljenja.

[0041] U ovom tehničkom rešenju, izolacioni premaz 3 u potpunosti pokriva obe površine osnovnog čeličnog lima 2 bez praznina. Međutim, sve dok su gore navedene performanse izolacije i sposobnost lepljenja obezbeđene, deo sloja izolacionog premaza 3 ne mora da pokriva obe površine osnovnog čeličnog lima 2 bez razmaka. Drugim rečima, deo sloja izolacionog premaza 3 može se povremeno naneti na površinu osnovnog čeličnog lima 2. Međutim, da bi se obezbedile performanse izolacije, obe površine osnovnog čeličnog lima 2 moraju biti prekrivene izolacionim premazom 3 tako da nijedna površina nije izložena. Konkretno, kada izolacioni premaz 3 nema osnovni izolacioni premaz sa izuzetnim performansama izolacije i ima jednoslojnu strukturu koja ima i izolacione performanse i sposobnost lepljenja, izolacioni premaz 3 treba da se formira preko cele površine osnovnog čeličnog lima 2 bez praznina. S druge strane, kada izolacioni premaz 3 ima višeslojnu strukturu sa osnovnim izolacionim premazom koji ima izuzetne izolacione performanse i gornjim izolacionim premazom koji ima izuzetnu sposobnost lepljenja, čak i ako je osnovni izolacioni premaz formiran preko cele površine osnovnog čeličnog lima bez razmaka i gornji izolacioni premaz se povremeno obezbeđuje pored formiranja i donjeg izolacionog premaza i gornjeg izolacionog premaza preko cele površine osnovnog čeličnog lima 2 bez razmaka, moguće je postići i izolacione performanse i sposobnost lepljenja.

[0042] Kompozicija premaza za formiranje donjeg izolacionog premaza nije posebno ograničena, i na primer, može se koristiti opšte sredstvo za tretiranje kao što je sredstvo za tretiranje koji sadrži hromnu kiselinu ili sredstvo za tretiranje koji sadrži fosfate.

[0043] Izolacioni premaz koji ima sposobnost lepljenja formira se nanošenjem kompozicije premaza za električni čelični lim koji je gore opisan na osnovni čelični lim. Izolacioni premaz koji ima sposobnost lepljenja je, na primer, izolacioni premaz koji ima jednoslojnu strukturu koja ima i izolacione performanse i sposobnost lepljenja ili gornji izolacioni premaz obezbeđen na donjem izolacionom premazu. Izolacioni premaz koji ima sposobnost lepljenja je u neočvrslom ili poluočvrslom stanju (B faza) pre zagrevanja i pritiska kada se proizvodi laminirano jezgro, reakcija očvršćavanja se odvija zagrevanjem tokom zagrevanja i pritiska i ispoljava se sposobnost lepljenja.

[0044] Izolacioni premaz 3 povoljno zadovoljava jedan ili više od sledeća tri uslova (1) do (3). Prema pronalasku, najmanje uslov (2) je zadovoljen.

[0045] Uslov (1): logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C je 0,3 ili manji.

[0046] Uslov (2): razlika (T1-T2) između vršne temperature T1 (°C) logaritamskog dekrementa i temperature početka očvršćavanja T2 (°C) je manja od 80°C, a razlika (△1-△2) između logaritamskog dekrementa (△1) vršne temperature i logaritamskog dekrementa (△2) početne temperature očvršćavanja je 0,1 ili viša. Ovde, vršna temperatura T1 odgovara temperaturi prelaza u staklo izolacionog premaza koji ima izuzetnu sposobnost lepljenja i na nju gotovo da ne utiče donji izolacioni premaz čak i u slučaju višeslojne strukture.

[0047] Uslov (3): logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C je 0,9 ili manji.

[0048] Logaritamski dekrement u uslovima (1) do (3) se meri pri brzini porasta temperature od 10°C/sek testom krutog klatna korišćenjem krutog klatna na cilindričnoj ivici u skladu sa ISO 12013-2. Kada se meri logaritamski dekrement, može se proceniti dinamička viskoelastičnost filma. Logaritamski dekrement može se meriti korišćenjem komercijalno dostupnog testera fizičkih svojstava tipa čvrstog klatna, na primer, RPT-3000W (komercijalno dostupan od A&D Co., Ltd.). Raspon merenja temperature logaritamskog dekrementa može se podesiti na odgovarajući način i može biti, na primer, od sobne temperature (25°C) do 300°C.

[0049] U merenju testom krutog klatna, što je veća stopa logaritamske redukcije, to je film mekši. Uslov (1) definiše svojstva u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C koja odgovara staklastom regionu izolacionog premaza 3. „Logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C je 0,3 ili manji“ znači da je logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C uvek 0,3 ili manji. Odnosno, to znači da je maksimalna vrednost △max(1) logaritamskog dekrementa u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C 0,3 ili manja.

[0050] Kada je logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C 0,3 ili manji, promena logaritamskog dekrementa usled porasta temperature u ovom temperaturnom rasponu postaje mala, a malo je verovatno da će doći do lepljivosti usled omekšavanja izolacionog premaza 3. Zbog toga je obradivost tokom probijanja električnog čeličnog lima 40 izuzetna, a tačnost laminacije električnog čeličnog lima 40 je visoka. Pored toga, moguće je smanjiti buku uzrokovanu pogoršanjem preciznosti laminacije električnog čeličnog lima 40 i smanjenjem čvrstoće lepljenja između električnih čeličnih limova.

