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 характеристикам двигателей, техническим стандартам и стабильности работы продукта. Для того чтобы двигатели с постоянными магнитами могли развиваться в более широкой области применения, необходимо повысить соответствующие 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. При выборе материалов железного сердечника необходимо полностью учитывать, может ли магнитная проводимость удовлетворить рабочие потребности двигателя с постоянными магнитами. Как правило, электротехническая сталь выбирается в качестве материала сердечника для двигателей с постоянными магнитами, и основная причина заключается в том, что электротехническая сталь обладает хорошей магнитной проводимостью.
Выбор материалов сердечника двигателя оказывает очень важное влияние на общую производительность и контроль затрат двигателей с постоянными магнитами. Во время производства, сборки и формальной эксплуатации двигателей с постоянными магнитами на сердечнике возникают определенные напряжения. Однако наличие напряжения напрямую повлияет на магнитную проводимость листа электротехнической стали, вызывая снижение магнитной проводимости в той или иной степени, поэтому производительность двигателя с постоянными магнитами снизится и увеличит 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 характеристик материала. В качестве основного материала двигателей с постоянными магнитами электротехническая сталь должна соответствовать очень высоким требованиям точности в соответствующих технологиях применения и точному расчету потерь в железе, чтобы удовлетворить фактические потребности.
Традиционный метод проектирования двигателей, используемый для расчета электромагнитных характеристик электротехнической стали, очевидно, неточен, поскольку эти традиционные методы в основном предназначены для обычных условий, и результаты расчетов будут иметь большие отклонения. Таким образом, необходим новый метод расчета для точного расчета магнитной проводимости и потерь в железе электротехнической стали в условиях поля напряжений, чтобы уровень применения материалов с железным сердечником был выше, а такие показатели производительности, как эффективность двигателей с постоянными магнитами, достигали более высокий уровень.
Чжэн Юн и другие исследователи сосредоточились на влиянии напряжения сердечника на производительность двигателей с постоянными магнитами и объединили экспериментальный анализ для изучения соответствующих механизмов магнитных свойств напряжения и характеристик потерь в железе под напряжением материалов сердечника двигателя с постоянными магнитами. На напряжение железного сердечника двигателя с постоянными магнитами в условиях эксплуатации влияют различные источники напряжений, и каждый источник напряжений проявляет множество совершенно разных свойств.
С точки зрения формы напряжения сердечника статора двигателей с постоянными магнитами источниками его образования являются штамповка, клепка, расслоение, сборка с натягом корпуса и т.д. Наибольшее и наиболее значительная зона воздействия. Для ротора двигателя с постоянными магнитами основные источники напряжения, которые он испытывает, включают тепловое напряжение, центробежную силу, электромагнитную силу и т. д. По сравнению с обычными двигателями нормальная скорость двигателя с постоянными магнитами относительно высока, а конструкция магнитной изоляции также установлен в сердечнике ротора.
Таким образом, центробежное напряжение является основным источником стресса. Напряжение в сердечнике статора, создаваемое натяговым узлом корпуса двигателя с постоянными магнитами, в основном существует в форме сжимающего напряжения, а точка его действия сосредоточена в ярме сердечника статора двигателя, причем направление напряжения проявляется как окружное тангенциальное. Напряженным свойством, образуемым центробежной силой ротора двигателя с постоянными магнитами, является растягивающее напряжение, которое практически полностью действует на железный сердечник ротора. Максимальное центробежное напряжение действует на пересечение магнитной изолирующей перемычки ротора двигателя с постоянными магнитами и ребра жесткости, что облегчает ухудшение характеристик в этой области.
Влияние напряжения железного сердечника на магнитное поле двигателей с постоянными магнитами
Анализируя изменения магнитной плотности ключевых деталей двигателей с постоянными магнитами, установлено, что под воздействием насыщения существенного изменения магнитной плотности на ребрах жесткости и магнитоизолирующих перемычках ротора двигателя не происходит. Магнитная плотность статора и основного магнитопровода двигателя существенно различается. Это также может дополнительно объяснить влияние напряжения в сердечнике на распределение магнитной плотности и магнитную проводимость двигателя во время работы двигателя с постоянными магнитами.
Влияние стресса на потерю сердечника
Из-за напряжения сжимающее напряжение в ярме статора двигателя с постоянными магнитами будет относительно сконцентрированным, что приведет к значительным потерям и снижению производительности. Существует значительная проблема потерь в железе в ярме статора двигателя с постоянными магнитами, особенно в месте соединения зубцов статора и ярма, где потери в железе больше всего увеличиваются из-за напряжения. Исследования с помощью расчетов показали, что потери в железе двигателей с постоянными магнитами увеличились на 40–50% из-за влияния растягивающего напряжения, что по-прежнему весьма поразительно, что приводит к значительному увеличению общих потерь двигателей с постоянными магнитами. Путем анализа также можно обнаружить, что потери в железе двигателя являются основной формой потерь, вызванных влиянием сжимающего напряжения на формирование железного сердечника статора. Что касается ротора двигателя, когда железный сердечник во время работы испытывает центробежное растягивающее напряжение, это не только не увеличивает потери в железе, но также оказывает определенный эффект улучшения.
Влияние напряжения на индуктивность и крутящий момент
Характеристики магнитной индукции железного сердечника двигателя ухудшаются в условиях напряжения железного сердечника, и индуктивность его вала в определенной степени снижается. В частности, при анализе магнитной цепи двигателя с постоянными магнитами магнитная цепь вала в основном состоит из трех частей: воздушный зазор, постоянный магнит и железный сердечник ротора статора. Среди них наиболее важной частью является постоянный магнит. По этой причине, когда характеристики магнитной индукции железного сердечника двигателя с постоянными магнитами изменяются, это не может вызвать значительные изменения индуктивности вала.
Часть магнитной цепи вала, состоящая из воздушного зазора и сердечника ротора статора двигателя с постоянными магнитами, намного меньше, чем магнитное сопротивление постоянного магнита. С учетом влияния напряжения сердечника ухудшаются характеристики магнитной индукции и существенно снижается индуктивность вала. Проанализируйте влияние магнитных свойств напряжения на железный сердечник двигателя с постоянными магнитами. Поскольку характеристики магнитной индукции сердечника двигателя уменьшаются, магнитная связь двигателя уменьшается, а также уменьшается электромагнитный крутящий момент двигателя с постоянными магнитами.
Время публикации: 7 августа 2023 г.
