住友电机利用Ansys的材料世界，支持更可持续的电机设计

在全球变暖的背景下，从我们驾驶的车辆到我们使用的电器，甚至在工业设备中，制造商都在寻找更高的效率。所有这些应用的背后都是电动机，其目标是使它们尽可能小、轻、高效。制造商对轴向间隙电机(AGMs)感兴趣，作为许多这些应用的理想替代方案。例如，梅赛德斯和法拉利有意在下一代汽车中使用agm。然而，由于物质的限制，它们并没有广泛使用。住友电气(SEI)，一家软磁复合材料(smc)制造商使用其独特的材料和高密度、高精度建模技术来识别工作所需的材料Ansys格兰塔．

径向间隙电机(rgm)是当今最常见的电机类型。尽管它们的性能有了显著的提高，但它们也有缺点，包括由于电机结构薄而导致的扭矩下降。制造商现在正在寻找agm来提高各种电气应用的效率，因为尽管它们的形状很薄，但它们有能力提供高扭矩——这是它们支持的应用中的关键元素。制造它们的挑战在于它们的设计，这需要一个三维形状的核心。使用通常与rgm相关的磁性钢板很难制造出这种几何形状。

克服AGM发展中的重大挑战

为了克服这一材料挑战，SEI开发了SMCs。与磁性钢板相比，smc在电机设计中具有优越的磁性能和更高的几何自由度。制造最终产品包括压制和成型绝缘铁颗粒，并在不破坏绝缘的情况下，在优化的温度下进行固化，以增加机械强度。这种压实过程使SEI能够实现电磁应用所需的磁性和各向同性(或高度可成形)特性。这些特性帮助SEI实现了几何自由度，以支持agm、汽车燃油喷射阀、升压变换器(从电池中升压的元件)和点火线圈。

观看上面的视频，以了解更多关于用于住友的轴向磁通电机的材料。

适用于agm的电机磁芯要求具有高通量密度(电场强度的测量)和低能量损失的磁芯，有助于提高整体效率。由于材料成分不同于磁性钢板(即电气钢板)，由于温度升高导致的铁损失明显较小。换句话说，温度越高，铁的损耗就越低，从而造成机器功率的损失。然而，固化和压实过程对抗拉强度的影响很小，到目前为止，这使得agm成为一个不切实际的选择。

Ansys Granta材料验证的更高精度

使用来自Ansys Granta材料数据库， SEI根据所使用的温度环境，准确分析了生产过程。该软件还有助于确认，在没有粘结剂的情况下，材料强度在高温环境下没有下降。

利用Granta, SEI在开发过程中确认了其独特材料和高密度、高精度建模技术的材料性能。该技术使SEI能够提供高磁通密度、机械强度和低铁损耗的smc，以支持更大规模的agm。

由于冲压和层压，电气钢板会发生材料变形，因此Ansys Granta中计算的磁性能会发生显著变化。由于smc采用相同的方法制造，用于基本特性评估和产品形状，当用于分析和实际产品评估时，Ansys Granta中这些特性的差异是最小的，从而提高了材料验证的准确性。

在高频范围内，SMCs损耗相对于电气钢板损耗的优势更加明显。SEI smc还参与铁损失抑制，作为高频范围内谐波的函数。

smc的材料特性也提高了制造轴向磁通电机的可能性，这种电机更容易、更合理地需要3D磁路，比传统的平面径向磁通电机要小得多、轻得多。其结果是电动汽车、家用电器和工业设备制造商梦寐以求的生产效率和轻量化。

更有效的建模和电机尺寸

利用其smc作为开发基础，SEI还创建了一项技术来集成建模轴向磁通电机的极靴、齿和轭。这种技术只需要一种模具，就可以比以前更容易地制造轴向磁通电机及其部件。而且，由于SMC包含三维磁各向同性特性，可以使用与径向悬垂的磁性集成的极靴轭-这是一项很难用电气钢板制造的任务，并从转子中收集大量的磁通量。与使用磁性钢板相比，Ansys granta支持的smc还可以管理流入绕组的磁通量，并实现更小的电机尺寸和更高的效率。

更可持续的材料解决方案

也许在材料识别中使用Ansys Granta的最大好处之一是SEI可以识别支持其独特smc的环保材料。与主要在高炉生产的电工钢板相比，废铁是主要的原材料。此外，由于它们具有近净形状，所涉及的SMC原料收率高，CO₂制造过程中的排放很小。此外，芯在使用后可以被粉碎，并再次用作smc或其他粉末冶金产品的原料。

在Ansys Granta中准确识别材料及其相关特性，为未来的可持续解决方案带来新发现。阅读什么材料团队在Ansys不得不说采取正确的步骤material-led生态化设计．