[0051] Logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C je poželjno 0,25 ili manji, a poželjnije 0,2 ili manji.

[0052] U merenju logaritamskog dekrementa testom krutog klatna, vršna temperatura primećena kada porast temperature iz staklene oblasti odgovara temperaturi staklastog prelaza filma. Uslov (2) definiše svojstva u temperaturnom rasponu od vršne temperature logaritamskog dekrementa do početne temperature očvršćavanja koja odgovara gumenom delu izolacionog premaza 3. Ako je razlika (T1-T2) između vršne temperature logaritamskog dekrementa i temperature početka očvršćavanja manja od 80°C, i razlika (△1-△2) između logaritamskog dekrementa vršne temperature i logaritamskog dekrementa početne temperature očvršćavanja je 0,1 ili viša, brzina očvršćavanja izolacionog premaza 3 tokom zagrevanja i pritiska između električnih čeličnih limova 40 je visoka i malo je verovatno da će doći do neravnomernog očvršćavanja. Zbog toga je malo verovatno da će doći do razlike u snazi prianjanja/lepljenja između većeg broja čeličnih limova, a manje je verovatno da će se pojaviti neujednačena krutost u jezgru, čime se smanjuje buka tokom rada.

[0053] Gornja granična vrednost razlike (T1-T2) je poželjno 75°C, a poželjnije 70°C, tako da je malo verovatno da će doći do neravnomernog očvršćavanja izolacionog premaza 3 i da je efekat smanjenja buke visok. Donja granična vrednost razlike (T1-T2) je poželjno 30°C, a poželjnije 40°C, tako da se lako smanjuje pojava pukotina izolacionog premaza 3 usled brzog očvršćavanja.

[0054] Donja granična vrednost razlike (△1-△2) je poželjno 0,1, a poželjnije 0,2 tako da je malo verovatno da će doći do neravnomernog očvršćavanja izolacionog premaza 3 i da je efekat smanjenja buke visok. Gornja granična vrednost razlike (△1-△2) je poželjno 0,5, a poželjnije 0,4 tako da se pojava pukotina izolacionog premaza 3 lako smanjuje.

[0055] Ovde, u slučaju izolacionog premaza koji pokazuje sposobnost lepljenja u skladu sa očvršćavanjem, u krivoj temperatura - logaritamski dekrement dobijenoj u testu krutog klatna, postoji singularna tačka (prevojna tačka) u kojoj apsolutna vrednost nagiba opada prema nuli, a zatim ponovo raste u oblasti opadanja posle vršne temperature. U predmetnom pronalasku, temperatura koja odgovara prevojnoj tački (tačka u kojoj se logaritamski dekrement brzo smanjuje) u oblasti opadanja nakon vršne temperature u ovoj krivoj temperatura - logaritamski dekrement je definisana kao temperatura početka očvršćavanja T2.

[0056] Donja granična vrednost vršne temperature T1 logaritamskog dekrementa je poželjno 100°C, a poželjnije 110°C. Pored toga, gornja granična vrednost vršne temperature T1 logaritamskog dekrementa je poželjno 140°C, a poželjnije 130°C.

[0057] Donja granična vrednost temperature početka očvršćavanja T2 je poželjno 160°C, a poželjnije 170°C. Pored toga, gornja granična vrednost temperature početka očvršćavanja T2 je poželjno 200°C, a poželjnije 190°C.

[0058] Uslov (3) definiše svojstva u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C koji odgovara oblasti izolacionog premaza 3 nakon početka očvršćavanja. „Logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C je 0,9 ili manji“ znači da je logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C uvek 0,9 ili manji. Odnosno, to znači da je maksimalna vrednost △max(2) logaritamskog dekrementa u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C 0,9 ili manja.

[0059] U temperaturnom rasponu od 200 do 250°C, ako je logaritamski dekrement 0,9 ili manji, izolacioni premaz 3 nakon očvršćavanja je tvrd, a čak i ako je debljina lima izolacionog premaza 3 smanjena, električni čelični limovi 40 prijanjaju jedan za drugi sa visokom čvrstoćom lepljenja. Zbog toga je moguće postići i faktor laminacije jezgra i čvrstoću lepljenja između električnih čeličnih limova 40.

[0060] Logaritamski dekrement u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C je poželjno 0,85 ili manji, a poželjnije 0,80 ili manji.

[0061] Logaritamski dekrement se može kontrolisati prema vrsti kompozicije premaza za električni čelični lim koji se koristi za formiranje izolacionog premaza 3, uslovima pečenja (temperatura, vreme, itd.) za kompoziciju premaza za električni čelični lim na osnovnom čeličnom limu i slično. Na primer, ako je temperatura pečenja viša, logaritamski dekrement ima tendenciju da se smanji. Ako je vreme pečenja duže, logaritamski dekrement ima tendenciju da se smanji.

[0062] Kompozicija premaza za električni čelični lim nije posebno ograničena, a primeri toga uključuju kompoziciju koja sadrži epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje epoksidne smole. To jest, kao izolacioni premaz koji ima sposobnost lepljenja, premaz koji sadrži epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje od epoksidne smole može se dati kao primer.

