Влияние напряжения железного сердечника на производительность двигателей с постоянными магнитами

Влияние напряжения железного сердечника на производительностьДвигатели с постоянными магнитами

Быстрое развитие экономики еще больше способствовало тенденции профессионализации отрасли двигателей с постоянными магнитами, выдвигая более высокие требования к производительности двигателей, техническим стандартам и стабильности работы продукта. Для того чтобы двигатели с постоянными магнитами развивались в более широкой области применения, необходимо усилить соответствующие эксплуатационные характеристики со всех сторон, чтобы общие показатели качества и производительности двигателя могли достичь более высокого уровня.

Для двигателей с постоянными магнитами железный сердечник является очень важным компонентом двигателя. Для выбора материалов железного сердечника необходимо полностью учесть, может ли магнитная проводимость удовлетворить рабочие потребности двигателя с постоянными магнитами. Как правило, в качестве материала сердечника для двигателей с постоянными магнитами выбирается электротехническая сталь, и главная причина в том, что электротехническая сталь имеет хорошую магнитную проводимость.

Выбор материалов сердечника двигателя имеет очень важное влияние на общую производительность и контроль затрат двигателей с постоянными магнитами. Во время изготовления, сборки и формальной эксплуатации двигателей с постоянными магнитами на сердечнике будут образовываться определенные напряжения. Однако наличие напряжения будет напрямую влиять на магнитную проводимость листа электротехнической стали, вызывая снижение магнитной проводимости в различной степени, поэтому производительность двигателя с постоянными магнитами будет снижаться, и будут увеличиваться потери двигателя.

При проектировании и производстве двигателей с постоянными магнитами требования к выбору и использованию материалов становятся все выше и выше, даже приближаясь к предельному стандарту и уровню производительности материалов. В качестве основного материала двигателей с постоянными магнитами электротехническая сталь должна соответствовать очень высоким требованиям к точности в соответствующих прикладных технологиях и точному расчету потерь железа для удовлетворения фактических потребностей.

Традиционный метод проектирования двигателя, используемый для расчета электромагнитных характеристик электротехнической стали, очевидно, неточен, поскольку эти традиционные методы в основном предназначены для обычных условий, и результаты расчета будут иметь большое отклонение. Поэтому необходим новый метод расчета для точного расчета магнитной проводимости и потерь в стали электротехнической стали в условиях напряженного поля, чтобы уровень применения материалов железного сердечника был выше, а показатели производительности, такие как эффективность двигателей с постоянными магнитами, достигли более высокого уровня.

Чжэн Юн и другие исследователи сосредоточились на влиянии напряжения сердечника на производительность двигателей с постоянными магнитами и объединили экспериментальный анализ для изучения соответствующих механизмов напряженных магнитных свойств и характеристик потерь в железе под напряжением материалов сердечника двигателя с постоянными магнитами. Напряжение на железном сердечнике двигателя с постоянными магнитами в рабочих условиях зависит от различных источников напряжения, и каждый источник напряжения проявляет множество совершенно разных свойств.

С точки зрения формы напряжения сердечника статора двигателей с постоянными магнитами, источниками его формирования являются штамповка, клепка, ламинирование, интерференционная сборка корпуса и т. д. Эффект напряжения, вызванный интерференционной сборкой корпуса, имеет наибольшую и наиболее значительную область воздействия. Для ротора двигателя с постоянными магнитами основными источниками напряжения, которые он выдерживает, являются тепловое напряжение, центробежная сила, электромагнитная сила и т. д. По сравнению с обычными двигателями нормальная скорость двигателя с постоянными магнитами относительно высока, а на сердечнике ротора также установлена ​​магнитная изоляционная конструкция.

Таким образом, центробежное напряжение является основным источником напряжения. Напряжение сердечника статора, создаваемое интерференционным узлом корпуса двигателя с постоянными магнитами, в основном существует в форме сжимающего напряжения, а его точка действия сосредоточена в ярме сердечника статора двигателя, при этом направление напряжения проявляется как окружное тангенциальное. Свойство напряжения, образованное центробежной силой ротора двигателя с постоянными магнитами, представляет собой растягивающее напряжение, которое почти полностью действует на железный сердечник ротора. Максимальное центробежное напряжение действует на пересечение моста магнитной изоляции ротора двигателя с постоянными магнитами и ребра жесткости, что позволяет легко снизить производительность в этой области.

Влияние напряжения железного сердечника на магнитное поле двигателей с постоянными магнитами

Анализируя изменения магнитной плотности ключевых деталей двигателей с постоянными магнитами, было установлено, что под влиянием насыщения не происходит существенного изменения магнитной плотности на ребрах жесткости и магниторазвязывающих мостах ротора двигателя. Магнитная плотность статора и главного магнитопровода двигателя существенно изменяется. Это также может дополнительно объяснить влияние напряжения сердечника на распределение магнитной плотности и магнитную проводимость двигателя в процессе работы двигателя с постоянными магнитами.

Влияние напряжения на потери в сердечнике

Из-за напряжения сжимающее напряжение в ярме статора двигателя с постоянными магнитами будет относительно сконцентрировано, что приведет к значительным потерям и ухудшению производительности. Существует значительная проблема потерь железа в ярме статора двигателя с постоянными магнитами, особенно в месте соединения зубцов статора и ярма, где потери железа увеличиваются больше всего из-за напряжения. Исследования показали с помощью расчета, что потери железа двигателей с постоянными магнитами увеличились на 40% -50% из-за влияния растягивающего напряжения, что все еще довольно удивительно, что приводит к значительному увеличению общих потерь двигателей с постоянными магнитами. С помощью анализа также можно обнаружить, что потери железа двигателя являются основной формой потерь, вызванных влиянием сжимающего напряжения на формирование железного сердечника статора. Для ротора двигателя, когда железный сердечник находится под центробежным растягивающим напряжением во время работы, это не только не увеличит потери железа, но и будет иметь определенный эффект улучшения.

Влияние напряжения на индуктивность и крутящий момент

Характеристики магнитной индукции железного сердечника двигателя ухудшаются в условиях напряжения железного сердечника, и его индуктивность вала в определенной степени уменьшится. В частности, анализируя магнитную цепь двигателя с постоянными магнитами, магнитная цепь вала в основном состоит из трех частей: воздушного зазора, постоянного магнита и железного сердечника статора-ротора. Среди них постоянный магнит является наиболее важной частью. Исходя из этой причины, когда характеристики магнитной индукции железного сердечника двигателя с постоянными магнитами изменяются, это не может вызвать значительных изменений в индуктивности вала.

Часть магнитной цепи вала, состоящая из воздушного зазора и сердечника статора ротора двигателя с постоянными магнитами, намного меньше магнитного сопротивления постоянного магнита. Принимая во внимание влияние напряжения сердечника, ухудшаются характеристики магнитной индукции и значительно уменьшается индуктивность вала. Проанализируйте влияние магнитных свойств напряжения на железный сердечник двигателя с постоянными магнитами. По мере снижения характеристик магнитной индукции сердечника двигателя магнитная связь двигателя уменьшается, а также уменьшается электромагнитный момент двигателя с постоянными магнитами.