Як зменшити втрати заліза в двигуні

Фактори, що впливають на основне споживання заліза

Щоб проаналізувати проблему, нам спочатку потрібно знати деякі основні теорії, які допоможуть нам зрозуміти.По-перше, нам потрібно знати дві концепції.Один — змінна намагніченість, яка, простіше кажучи, виникає в залізному сердечнику трансформатора та в зубцях статора або ротора двигуна;Одним з них є властивість обертової намагніченості, яка створюється ярмом статора або ротора двигуна.Є багато статей, які починаються з двох точок і розраховують втрати в залізі двигуна на основі різних характеристик відповідно до наведеного вище методу рішення.Експерименти показали, що листи кремнієвої сталі демонструють наступні явища під час намагнічення двох властивостей:
Коли щільність магнітного потоку нижче 1,7 Тесла, втрати на гістерезис, викликані обертовою намагніченістю, більші, ніж втрати, викликані змінною намагніченістю;Коли він перевищує 1,7 Тесла, все навпаки.Щільність магнітного потоку ярма двигуна зазвичай становить від 1,0 до 1,5 Тесла, а відповідні втрати на гістерезис намагніченості обертання приблизно на 45–65% більші, ніж втрати на гістерезис змінної намагніченості.
Звісно, ​​наведені вище висновки також використовуються, і я особисто їх на практиці не перевіряв.Крім того, при зміні магнітного поля в залізному сердечнику в ньому виникає струм, який називається вихровим струмом, а викликані ним втрати називаються втратами на вихровий струм.Щоб зменшити втрати на вихрові струми, залізний сердечник двигуна зазвичай не може бути виготовлений у вигляді цілого блоку, і він складається аксіально ізольованими сталевими листами, щоб перешкодити потоку вихрових струмів.Конкретна формула розрахунку витрати заліза тут не буде громіздкою.Основна формула та значення розрахунку споживання заліза Baidu будуть дуже зрозумілими.Нижче наведено аналіз кількох ключових факторів, які впливають на споживання заліза, щоб кожен міг також визначити проблему вперед або назад у практичних інженерних застосуваннях.

Після обговорення вищезазначеного, чому виробництво штампування впливає на споживання заліза?Характеристики процесу штампування в основному залежать від різних форм штампувальних машин і визначають відповідний режим зсуву та рівень напруги відповідно до потреб різних типів отворів і канавок, тим самим забезпечуючи умови неглибоких зон напруги навколо периферії ламінування.Через зв’язок між глибиною та формою на нього часто впливають гострі кути, оскільки високі рівні напруги можуть спричинити значну втрату заліза в неглибоких зонах напруги, особливо на відносно довгих краях зсуву в діапазоні ламінування.Зокрема, це в основному відбувається в альвеолярній області, яка часто стає центром дослідження в самому дослідницькому процесі.Листи кремнієвої сталі з низькими втратами часто визначаються більшими розмірами зерна.Удар може спричинити синтетичні задирки та розривний зсув на нижньому краю листа, а кут удару може мати значний вплив на розмір задирок і зони деформації.Якщо зона високого напруження поширюється вздовж крайової зони деформації до внутрішньої частини матеріалу, зерниста структура в цих областях неминуче зазнає відповідних змін, скручується або ламається, і відбудеться екстремальне подовження межі вздовж напрямку розриву.У цей час щільність меж зерен у зоні напруги в напрямку зсуву неминуче зросте, що призведе до відповідного збільшення втрат заліза в цій області.Отже, на даний момент матеріал у зоні напруги можна розглядати як матеріал із високими втратами, який падає поверх звичайного ламінування вздовж краю удару.Таким чином можна визначити фактичну константу матеріалу кромки, а фактичну втрату краю удару можна додатково визначити за допомогою моделі втрат заліза.
1. Вплив процесу відпалу на втрати заліза
Умови впливу втрати заліза в основному існують в аспекті листів кремнієвої сталі, а механічні та термічні напруги впливатимуть на листи кремнієвої сталі зі змінами в їхніх фактичних характеристиках.Додаткове механічне навантаження призведе до зміни втрати заліза.У той же час постійне підвищення внутрішньої температури двигуна також сприятиме виникненню проблем із втратою заліза.Вжиття ефективних заходів відпалу для усунення додаткових механічних навантажень матиме сприятливий вплив на зменшення втрат заліза всередині двигуна.

2. Причини надмірних втрат у виробничих процесах

Листи кремнієвої сталі, як основний магнітний матеріал для двигунів, мають значний вплив на продуктивність двигуна завдяки їх відповідності вимогам конструкції.Крім того, продуктивність листів кремнієвої сталі одного сорту може відрізнятися від різних виробників.Вибираючи матеріали, слід докладати зусиль, щоб вибирати матеріали від хороших виробників кремнієвої сталі.Нижче наведено деякі ключові фактори, які фактично вплинули на споживання заліза, з якими ми стикалися раніше.

Силіконовий сталевий лист не був ізольований або належним чином оброблений.Цей тип проблеми можна виявити під час процесу тестування силіконової сталі, але не всі виробники двигунів мають цей предмет для тестування, і ця проблема часто не визнається виробниками двигунів.

Пошкоджена ізоляція між листами або коротке замикання між листами.Цей тип проблеми виникає під час виробничого процесу залізного сердечника.Якщо тиск під час ламінування залізного сердечника занадто високий, що спричиняє пошкодження ізоляції між листами;Або якщо задирки занадто великі після пробивання, їх можна видалити поліруванням, що призведе до серйозного пошкодження ізоляції поверхні пробивання;Після завершення ламінування залізного сердечника канавка не є гладкою, і використовується метод підпилювання;Крім того, через такі фактори, як нерівний отвір статора та неконцентричність між отвором статора та кромкою сідла машини, для виправлення можна використовувати поворот.Звичайне використання цих процесів виробництва та обробки двигуна насправді має значний вплив на продуктивність двигуна, особливо на втрати заліза.