[0063] Kao epoksidna smola, može se koristiti opšta epoksidna smola, a posebno, svaka epoksidna smola koja ima dve ili više epoksi grupe u jednom molekulu može se koristiti bez posebnih ograničenja. Primeri takvih epoksidnih smola uključuju epoksidne smole tipa bisfenol A, epoksidne smole tipa bisfenol F, epoksidne smole tipa fenol novolak, epoksidne smole tipa krezol novorak, aliciklične epoksidne smole, epoksidne smole tipa glicidil estera, epoksidne smole tipa glicididilamina, epoksidne smole tipa hidatonina, epoksidne smole tipa izocijanurata, epoksidne smole modifikovane akrilnom kiselinom (epoksi akrilat), epoksidne smole koje sadrže fosfor, i njihovi halidi (bromovane epoksidne smole, itd.), aditivi vodonika i slično. Epoksidne smole se mogu koristiti same ili dve ili više njih se mogu koristiti u kombinaciji.

[0064] Kompozicija premaza za električni čelični lim može da sadrži akrilnu smolu.

[0065] Akrilna smola nije posebno ograničena. Primeri monomera koji se koriste za akrilne smole uključuju nezasićene karboksilne kiseline kao što su akrilna kiselina i metakrilna kiselina, i (met)akrilate kao što su metil (met)akrilat, etil (met)akrilat, n-butil (met)akrilat, izobutil (met)akrilat, cikloheksil (met)akrilat, 2-etilheksil (met)akrilat, 2-hidroksietil (met)akrilat i hidroksipropil (met)akrilat. Ovde, (met)akrilat je akrilat ili metakrilat. Akrilne smole se mogu koristiti same ili dve ili više njih se mogu koristiti u kombinaciji.

[0066] Akrilna smola može da ima strukturnu jedinicu izvedenu iz monomera koji nije akrilni monomer. Primeri drugih monomera uključuju etilen, propilen i stiren. Drugi monomeri se mogu koristiti sami ili dva ili više njih mogu se koristiti u kombinaciji.

[0067] Kada se koristi akrilna smola, može se koristiti kao akrilom modifikovana epoksidna smola dobijena kalemljenjem akrilne smole na epoksidnu smolu. U kompoziciji premaza za električni čelični lim, može se nalaziti kao monomer koji formira akrilnu smolu.

[0068] Kao sredstvo za očvršćavanje epoksidne smole, može se koristiti sredstvo tipa toplotnog očvršćavanja koji ima latentnost, a primeri toga uključuju aromatične poliamine, anhidride kiselina, fenolne očvršćivače, dicijandiamide, komplekse bor trifluorid-amina i hidrazide organskih kiselina. Primeri aromatičnih poliamina uključuju m-fenilendiamin, diaminodifenilmetan i diaminodifenil sulfon. Primeri fenolnih sredstava za očvršćavanje uključuju fenol novolak smole, krezol novolak smole, bisfenol novolak smole, triazin-modifikovane fenol novolak smole i fenol rezolne smole. Među njima, kao sredstvo za očvršćavanje epoksidne smole, fenolno sredstvo za očvršćavanje je poželjno, a fenol rezolna smola je poželjnija. Sredstva za očvršćavanje epoksidne smole mogu se koristiti samostalno ili se dva ili više njih mogu koristiti u kombinaciji.

[0069] Sadržaj sredstva za očvršćavanje epoksidne smole u kompoziciji premaza za električni čelični lim u odnosu na 100 delova po masi epoksidne smole je poželjno 5 do 35 delova po masi i još poželjnije 10 do 30 delova po masi.

[0070] Kompozicija premaza za električni čelični lim može da sadrži aditive kao što su akcelerator očvršćavanja (katalizator očvršćavanja), emulgator i sredstvo protiv pene. Aditivi se mogu koristiti sami ili dva ili više njih se mogu koristiti u kombinaciji.

[0071] Izolacioni premaz 3 se može formirati, na primer, nanošenjem kompozicije premaza za električni čelični lim na površinu osnovnog čeličnog lima i izvođenjem sušenja i pečenja.

[0072] Donja granična vrednost dostizanja temperature tokom pečenja je poželjno 120°C, poželjnije 130°C, a još poželjnije 150°C. Gornja granična vrednost dostizanja temperature tokom pečenja je poželjno 200°C, poželjnije 190°C, a još poželjnije 160°C.

[0073] Donja granična vrednost vremena pečenja je poželjno 20 sekundi, a poželjnije 30 sekundi. Gornja granična vrednost vremena pečenja je poželjno 70 sekundi, a poželjnije 60 sekundi.

[0074] Kada je temperatura prelaska u staklo izolacionog premaza 3 podešena kao Tg, temperatura pečenja je poželjno u rasponu od Tg+20°C do Tg+50°C. Kada je temperatura pečenja u rasponu od Tg+20°C do Tg+50°C, logaritamski dekrement izolacionog premaza 3 u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C može biti 0,3 ili manji.

[0075] Brzina porasta temperature tokom pečenja je poželjno 5°C/s do 20°C/s. Kada je brzina porasta temperature od 5°C/s do 20°C/s, logaritamski dekrement izolacionog premaza 3 u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C može biti 0,3 ili manji.

[0076] Gornje i donje granične vrednosti prosečne debljine t1 izolacionog premaza 3 se postavljaju, na primer, na sledeći način, imajući u vidu slučaj u kome se materijal 1 koristi za električni čelični lim 40.

