Как да намалим загубата на желязо в двигателя

Фактори, влияещи върху консумацията на основно желязо

За да анализираме даден проблем, първо трябва да знаем някои основни теории, които ще ни помогнат да го разберем. Първо, трябва да знаем две концепции. Едната е променливото намагнитване, което, казано по-просто, се случва в желязната сърцевина на трансформатор и в зъбите на статора или ротора на двигателя; Едната е свойството на ротационно намагнитване, което се произвежда от статорния или роторния ярем на двигателя. Има много статии, които започват от две точки и изчисляват загубите в желязото на двигателя въз основа на различни характеристики, съгласно горния метод за решение. Експерименти показват, че силициевите стоманени листове проявяват следните явления при намагнитване с две свойства:
Когато плътността на магнитния поток е под 1,7 Tesla, загубата от хистерезис, причинена от въртящото се намагнитване, е по-голяма от тази, причинена от променливото намагнитване; когато е по-висока от 1,7 Tesla, е обратното. Плътността на магнитния поток на хомота на двигателя обикновено е между 1,0 и 1,5 Tesla, а съответната загуба от хистерезис на въртящото се намагнитване е с около 45 до 65% по-голяма от загубата от хистерезис на променливото намагнитване.
Разбира се, горните заключения също се използват и аз не съм ги проверявал лично на практика. Освен това, когато магнитното поле в желязната сърцевина се промени, в нея се индуцира ток, наречен вихров ток, а загубите, причинени от него, се наричат ​​загуби от вихрови токове. За да се намалят загубите от вихрови токове, желязната сърцевина на двигателя обикновено не може да бъде направена в цял блок и се подрежда аксиално от изолирани стоманени листове, за да се възпрепятства протичането на вихрови токове. Конкретната формула за изчисление на разхода на желязо тук няма да бъде тромава. Основната формула и значението на изчислението на разхода на желязо на Baidu ще бъдат много ясни. Следва анализ на няколко ключови фактора, които влияят на разхода ни на желязо, така че всеки може да изведе проблема напред или назад в практически инженерни приложения.

След обсъждане на горното, защо производството на щамповане влияе върху разхода на желязо? Характеристиките на процеса на щанцоване зависят главно от различните форми на щанцовите машини и определят съответния режим на срязване и ниво на напрежение според нуждите на различните видове отвори и канали, като по този начин осигуряват условия за плитки зони на напрежение около периферията на ламинирането. Поради връзката между дълбочината и формата, то често е засегнато от остри ъгли, до степен, че високите нива на напрежение могат да причинят значителна загуба на желязо в плитките зони на напрежение, особено в относително дългите ръбове на срязване в рамките на диапазона на ламиниране. По-конкретно, това се случва главно в алвеоларната област, която често се превръща във фокус на изследванията в реалния изследователски процес. Листовете от силициева стомана с ниски загуби често се определят от по-големи размери на зърната. Ударът може да причини синтетични грапавини и срязване при разкъсване в долния ръб на листа, а ъгълът на удара може да окаже значително влияние върху размера на грапавини и зони на деформация. Ако зона с високо напрежение се простира по протежение на зоната на деформация на ръба до вътрешността на материала, структурата на зърната в тези области неизбежно ще претърпи съответните промени, ще се усука или счупи и ще се получи екстремно удължаване на границата по посока на разкъсване. В този момент плътността на границите на зърната в зоната на напрежение в посока на срязване неизбежно ще се увеличи, което ще доведе до съответно увеличение на загубата на желязо в областта. Така че в този момент материалът в зоната на напрежение може да се разглежда като материал с високи загуби, който попада върху обикновената ламинация по протежение на ударния ръб. По този начин може да се определи действителната константа на материала на ръба и действителната загуба на ударния ръб може да се определи допълнително с помощта на модела за загуба на желязо.
1. Влиянието на процеса на отгряване върху загубата на желязо
Условията на влияние върху загубата на желязо съществуват главно по отношение на силициевите стоманени листове, а механичните и термичните напрежения ще повлияят на силициевите стоманени листове с промени в действителните им характеристики. Допълнителното механично напрежение ще доведе до промени в загубата на желязо. В същото време, непрекъснатото повишаване на вътрешната температура на двигателя също ще допринесе за появата на проблеми със загубата на желязо. Предприемането на ефективни мерки за отгряване за премахване на допълнителното механично напрежение ще има благоприятен ефект върху намаляването на загубата на желязо вътре в двигателя.

2. Причини за прекомерни загуби в производствените процеси

Силициевите стоманени листове, като основен магнитен материал за двигатели, оказват значително влияние върху производителността на двигателя поради съответствието им с проектните изисквания. Освен това, производителността на силициевите стоманени листове от един и същи клас може да варира при различните производители. При избора на материали трябва да се положат усилия да се изберат материали от добри производители на силициева стомана. По-долу са изброени някои ключови фактори, които действително са повлияли на разхода на желязо и са се срещали преди.

Листът от силициева стомана не е изолиран или обработен правилно. Този тип проблем може да бъде открит по време на процеса на тестване на листове от силициева стомана, но не всички производители на двигатели разполагат с този тестов елемент и този проблем често не е добре разпознат от производителите на двигатели.

Повредена изолация между листовете или късо съединение между листовете. Този тип проблем възниква по време на производствения процес на желязната сърцевина. Ако налягането по време на ламинирането на желязната сърцевина е твърде високо, това причинява повреда на изолацията между листовете; или ако грапавини са твърде големи след щанцоване, те могат да бъдат отстранени чрез полиране, което води до сериозни повреди на изолацията на щанцованата повърхност; след завършване на ламинирането на желязната сърцевина, жлебът не е гладък и се използва метод на пилене; алтернативно, поради фактори като неравен отвор на статора и неконцентричност между отвора на статора и ръба на седлото на машината, може да се използва струговане за корекция. Конвенционалното използване на тези процеси за производство и обработка на двигатели всъщност има значително влияние върху производителността на двигателя, особено върху загубите на желязо.

