Вплив напруження залізного осердя на продуктивністьДвигуни з постійними магнітами
Швидкий розвиток економіки ще більше сприяв тенденції професіоналізації галузі двигунів з постійними магнітами, висуваючи вищі вимоги до продуктивності двигунів, технічних стандартів та стабільності роботи продукції. Для того, щоб двигуни з постійними магнітами розвивалися в ширшій галузі застосування, необхідно посилити відповідні характеристики з усіх боків, щоб загальна якість та показники продуктивності двигуна могли досягти вищого рівня.
Для двигунів з постійними магнітами залізний сердечник є дуже важливим компонентом двигуна. При виборі матеріалів залізного сердечника необхідно ретельно враховувати, чи може магнітна провідність задовольнити робочі потреби двигуна з постійними магнітами. Зазвичай, як матеріал сердечника для двигунів з постійними магнітами вибирають електротехнічну сталь, і головна причина цього полягає в тому, що електротехнічна сталь має добру магнітну провідність.
Вибір матеріалів осердя двигуна має дуже важливий вплив на загальну продуктивність та контроль вартості двигунів з постійними магнітами. Під час виробництва, складання та офіційної експлуатації двигунів з постійними магнітами на осерді виникають певні напруження. Однак наявність напружень безпосередньо впливає на магнітну провідність листової електротехнічної сталі, що призводить до зниження магнітної провідності в різному ступені, що призводить до зниження продуктивності двигуна з постійними магнітами та збільшення втрат у двигуні.
При проектуванні та виробництві двигунів з постійними магнітами вимоги до вибору та використання матеріалів стають дедалі вищими, навіть наближаючись до граничних стандартів та рівня експлуатаційних характеристик матеріалів. Як основний матеріал двигунів з постійними магнітами, електротехнічна сталь повинна відповідати дуже високим вимогам точності у відповідних технологіях застосування та точному розрахунку втрат заліза, щоб задовольнити фактичні потреби.
Традиційний метод проектування двигунів, який використовується для розрахунку електромагнітних характеристик електротехнічної сталі, очевидно, є неточним, оскільки ці звичайні методи в основному призначені для звичайних умов, і результати розрахунків матимуть значні відхилення. Тому потрібен новий метод розрахунку для точного розрахунку магнітної провідності та втрат у залізі електротехнічної сталі в умовах напруженого поля, щоб підвищити рівень застосування матеріалів із залізним осердям та підвищити показники продуктивності, такі як ефективність двигунів з постійними магнітами.
Чжен Юн та інші дослідники зосередилися на впливі напруження в осерді на роботу двигунів з постійними магнітами та поєднали експериментальний аналіз, щоб дослідити відповідні механізми магнітних властивостей напружень та втрат заліза під напруженням у матеріалах осердя двигуна з постійними магнітами. Напруження в залізному осерді двигуна з постійними магнітами в робочих умовах залежить від різних джерел напруження, і кожне джерело напруження проявляє багато абсолютно різних властивостей.
З точки зору форми напруження осердя статора двигунів з постійними магнітами, джерелами його утворення є штампування, клепки, ламінування, складання корпусу з натягом тощо. Вплив напруження, спричиненого складанням корпусу з натягом, має найбільшу та найзначнішу площу впливу. Для ротора двигуна з постійними магнітами основними джерелами напруження, які він зазнає, є термічні напруження, відцентрова сила, електромагнітна сила тощо. Порівняно зі звичайними двигунами, нормальна швидкість двигуна з постійними магнітами відносно висока, а на осерді ротора також встановлена магнітна ізоляційна структура.
Отже, основним джерелом напруження є відцентрове напруження. Напруження в осерді статора, що створюється вузлом інтерференції корпусу двигуна з постійними магнітами, в основному існує у формі стискаючого напруження, а точка його дії зосереджена в ярмі осердя статора двигуна, причому напрямок напруження проявляється як тангенціальний по колу. Властивість напруження, що утворюється відцентровою силою ротора двигуна з постійними магнітами, - це напруження розтягу, яке майже повністю діє на залізний осердя ротора. Максимальне відцентрове напруження діє на перетин магнітного ізоляційного моста ротора двигуна з постійними магнітами та підсилювального ребра, що полегшує погіршення продуктивності в цій зоні.
Вплив напруги залізного осердя на магнітне поле двигунів з постійними магнітами
Аналізуючи зміни магнітної густини ключових деталей двигунів з постійними магнітами, було виявлено, що під впливом насичення не спостерігалося суттєвих змін магнітної густини на ребрах підсилення та магнітних ізоляційних містках ротора двигуна. Магнітна густина статора та головного магнітного кола двигуна значно змінюється. Це також може додатково пояснити вплив напруження в осерді на розподіл магнітної густини та магнітну провідність двигуна під час роботи двигуна з постійними магнітами.
Вплив стресу на втрату кора
Через напругу, стискаючі напруження на ярмі статора двигуна з постійними магнітами будуть відносно концентрованими, що призведе до значних втрат та погіршення продуктивності. Існує значна проблема втрат заліза на ярмі статора двигуна з постійними магнітами, особливо на стику зубців статора та ярма, де втрати заліза найбільше зростають через напругу. Дослідження показали шляхом розрахунків, що втрати заліза в двигунах з постійними магнітами збільшилися на 40%-50% через вплив напруження розтягу, що все ще досить вражає, що призводить до значного збільшення загальних втрат у двигунах з постійними магнітами. За допомогою аналізу також можна виявити, що втрати заліза в двигуні є основною формою втрат, спричинених впливом напруження стиску на формування залізного осердя статора. Для ротора двигуна, коли залізне осердя під час роботи перебуває під відцентровим напруженням розтягу, це не тільки не збільшить втрати заліза, але й матиме певний покращувальний ефект.
Вплив напруги на індуктивність та крутний момент
Магнітна індуктивність залізного осердя двигуна погіршується під впливом напружень, а індуктивність його вала певною мірою зменшується. Зокрема, аналізуючи магнітний контур двигуна з постійними магнітами, магнітний контур вала складається переважно з трьох частин: повітряного зазору, постійного магніту та залізного осердя ротора статора. Серед них постійний магніт є найважливішою частиною. З цієї причини зміна магнітної індукції залізного осердя двигуна з постійними магнітами не може спричинити значних змін індуктивності вала.
Частина магнітного кола вала, що складається з повітряного зазору та осердя ротора статора двигуна з постійними магнітами, значно менша за магнітний опір постійного магніту. Враховуючи вплив напруження осердя, характеристики магнітної індукції погіршуються, а індуктивність вала значно зменшується. Проаналізуйте вплив властивостей магнітного напруження на залізний осердя двигуна з постійними магнітами. Зі зменшенням характеристик магнітної індукції осердя двигуна магнітний зв'язок двигуна зменшується, а отже, і електромагнітний момент двигуна з постійними магнітами.
Час публікації: 07 серпня 2023 р.