[0077] Kada se materijal 1 koristi za električni čelični lim 40, prosečna debljina t1 izolacionog premaza 3 (debljina po jednoj površini električnog čeličnog lima 40 (materijal 1)) se podešava tako da se izolacioni učinak i sposobnost lepljenja između električnih čeličnih limova 40 laminiranih jedan s drugim mogu osigurati.

[0078] U slučaju da izolacioni premaz 3 ima jednoslojnu strukturu, prosečna debljina t1 izolacionog premaza 3 (debljina po jednoj površini električnog čeličnog lima 40 (materijal 1)) može biti, na primer, 1,5 µm ili veća i 8,0 µm ili manja.

[0079] U slučaju da izolacioni premaz 3 ima višeslojnu strukturu, prosečna debljina donjeg izolacionog premaza može biti, na primer, 0,3 µm ili veća i 1,2 µm, a poželjno je 0,7 µm ili veća i 0,9 µm ili manja. Prosečna debljina gornjeg izolacionog premaza može biti, na primer, 1,5 µm ili veća i 8,0 µm ili manja.

[0080] Ovde je postupak merenja prosečne debljine t1 izolacionog premaza 3 u materijalu 1 isti kao i kod prosečne debljine t0 lima materijala 1, a prosečna debljina se može odrediti dobijanjem debljine izolacionog premaza 3 na više lokacija i usrednjavanjem vrednosti ovih debljina.

[0081] Gornje i donje granične vrednosti prosečne debljine t1 izolacionog premaza 3 u materijalu 1 mogu se prirodno koristiti kao gornje i donje granične vrednosti prosečne debljine t1 izolacionog premaza 3 u električnom čeličnom limu 40. Ovde je postupak merenja prosečne debljine t1 izolacionog premaza 3 električnog čeličnog lima 40, sledeći postupak merenja. Na primer, među veći brojem električnih čeličnih limova koji formiraju laminirano jezgro, izabran je električni čelični lim 40 postavljen na krajnjoj strani u pravcu laminacije (električni čelični lim 40 čija je površina izložena u pravcu laminacije). Na površini izabranog električnog čeličnog lima 40, izabrana je unapred određena pozicija u radijalnom smeru (na primer, pozicija tačno u sredini (centru) između unutrašnje periferne ivice i spoljne periferne ivice električnog čeličnog lima 40). Na izabranoj poziciji, debljina izolacionog premaza 3 električnog čeličnog lima 40 se meri na četiri lokacije (tj. svakih 90 stepeni oko centralne ose O) u jednakim intervalima u obodnom pravcu. Prosečna vrednost izmerenih debljina na četiri lokacije može se postaviti kao prosečna debljina t1 izolacionog premaza 3.

[0082] Ovde je razlog zašto se prosečna debljina t1 izolacionog premaza 3 meri na električnom čeličnom limu 40 postavljenom na krajnjoj strani u pravcu laminacije na ovaj način taj što je izolacioni premaz 3 formiran tako da se debljina izolacionog premaza 3 jedva menja na poziciji laminacije u pravcu laminacije električnog čeličnog lima 40.

[0083] Električni čelični lim 40 se proizvodi prosecanjem materijala 1 kao što je gore opisano, a adhezivno jezgro (jezgro 21 statora i jezgro 31 rotora) se proizvodi pomoću električnog čeličnog lima 40.

(Postupak laminiranja laminiranog jezgra)

[0084] U daljem tekstu će se opis vratiti na laminirano jezgro. Kao što je prikazano na Sl. 3, veći broj električnih čeličnih limova 40 koji formiraju jezgro 21 statora je laminirano putem izolacionog premaza 3.

[0085] Električni čelični limovi 40 koji su susedni jedan drugom u pravcu laminacije lepljeni su preko cele površine izolacionim premazom 3. Drugim rečima, površina električnog čeličnog lima 40 (u daljem tekstu prva površina) okrenuta ka pravcu laminacije je oblast 41a lepljenja preko čitave površine. Međutim, električni čelični limovi 40 susedni jedan uz drugi u pravcu laminacije možda neće biti zalepljeni preko čitave površine. Drugim rečima, na prvoj površini električnog čeličnog lima 40, oblast 41a lepljenja i oblast koja nije lepljena (nije prikazana) mogu da se mešaju.

[0086] U predmetnom tehničkom rešenju, veći broj električnih čeličnih limova koji formiraju jezgro 31 rotora su fiksirani jedan za drugi pomoću zaptivača 42 (utisnog) prikazanog na Sl. 1. Međutim, veći broj električnih čeličnih limova koji formiraju jezgro 31 rotora, takođe, može imati laminiranu strukturu koja je pričvršćena pomoću izolacionog premaza 3 kao kod jezgra 21 statora.

[0087] Pored toga, laminirano jezgro kao što je jezgro 21 statora i jezgro 31 rotora može se formirati takozvanim rotacionim slaganjem.

(Postupak proizvodnje laminiranog jezgra)

[0088] Jezgro 21 statora se proizvodi, na primer, korišćenjem uređaja 100 za proizvodnju prikazanog na Sl.7. U nastavku, u opisu proizvodnog postupka, prvo će biti opisan uređaj 100 za proizvodnju laminiranog jezgra (u daljem tekstu jednostavno nazvan uređaj 100 za proizvodnju).