У разі використання таких методів, як спалювання або нагрівання електрикою для розбирання обмотки, це може призвести до перегріву залізного сердечника, що призведе до зниження магнітної провідності та пошкодження ізоляції між листами.Ця проблема в основному виникає під час ремонту обмотки та двигуна в процесі виробництва та обробки.

Зварювання штабелів та інші процеси також можуть призвести до пошкодження ізоляції між пакетами, збільшуючи втрати на вихрові струми.
Недостатня маса заліза і неповне ущільнення між листами.Кінцевим результатом є те, що вага залізного сердечника є недостатньою, і найбільш прямим результатом є те, що струм перевищує допуск, тоді як може мати місце факт, що втрати заліза перевищують стандарт.
Покриття на листі кремнієвої сталі занадто товсте, через що магнітне коло стає занадто насиченим.У цей час крива залежності між струмом холостого ходу та напругою сильно викривлена.Це також ключовий елемент у процесі виробництва та обробки листів із кремнієвої сталі.

Під час виробництва та обробки залізних сердечників орієнтація зерен на штампуванні та різанні поверхні листів кремнієвої сталі може бути пошкоджена, що призведе до збільшення втрат заліза під тією самою магнітною індукцією;Для двигунів із змінною частотою також слід враховувати додаткові втрати в залізі, викликані гармоніками;Це фактор, який слід комплексно враховувати в процесі проектування.

На додаток до вищевказаних факторів, проектне значення втрат заліза двигуна має базуватися на фактичному виробництві та обробці залізного сердечника, і слід докласти всіх зусиль, щоб переконатися, що теоретичне значення відповідає фактичному значенню.Характеристичні криві, надані постачальниками звичайних матеріалів, вимірюються за допомогою методу квадратної котушки Епштейна, але напрямок намагніченості різних частин двигуна різний, і ці спеціальні втрати заліза, що обертаються, наразі не можуть бути розглянуті.Це може призвести до різного ступеня невідповідності між обчисленими та виміряними значеннями.

Методи зменшення втрат заліза в інженерному проектуванні
Є багато способів зменшити споживання заліза в техніці, і найголовніше — адаптувати ліки до ситуації.Звісно, ​​йдеться не лише про споживання заліза, а й про інші втрати.Найфундаментальніший спосіб - це знати причини великих втрат заліза, такі як висока магнітна щільність, висока частота або надмірне локальне насичення.Звичайно, у звичайному режимі, з одного боку, необхідно якомога ближче підходити до реальності з боку симуляції, а з іншого боку, процес поєднується з технологією для зменшення додаткового споживання заліза.Найбільш часто використовуваний метод полягає в тому, щоб збільшити використання хороших листів кремнієвої сталі, і незалежно від вартості можна вибрати імпортну суперкремнієву сталь.Звичайно, розробка нових вітчизняних енергетичних технологій також сприяла кращому розвитку вгорі та вниз по течії.Вітчизняні металургійні заводи також випускають спеціалізовані вироби з кремнієвої сталі.Genealogy має хорошу класифікацію продуктів для різних сценаріїв застосування.Ось кілька простих методів, з якими можна зіткнутися:

1. Оптимізація магнітного ланцюга

Оптимізація магнітного кола, якщо бути точним, це оптимізація синуса магнітного поля.Це важливо не лише для асинхронних двигунів із фіксованою частотою.Вирішальне значення мають асинхронні двигуни зі змінною частотою та синхронні двигуни.Коли я працював у текстильному машинобудуванні, я зробив два двигуни з різною продуктивністю, щоб зменшити витрати.Звичайно, найважливішим було наявність або відсутність перекошених полюсів, що призводило до неузгодженості синусоїдальних характеристик магнітного поля повітряного проміжку.Через роботу на високих швидкостях велика частка втрат заліза, що призводить до значної різниці у втратах між двома двигунами.Нарешті, після деяких зворотних розрахунків, різниця втрат у залізі двигуна за керованим алгоритмом збільшилася більш ніж удвічі.Це також нагадує всім про алгоритми керування зчепленням при повторному створенні двигунів із регулюванням частоти обертання.

2. Зменшити магнітну щільність
Збільшення довжини залізного сердечника або збільшення площі магнітної провідності магнітного контуру для зменшення щільності магнітного потоку, але відповідно збільшується кількість заліза, що використовується в двигуні;

3. Зменшення товщини залізної стружки для зменшення втрат індукованого струму
Заміна гарячекатаних листів із кремнієвої сталі холоднокатаними листами з кремнієвої сталі може зменшити товщину листів із кремнієвої сталі, але тонка залізна стружка збільшить кількість залізної стружки та витрати на виробництво двигуна;

4. Прийняття холоднокатаних листів кремнієвої сталі з хорошою магнітною провідністю для зменшення втрат на гістерезис;
5. Прийняття високоефективного ізоляційного покриття із залізної стружки;
6. Термічна обробка і технологія виготовлення
Залишкова напруга після обробки залізної стружки може серйозно вплинути на втрату двигуна.Під час обробки листів кремнієвої сталі напрямок різання та напруга зсуву при продавлюванні мають значний вплив на втрату залізного сердечника.Різання вздовж напрямку прокатки листової кремнієвої сталі та термічна обробка листової кремнієвої сталі може зменшити втрати на 10–20%.