Когато се използват методи като изгаряне или нагряване с електричество за разглобяване на намотката, това може да доведе до прегряване на желязната сърцевина, което води до намаляване на магнитната проводимост и повреда на изолацията между листовете. Този проблем възниква главно по време на ремонта на намотката и двигателя по време на производствения и обработващ процес.

Заваряването на стекове и други процеси също могат да причинят повреда на изолацията между стековете, увеличавайки загубите от вихрови токове.
Недостатъчно тегло на желязото и непълно уплътняване между листовете. Крайният резултат е, че теглото на желязната сърцевина е недостатъчно, а най-прекият резултат е, че токът надвишава допустимото отклонение, като същевременно е възможно загубата на желязо да надвишава стандарта.
Покритието върху силициевия стоманен лист е твърде дебело, което води до прекалено насищане на магнитната верига. В този случай кривата на зависимост между тока на празен ход и напрежението е силно изкривена. Това е и ключов елемент в процеса на производство и обработка на силициеви стоманени листове.

По време на производството и обработката на железни сърцевини, ориентацията на зърната на закрепващата повърхност на силициевия стоманен лист за щанцоване и срязване може да бъде повредена, което води до увеличаване на загубите на желязо при същата магнитна индукция; При двигатели с променлива честота трябва да се вземат предвид и допълнителни загуби на желязо, причинени от хармоници; това е фактор, който трябва да се вземе предвид цялостно в процеса на проектиране.

В допълнение към горепосочените фактори, проектната стойност на загубите в желязото на двигателя трябва да се основава на действителното производство и обработка на желязната сърцевина и трябва да се положат всички усилия, за да се гарантира, че теоретичната стойност съответства на действителната стойност. Характеристичните криви, предоставени от доставчиците на общи материали, се измерват по метода на квадратната намотка на Епщайн, но посоката на намагнитване на различните части в двигателя е различна и тази специална загуба на желязо при въртене не може да се вземе предвид в момента. Това може да доведе до различна степен на несъответствие между изчислените и измерените стойности.

Методи за намаляване на загубите на желязо в инженерното проектиране
Има много начини за намаляване на потреблението на желязо в инженерството и най-важното е лекарството да се адаптира към ситуацията. Разбира се, не става въпрос само за потребление на желязо, но и за други загуби. Най-фундаменталният начин е да се знаят причините за високите загуби на желязо, като например висока магнитна плътност, висока честота или прекомерно локално насищане. Разбира се, по обичайния начин, от една страна, е необходимо да се подходи максимално към реалността от страна на симулацията, а от друга страна, процесът се комбинира с технология за намаляване на допълнителното потребление на желязо. Най-често използваният метод е да се увеличи използването на качествени силициеви стоманени листове и независимо от цената, може да се избере вносна супер силициева стомана. Разбира се, развитието на нови местни технологии, задвижвани от енергия, също е довело до по-добро развитие нагоре и надолу по веригата. Местните стоманодобивни заводи също пускат на пазара специализирани продукти от силициева стомана. Genealogy има добра класификация на продуктите за различни сценарии на приложение. Ето няколко прости метода, с които можете да се запознаете:

1. Оптимизиране на магнитната верига

Оптимизирането на магнитната верига, за да бъдем точни, е оптимизиране на синуса на магнитното поле. Това е от решаващо значение не само за асинхронни двигатели с фиксирана честота. Асинхронните двигатели с променлива честота и синхронните двигатели са от решаващо значение. Когато работех в текстилната машиностроителна индустрия, направих два двигателя с различна производителност, за да намаля разходите. Разбира се, най-важното беше наличието или отсъствието на изкривени полюси, което доведе до непоследователни синусоидални характеристики на магнитното поле на въздушната междина. Поради работата при високи скорости, загубите в желязото представляват голяма част, което води до значителна разлика в загубите между двата двигателя. Накрая, след някои обратни изчисления, разликата в загубите в желязото на двигателя под алгоритъма за управление се е увеличила повече от два пъти. Това също напомня на всички за свързването на алгоритмите за управление, когато се правят двигатели с променлива честота за управление на скоростта.

2. Намалете магнитната плътност
Увеличаване на дължината на желязната сърцевина или увеличаване на площта на магнитната проводимост на магнитната верига за намаляване на плътността на магнитния поток, но количеството желязо, използвано в двигателя, се увеличава съответно;

3. Намаляване на дебелината на железните стружки за намаляване на загубата на индуциран ток
Замяната на горещовалцувани силициеви стоманени листове със студеновалцувани силициеви стоманени листове може да намали дебелината на силициевите стоманени листове, но тънките железни стружки ще увеличат броя на железните стружки и разходите за производство на двигатели;

4. Използване на студено валцувани силициеви стоманени листове с добра магнитна проводимост за намаляване на загубите от хистерезис;
5. Приемане на високоефективно изолационно покритие от железни стърготини;
6. Термична обработка и технология на производство
Остатъчното напрежение след обработка на железни стружки може сериозно да повлияе на загубите на двигателя. При обработка на силициеви стоманени листове, посоката на рязане и напрежението на срязване при пробиване оказват значително влияние върху загубите на желязната сърцевина. Рязането по посока на валцоване на силициевия стоманен лист и провеждането на термична обработка върху силициевия стоманен лист може да намали загубите с 10% до 20%.