[0089] U uređaju 100 za proizvodnju, dok se materijal 1 šalje iz kotura 1A (navojka) u smeru strelice F, on se proseca više puta korišćenjem kalupa raspoređenih po fazama, i postepeno se formira u obliku električnih čeličnih limova 40. Zatim se isečeni električni čelični limovi 40 laminiraju i podiže se temperatura dok su pod pritiskom. Kao rezultat, električni čelični limovi 40 susedni jedan drugom u smeru laminacije se lepe jedan za drugi izolacionim premazom 3 (to jest, deo izolacionog premaza 3 koji se nalazi u oblasti 41a lepljenja izaziva sposobnost lepljenja), i prianjanje je završeno.

[0090] Kao što je prikazano na Sl.7, uređaj 100 za proizvodnju uključuje više faza stanica 110 za probijanje. Stanica 110 za probijanje može da ima dve faze ili tri ili više faza. Stanica 110 za probijanje svake faze uključuje ženski kalup 111 postavljen ispod materijala 1 i muški kalup 112 postavljen iznad materijala 1.

[0091] Uređaj 100 za proizvodnju dalje uključuje stanicu 140 za laminaciju na poziciji nizvodno od najniže stanice 110 za probijanje. Stanica 140 za laminaciju uključuje uređaj 141 za zagrevanje, spoljašnji periferni ženski kalup 142 za probijanje, toplotno izolacioni element 143, spoljašnji periferni muški kalup 144 za probijanja i oprugu 145.

[0092] Uređaj 141 za zagrevanje, spoljašnji periferni ženski kalup 142 i toplotno izolacioni element 143 postavljeni su ispod materijala 1. S druge strane, spoljašnji periferni muški kalup 144 i opruga 145 su postavljeni iznad materijala 1. Ovde pozivna oznaka 21 označava jezgro statora.

[0093] U uređaju 100 za proizvodnju koji ima gore opisanu konfiguraciju, prvo se materijal 1 sekvencijalno šalje iz kotura 1A u smeru strelice F na Sl. 7. Zatim se materijal 1 sekvencijalno proseca u više faza stanica 110 za probijanja. Prema ovim postupcima probijanja, u materijalu 1, dobija se oblik električnog čeličnog lima 40 koji ima zadnji deo 22 jezgra i više zupčastih delova 23 prikazanih na Sl. 3. Međutim, pošto materijal nije u potpunosti probijen u ovom trenutku, on produžava na sledeći proces u smeru strelice F.

[0094] Zatim, konačno, materijal 1 se šalje u stanicu 140 za laminiranje, proseca se spoljašnjim perifernim muškim kalupom 144 za probijanje i laminira sa visokom preciznošću. Tokom ovog laminiranja, električni čelični lim 40 je pod određenom silom pritiska od opruge 145. Kada se proces probijanja i proces laminacije, kako je gore opisano, uzastopno ponavljaju, unapred određen broj električnih čeličnih limova 40 se može naslagati. Pored toga, laminirano jezgro formirano slaganjem električnih čeličnih limova 40 na ovaj način se zagreva do, na primer, temperature od 200°C, pomoću uređaja 141 za zagrevanje. U skladu sa ovim zagrevanjem, izolacioni premazi 3 susednih električnih čeličnih limova 40 se lepe jedan za drugog.

[0095] Ovde, uređaj 141 za zagrevanje ne može da bude postavljen na spoljašnjem perifernom ženskom kalupu 142 za probijanje. To jest, može se izvaditi iz spoljašnjeg perifernog ženskog kalupa 142 za probijanje pre nego što se zalepi električni čelični lim 40 laminiran sa spoljašnjim perifernim ženskim kalupom 142 za probijanje. U ovom slučaju, spoljašnji periferni ženski kalup 142 za probijanje možda nema toplotno izolacioni element 143. Pored toga, u ovom slučaju, naslagani električni čelični limovi 40 pre lepljenja mogu da budu u sendviču i pridržavani sa obe strane u smeru laminacije pomoću šablona (nije prikazano), a zatim transportovani i zagrevani.

[0096] Prema gore navedenim procesima, jezgro 21 statora je završeno.

[0097] Kao što je gore opisano, u predmetnom pronalasku, izolacioni premaz koji ima sposobnost lepljenja električnog čeličnog lima zadovoljava najmanje uslov (2) i, opciono, dodatno najmanje jedan od uslova (1) i (3).

[0098] U skladu sa uslovom (1), poboljšana je obradivost i tačnost laminacije tokom probijanja električnog čeličnog lima, a efekti smanjenja buke i poboljšanja čvrstoće lepljenja između električnih čeličnih limova se dobijaju u skladu sa poboljšanjem preciznosti laminacije. Prema uslovu (2) dobija se efekat smanjenja buke minimiziranjem neravnomernog očvršćavanja. Prema uslovu (3) moguće je postići i faktor laminacije i čvrstoću lepljenja između električnih čeličnih limova. Ako su svi uslovi (1) do (3) zadovoljeni, laminirano jezgro sa performansama jezgra se poboljšava u svim aspektima obradivosti tokom probijanja električnih čeličnih limova, može se postići preciznost laminacije električnih čeličnih limova, smanjenje buke, faktor laminacije i čvrstoća lepljenja između električnih čeličnih limova.

[0099] Ovde, tehnički obim predmetnog pronalaska nije ograničen na gorenavedeno tehničko rešenje i samo je definisan u patentnim zahtevima.

