Как уменьшить потери в железе двигателя

Факторы, влияющие на базовое потребление железа

Чтобы проанализировать проблему, нам сначала нужно знать некоторые основные теории, которые помогут нам понять. Во-первых, нам нужно знать две концепции. Одна из них — переменное намагничивание, которое, если говорить проще, происходит в железном сердечнике трансформатора и в зубцах статора или ротора двигателя; Одна из них — свойство вращательного намагничивания, которое создается ярмом статора или ротора двигателя. Существует много статей, которые начинаются с двух точек и вычисляют потери в стали двигателя на основе различных характеристик в соответствии с вышеприведенным методом решения. Эксперименты показали, что листы кремнистой стали демонстрируют следующие явления при намагничивании двух свойств:
Когда плотность магнитного потока ниже 1,7 Тесла, потери на гистерезис, вызванные вращающимся намагничиванием, больше, чем потери на гистерезис, вызванные переменным намагничиванием; когда она выше 1,7 Тесла, верно обратное. Плотность магнитного потока ярма двигателя обычно составляет от 1,0 до 1,5 Тесла, а соответствующие потери на гистерезис вращающегося намагничивания примерно на 45–65% больше, чем потери на гистерезис переменного намагничивания.
Конечно, вышеприведенные выводы также используются, и я лично не проверял их на практике. Кроме того, когда магнитное поле в железном сердечнике изменяется, в нем индуцируется ток, называемый вихревым током, а потери, вызванные им, называются потерями на вихревые токи. Чтобы уменьшить потери на вихревые токи, железный сердечник двигателя обычно не может быть выполнен в виде цельного блока, а укладывается аксиально изолированными стальными листами, чтобы препятствовать потоку вихревых токов. Конкретная формула расчета расхода железа здесь не будет громоздкой. Основная формула и значение расчета расхода железа Baidu будут очень ясны. Ниже приводится анализ нескольких ключевых факторов, которые влияют на наше потребление железа, так что каждый может также вперед или назад вывести проблему в практических инженерных приложениях.

После обсуждения вышеизложенного, почему производство штамповки влияет на потребление железа? Характеристики процесса штамповки в основном зависят от различных форм штамповочных машин и определяют соответствующий режим сдвига и уровень напряжения в соответствии с потребностями различных типов отверстий и канавок, тем самым обеспечивая условия неглубоких зон напряжения по периферии ламинирования. Из-за связи между глубиной и формой на него часто влияют острые углы, в той степени, в которой высокие уровни напряжения могут вызвать значительную потерю железа в неглубоких зонах напряжения, особенно на относительно длинных кромках сдвига в пределах диапазона ламинирования. В частности, это в основном происходит в альвеолярной области, которая часто становится предметом исследований в реальном процессе исследования. Листы кремнистой стали с низкими потерями часто определяются более крупными размерами зерна. Удар может вызвать синтетические заусенцы и разрывной сдвиг на нижнем крае листа, а угол удара может оказать значительное влияние на размер заусенцев и областей деформации. Если зона высокого напряжения простирается вдоль зоны деформации края во внутреннюю часть материала, то структура зерна в этих областях неизбежно претерпит соответствующие изменения, будет скручена или сломана, и произойдет экстремальное удлинение границы вдоль направления разрыва. В это время плотность границ зерен в зоне напряжения в направлении сдвига неизбежно увеличится, что приведет к соответствующему увеличению потерь железа в этой области. Таким образом, в этой точке материал в зоне напряжения можно рассматривать как материал с высокими потерями, который падает поверх обычного расслоения вдоль ударной кромки. Таким образом, можно определить фактическую константу материала края, а фактическую потерю ударной кромки можно дополнительно определить с помощью модели потерь железа.
1.Влияние процесса отжига на потери железа
Условия влияния потерь железа в основном существуют в аспекте листов кремнистой стали, а механические и термические напряжения будут влиять на листы кремнистой стали с изменением их фактических характеристик. Дополнительное механическое напряжение приведет к изменению потерь железа. В то же время непрерывное повышение внутренней температуры двигателя также будет способствовать возникновению проблем с потерями железа. Принятие эффективных мер отжига для устранения дополнительных механических напряжений окажет благотворное влияние на снижение потерь железа внутри двигателя.

2.Причины чрезмерных потерь в производственных процессах

Листы кремнистой стали, как основной магнитный материал для двигателей, оказывают значительное влияние на производительность двигателя из-за их соответствия требованиям конструкции. Кроме того, производительность листов кремнистой стали одной и той же марки может различаться у разных производителей. При выборе материалов следует приложить усилия для выбора материалов от хороших производителей кремнистой стали. Ниже приведены некоторые ключевые факторы, которые фактически повлияли на потребление железа, с которыми мы сталкивались ранее.

Лист кремниевой стали не был изолирован или обработан должным образом. Этот тип проблемы может быть обнаружен в процессе тестирования листов кремниевой стали, но не все производители двигателей имеют этот элемент тестирования, и эта проблема часто не распознается производителями двигателей.