[0100] Oblik jezgra statora nije ograničen na oblik prikazan u gorenavedenom tehničkom rešenju. Konkretno, veličine spoljašnjeg prečnika i unutrašnjeg prečnika jezgra statora, debljina laminacije, broj proreza, odnos veličina između obodnog pravca i radijalnog pravca zupčastog dela, odnos veličine između zupčastog dela i zadnjeg dela jezgra u radijalnom pravcu, i slično mogu se koje su proizvoljno dizajnirane prema željenim svojstvima rotacione električne mašine.

[0101] U rotoru u gorenavedenom tehničkom rešenju, par trajnih magneta 32 formira jedan magnetni pol, ali predmetni pronalazak nije ograničen na to. Na primer, jedan trajni magnet 32 može da formira jedan magnetni pol, ili tri ili više trajnih magneta 32 mogu da formiraju jedan magnetni pol.

[0102] U gorenavedenom tehničkom rešenju, elektromotor tipa sa trajnim magnetom je opisan kao rotaciona električna mašina kao primer, ali konstrukcija rotacione električne mašine nije ograničena na to kao što će biti prikazano u daljem tekstu, a dodatno se mogu koristiti i različite poznate konstrukcije koje nisu prikazane u daljem tekstu.

[0103] U gorenavedenom tehničkom rešenju, elektromotor tipa sa trajnim magnetom je opisan kao rotaciona električna mašina kao primer, ali predmetni pronalazak nije ograničen na to. Na primer, rotaciona električna mašina može biti elektromotor reluktantnog tipa ili elektromotor elektromagnetnog tipa (elektromotor tipa sa kalemovima).

[0104] U gorenavedenom tehničkom rešenju, sinhroni elektromotor je opisan kao AC elektromotor naizmenične struje kao primer, ali predmetni pronalazak nije ograničen na to. Na primer, rotaciona električna mašina može biti indukcioni elektromotor.

[0105] U gorenavedenom tehničkom rešenju, AC električni motor je opisan kao električni motor kao primer, ali ovaj pronalazak nije ograničen na to. Na primer, rotirajuća električna mašina može biti DC električni motor.

[0106] U gorenavedenom tehničkom rešenju, elektromotor je opisan kao rotaciona električna mašina kao primer, ali predmetni pronalazak nije ograničen na to. Na primer, rotaciona električna mašina može biti generator.

[0107] U gorenavedenom tehničkom rešenju, dat je primer u kojem se laminirano jezgro prema predmetnom pronalasku primenjuje na jezgro statora, ali laminirano jezgro se može primeniti na jezgro rotora.

[0108] Laminirano jezgro se može primeniti za transformator umesto rotacione električne mašine. U ovom slučaju, kao električni čelični lim, poželjno je koristiti zrnasto orijentisani električni čelični lim umesto neorijentisanog električnog čeličnog lima.

[Primeri]

[0109] U daljem tekstu, predmetni pronalazak će biti detaljno opisan uz upućivanje na primere.

[Test krutog klatna]

[0110] Testni komad dužine 50 mm i širine 20 mm je isečen iz električne čelične trake proizvedene u svakom primeru. Ispitivanje krutog klatna korišćenjem krutog klatna sa cilindričnom ivicom izvedeno je na izolacionom premazu testnog komada prema ISO12013-2 i dobijena je kriva temperatura - logaritamski dekrement. Kao mašina za ispitivanje fizičkih svojstava tipa krutog klatna, korišćen je RPT-3000W (komercijalno dostupan od A&D Co., Ltd.). Brzina porasta temperature bila je 10°C/sek, a temperaturni raspon merenja je bio od 25 do 300°C.

[Mogućnost obradivosti tokom probijanja]

[0111] Iz električne čelične trake proizvedene u svakom primeru, 10 električnih čeličnih limova spoljašnjeg prečnika od 250,0 mm i unutrašnjeg prečnika od 165,0 mm je isečeno u obliku prikazanom na Sl.3, i obradivost je procenjena prema sledećim kriterijumima za procenu.

(Kriterijumi za procenu)

[0112]

1. O: Nije došlo do lepljivosti usled omekšavanja izolacionog premaza, probijanje je bilo lako, i preciznost laminacije je bila visoka.

2. B: Došlo je do lepljivosti usled omekšavanja izolacionog premaza, probijanje je bilo teško, i preciznost laminacije je bila loša.

[Preciznost laminacije]

[0113] 130 električnih čeličnih limova proizvedenih u prethodnom testu [obradivost tokom prosecanja] su laminirani i lepljeni na temperaturi čeličnog lima od 200°C, pri pritisku od 10 MPa i sa vremenom pritiska od 1 sata da bi se dobilo laminirano jezgro. Za dobijeno laminirano jezgro merena je debljina laminata na 10 lokacija u pravcu širine, i preciznost laminacije procenjena je njenim prosečnim odstupanjem. Kada je prosečno odstupanje debljine laminata bilo manje od 1/2 debljine lima jednog električnog čeličnog lima, ocenjeno je kao „izuzetno“, kada je bilo 1/2 ili više a manje od 1, ocenjeno je kao „zadovoljavajuće“, i kada je bilo 1 ili više, ocenjeno je kao „loše“.

[Test upečatljivog zvuka (procena buke)]

[0114] 130 električnih čeličnih limova proizvedenih u prethodnom testu [obradivost tokom probijanja] su laminirani i lepljeni na temperaturi čeličnog lima od 200°C, pri pritisku od 10 MPa i sa vremenom pritiska od 1 sata da bi se dobilo laminirano jezgro (jezgro statora).

[0115] Spoljni periferni kraj jezgra zadnjeg dela jezgra statora je vibriran u radijalnom pravcu udarnim čekićem, a modalna analiza vibracione buke je izvedena na vrhu zupčastog dela i centralnom delu zadnjeg dela jezgra u smeru od 180° u aksijalnom pravcu u odnosu na izvor vibracija kao tačke merenja. Pored toga, čak i kada je centralni deo zadnjeg dela jezgra u radijalnom pravcu vibrirano u aksijalnom pravcu udarnim čekićem, vršena je modalna analiza vibracione buke na vrhu zupčastog dela i centralnom delu zadnjeg dela jezgra u smeru od 180° u aksijalnom pravcu u odnosu na izvor vibracija kao tačkama merenja. Evaluacija je izvršena prema sledećim kriterijumima. Manja brojčana vrednost ukazuje da bi se buka mogla više smanjiti. U sledećoj proceni, 1 do 4 je bilo zadovoljavajuće, a 5 je bilo nezadovoljavajuće. Ovde „-“ označava da nije izmereno.

1. Detektovani su samo jedan ili dva vrhunca vibracija.

2. Detektovano je nekoliko vrhova vibracija.

3. Detektovano je 10 ili više vrhova vibracija u zavisnosti od smera vibracije.

4. Postojao je glavni vrh, ali je detektovano 10 ili više vrhova vibracija.

5. Nije bilo glavnog vrha, a detektovano je 10 ili više vrhova vibracija.

[Faktor laminacije]

[0116] 130 električnih čeličnih limova proizvedenih u prethodnom testu [obradivost tokom probijanja] su laminirani i lepljeni na temperaturi čeličnog lima od 200°C, pri pritisku od 10 MPa i sa vremenom pritiska od 1 sata da bi se dobilo laminirano jezgro. Za dobijeno laminirano jezgro, faktor laminacije (%) je izračunat iz sledeće formule.

Faktor laminacije (%) = M/(D<.>h<.>S)x100

[0117] Međutim, M označava masu (kg) laminiranog jezgra, D označava gustinu (kg/m<3>) osnovnog čeličnog lima, h označava prosečnu visinu (m) laminiranog jezgra, i S označava površinu (m<2>) električnog čeličnog lima u planskom prikazu. Područje S električnog čeličnog lima je dobijeno snimanjem električnog čeličnog lima pre laminacije kao slike sa skenerom i sprovođenjem analize slike.

[Čvrstoća lepljenja]

[0118] Dva pravougaona električna čelična lima širine 30 mm i dužine 60 mm su isečena iz trake od električnog čelika koja je proizvedena u svakom primeru, i delovi vrha širine 30 mm i dužine 10 mm su napravljeni da se preklapaju jedan sa drugim i prilepljeni na temperaturi čeličnog lima od 180°C, pri pritisku od 10 MPa i sa vremenom presovanja uzorka od 1 sata. Zatezna čvrstoća na smicanje je merena na atmosferskoj temperaturi od 25°C i pri brzini zatezanja od 3 mm/min, a numerička vrednost podeljena sa površinom lepljenja je postavljena kao čvrstoća lepljenja (MPa). Čvrstoća lepljenja od 2,5 MPa ili više je bila zadovoljavajuća.

[Primer 1]

[0119] Kao osnovni čelični lim korišćen je neorijentisani električni čelični lim u obliku trake koji sadrži, u mas %, Si: 3,0%, Mn: 0,2% i Al: 0,5%, sa ostatkom u vidu Fe i nečistoća i koji ima debljinu lima od 0,25 mm i širinu 300 mm. Površina osnovnog čeličnog lima je podvrgnuta osnovnom tretmanu korišćenjem sredstva za baznu obradu koje nije na bazi hroma tako da je količina premaza bila 1,0 g/m<2>da se formira osnovni izolacioni premaz.

[0120] 100 masenih delova tečne epoksidne smole tipa bisfenol F i 25 masenih delova tečne fenol rezolne smole kao sredstva za očvršćavanje epoksidne smole su pomešani da bi se pripremila kompozicija premaza za električni čelični lim. Dobijena kompozicija premaza za električni čelični lim naneta je na izolacioni premaz koji je ispod, tako da je količina premaza bila 1,0 g/m<2>, temperatura je podignuta na 160°C uz brzinu rasta temperature od 10°C/min, pečenje je zatim izvedeno na 160°C tokom 60 sekundi, i gornji izolacioni premaz je formiran da bi se dobila traka od električnog čelika. Na Sl. 8 prikazani su rezultati logaritamskog dekrementa formiranog izolacionog premaza koji ima višeslojnu strukturu izmereni testom krutog klatna.

[Primeri 2 do 9]

[0121] Električne čelične trake su dobijene na isti način kao u Primeru 1, osim što su brzina porasta temperature tokom pečenja i temperatura pečenja (dostizanje temperature tokom pečenja) promenjene kao što je prikazano u Tabeli 1.