Поврежденная изоляция между листами или короткие замыкания между листами. Этот тип проблем возникает в процессе изготовления железного сердечника. Если давление во время ламинирования железного сердечника слишком велико, что приводит к повреждению изоляции между листами; Или если заусенцы слишком большие после пробивки, их можно удалить полировкой, что приведет к серьезному повреждению изоляции поверхности пробивки; После завершения ламинирования железного сердечника канавка не гладкая, и используется метод опиливания; В качестве альтернативы, из-за таких факторов, как неровное отверстие статора и неконцентричность между отверстием статора и краем седла машины, для исправления может использоваться точение. Традиционное использование этих процессов производства и обработки двигателей на самом деле оказывает значительное влияние на производительность двигателя, особенно на потери в железе.

При использовании таких методов, как сжигание или нагрев электричеством для разборки обмотки, это может привести к перегреву железного сердечника, что приведет к снижению магнитной проводимости и повреждению изоляции между листами. Эта проблема в основном возникает при ремонте обмотки и двигателя в процессе производства и обработки.

Сварка штабелей и другие процессы также могут привести к повреждению изоляции между штабелями, увеличивая потери на вихревые токи.
Недостаточный вес железа и неполное уплотнение между листами. Конечный результат заключается в том, что вес железного сердечника недостаточен, а наиболее прямым результатом является то, что ток превышает допуск, при этом может иметь место тот факт, что потери железа превышают стандарт.
Покрытие на листе кремнистой стали слишком толстое, что приводит к чрезмерному насыщению магнитной цепи. В это время кривая зависимости между током холостого хода и напряжением сильно изогнута. Это также является ключевым элементом в процессе производства и обработки листов кремнистой стали.

В процессе производства и обработки железных сердечников ориентация зерен на поверхности штамповки и резки листа кремнистой стали может быть нарушена, что приведет к увеличению потерь в стали при той же магнитной индукции; для двигателей с переменной частотой следует также учитывать дополнительные потери в стали, вызванные гармониками; это фактор, который следует всесторонне учитывать в процессе проектирования.

В дополнение к вышеперечисленным факторам, расчетное значение потерь в стали двигателя должно основываться на фактическом производстве и обработке железного сердечника, и следует приложить все усилия, чтобы гарантировать, что теоретическое значение соответствует фактическому значению. Характеристические кривые, предоставляемые поставщиками общих материалов, измеряются с использованием метода квадратной катушки Эпштейна, но направление намагничивания различных частей двигателя отличается, и эти особые вращающиеся потери в стали не могут быть рассмотрены в настоящее время. Это может привести к различной степени несоответствия между расчетными и измеренными значениями.

Методы снижения потерь железа при проектировании
Существует множество способов сократить потребление железа в машиностроении, и самое главное — адаптировать лекарство к ситуации. Конечно, речь идет не только о потреблении железа, но и о других потерях. Самый фундаментальный способ — знать причины высоких потерь железа, такие как высокая магнитная плотность, высокая частота или чрезмерное локальное насыщение. Конечно, в обычном режиме, с одной стороны, необходимо максимально приблизиться к реальности со стороны моделирования, а с другой стороны, процесс сочетается с технологией для сокращения дополнительного потребления железа. Наиболее часто используемый метод — увеличить использование хороших листов кремнистой стали, и независимо от стоимости можно выбрать импортную сверхкремнистую сталь. Конечно, развитие отечественных новых энергетических технологий также способствовало лучшему развитию в области восходящего и нисходящего потока. Отечественные сталелитейные заводы также запускают специализированные изделия из кремнистой стали. У Genealogy есть хорошая классификация продуктов для различных сценариев применения. Вот несколько простых методов, с которыми можно столкнуться:

1. Оптимизация магнитной цепи

Оптимизация магнитной цепи, если быть точным, это оптимизация синуса магнитного поля. Это важно не только для асинхронных двигателей с фиксированной частотой. Асинхронные двигатели с переменной частотой и синхронные двигатели имеют решающее значение. Когда я работал в текстильной промышленности, я сделал два двигателя с разной производительностью, чтобы сократить расходы. Конечно, самым важным было наличие или отсутствие перекошенных полюсов, что приводило к непоследовательным синусоидальным характеристикам магнитного поля воздушного зазора. Из-за работы на высоких скоростях потери в стали составляют большую долю, что приводит к существенной разнице в потерях между двумя двигателями. Наконец, после некоторых обратных расчетов разница в потерях в стали двигателя под алгоритмом управления увеличилась более чем в два раза. Это также напоминает всем о необходимости связывать алгоритмы управления при создании двигателей с регулируемой частотой вращения снова.

2.Уменьшить магнитную плотность
Увеличение длины железного сердечника или увеличение площади магнитной проводимости магнитной цепи для уменьшения плотности магнитного потока, но при этом соответственно увеличивается количество железа, используемого в двигателе;

3. Уменьшение толщины железной стружки для снижения потерь наведенного тока
Замена горячекатаных листов кремнистой стали на холоднокатаные листы кремнистой стали может уменьшить толщину листов кремнистой стали, но тонкая железная стружка увеличит количество железной стружки и затраты на производство двигателя;

4.Использование холоднокатаных листов кремнистой стали с хорошей магнитной проводимостью для снижения потерь на гистерезис;
5.Использование высокоэффективного изоляционного покрытия из железной стружки;
6.Термообработка и технология производства
Остаточное напряжение после обработки железной стружки может серьезно повлиять на потерю двигателя. При обработке листов кремнистой стали направление резки и напряжение сдвига при пробивке оказывают значительное влияние на потерю железного сердечника. Резка вдоль направления прокатки листа кремнистой стали и проведение термической обработки листа кремнистой стали может снизить потери на 10–20%.