[0122] U Tabeli 1 prikazane su temperature pečenja kompozicija premaza za električni čelični lim tokom proizvodnje u primerima, kao i rezultati merenja testa krutog klatna za izolacione premaze i rezultati evaluacije. Ovde, u Tabeli 1, „razlika (T1-T2)“ označava razliku (°C) između vršne temperature (T1) logaritamskog dekrementa i temperature (T2) početka očvršćavanja. U Tabeli 1, Tg u razlici (°C) između temperature pečenja i Tg je vršna temperatura (T1) (°C). „Razlika (△1-△2) ukazuje na razliku između logaritamskog dekrementa (Δ 1) vršne temperature i logaritamskog dekrementa (△2) temperature početka očvršćavanja. △max(1) označava maksimalnu vrednost logaritamskog dekrementa u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C. △mak(2) označava maksimalnu vrednost logaritamskog dekrementa u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C.

[Tabela 1]

[0123] Čvrstoća lepljenja od 2,5 MPa ili više je bila zadovoljavajuća. Kao što je prikazano u Tabeli 1, u poređenju sa Primerom 3 u kojem je △max(1) bila viša od 0,3, u Primerima 1 i 2 u kojima je △max(1) bila je 0,3 ili manja, obradivost tokom probijanja električnog čeličnog lima je bila bolja, preciznost laminacije je bila veća, buka laminiranog jezgra je smanjena, i čvrstoća lepljenja između električnih čeličnih limova je bila veća. Pored toga, u poređenju sa Primerom 3 u kome △max(2) bila viša od 0,9, u Primerima 1 i 2 u kojima je △max(2) bila 0,9 ili manja, performanse jezgra su poboljšane u smislu faktora laminacije laminiranog jezgra i čvrstoće lepljenja između električnih čeličnih limova. U Primeru 4 u kome je △max(1) bila 0,3 ili manja, obradivost tokom probijanja je bila izuzetna, a čvrstoća lepljenja izuzetna. U Primeru 5 u kome △max(2) bila 0,9 ili manja, faktor laminacije i čvrstoća lepljenja bili su izuzetni. U Primeru 6 u kome je razlika (T1-T2) bila manja od 80°C, razlika (ΔT1-Δ2) je bila 0,1 ili viša, i △max(2) bila 0,9 ili manja, test upečatljivog zvuka, faktor laminacije i čvrstoća lepljenja su bili izuzetni. U Primeru 7 u kome △max(1) bila 0,3 ili manja, razlika (T1-T2) je bila manja od 80°C, i razlika (ΔT1-Δ2) je bila 0,1 ili više, tačnost laminacije, test upečatljivog zvuka i čvrstoća lepljenja su bili izuzetni. U Primeru 8 u kome je brzina porasta temperature bila 3°C/s, nijedan od zahteva predmetnog pronalaska nije bio zadovoljen, i čvrstoća lepljenja nije zadovoljila 2,5 MPa. U Primeru 9 u kome je brzina porasta temperature bila 25°C/s, nijedan od zahteva predmetnog pronalaska nije bio zadovoljen, i čvrstoća lepljenja nije zadovoljila 2,5 MPa.

[Industrijska dostupnost]

[0124] U skladu sa predmetnim pronalaskom, moguće je proizvesti laminirano jezgro sa poboljšanim performansama jezgra u jednom ili više od poboljšanja obradivosti tokom probijanja električnog čeličnog lima i preciznosti laminacije, smanjenja buke minimiziranjem neravnomernog očvršćavanja i postizanja faktora laminacije i čvrstoće lepljenja. Stoga je njegova industrijska dostupnost velika.

[Kratak opis referentnih oznaka]

[0125]

1 Materijal

2 Osnovni čelični lim

3 Izolacioni premaz

10 Rotaciona električna mašina 20 Stator

21 Jezgro statora

40 Električni čelični lim

Claims

Patentni zahtevi

1. Električni čelični lim (40) u kome je najmanje deo jedne ili obe površine osnovnog čeličnog lima (2) obložen izolacionim premazom (3) koji ima sposobnost lepljenja,

pri čemu je razlika između vršne temperature logaritamskog dekrementa izolacionog premaza (3) i temperature početka očvršćavanja manja od 80°C, i razlika između logaritamskog dekrementa vršne temperature i logaritamskog dekrementa temperature početka očvršćavanja je 0,1 ili viša,

pri čemu se logaritamski dekrement meri kao što je opisano u opisu, i

pri čemu kriva temperatura - logaritamski dekrement dobijena u testu krutog klatna ima singularnu tačku, definisanu kao prevojna tačka, u kojoj apsolutna vrednost nagiba opada prema nuli, a zatim ponovo raste u oblasti opadanja nakon vršne temperature, a temperatura koja odgovara prevojnoj tački u oblasti opadanja nakon vršne temperature kod ove krive temperatura - logaritamski dekrement definisana je kao temperatura početka očvršćavanja.

2. Električni čelični lim (40) prema patentnom zahtevu 1,

pri čemu je logaritamski dekrement izolacionog premaza u temperaturnom rasponu od 25 do 100°C 0,3 ili manji.

3. Električni čelični lim (40) prema patentnom zahtevu 1 ili 2,

pri čemu je logaritamski dekrement izolacionog premaza (3) u temperaturnom rasponu od 200 do 250°C 0,9 ili manji.

4. Laminirano jezgro u kome je više električnih čeličnih limova (40) prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3 laminirano i prilepljeno jedan za drugi.

5. Rotaciona električna mašina (10) koja sadrži laminirano jezgro prema patentnom zahtevu 4.