Faktorer som påverkar det grundläggande järnintaget
För att analysera ett problem behöver vi först känna till några grundläggande teorier som hjälper oss att förstå. För det första behöver vi känna till två koncept. Det ena är alternerande magnetisering, som, enkelt uttryckt, sker i järnkärnan i en transformator och i stator- eller rotorkuggarna i en motor. Det andra är rotationsmagnetiseringsegenskapen, som produceras av motorns stator- eller rotoroket. Det finns många artiklar som utgår från två punkter och beräknar motorns järnförlust baserat på olika egenskaper enligt ovanstående lösningsmetod. Experiment har visat att kiselstålplåtar uppvisar följande fenomen under magnetisering av två egenskaper:
När den magnetiska flödestätheten är under 1,7 Tesla är hysteresförlusten orsakad av roterande magnetisering större än den som orsakas av alternerande magnetisering; när den är högre än 1,7 Tesla är det motsatta sant. Motorokets magnetiska flödestäthet ligger generellt mellan 1,0 och 1,5 Tesla, och motsvarande rotationsmagnetiseringshysteresförlust är cirka 45 till 65 % större än den alternerande magnetiseringshysteresförlusten.
Naturligtvis används även ovanstående slutsatser, och jag har inte personligen verifierat dem i praktiken. Dessutom, när magnetfältet i järnkärnan förändras, induceras en ström i den, kallad virvelström, och de förluster som orsakas av det kallas virvelströmsförluster. För att minska virvelströmsförluster kan motorns järnkärna vanligtvis inte göras till ett helt block, utan staplas axiellt med isolerade stålplåtar för att hindra flödet av virvelströmmar. Den specifika beräkningsformeln för järnförbrukning kommer inte att vara besvärlig här. Den grundläggande formeln och betydelsen av Baidus järnförbrukningsberäkning kommer att vara mycket tydlig. Följande är en analys av flera viktiga faktorer som påverkar vår järnförbrukning, så att alla också kan härleda problemet framåt eller bakåt i praktiska tekniska tillämpningar.
Efter att ha diskuterat ovanstående, varför påverkar tillverkningen av stansning järnförbrukningen? Egenskaperna hos stansningsprocessen beror huvudsakligen på olika former av stansmaskiner och bestämmer motsvarande skjuvläge och spänningsnivå enligt behoven hos olika typer av hål och spår, vilket säkerställer förhållandena för grunda spänningsområden runt lamineringens periferi. På grund av förhållandet mellan djup och form påverkas det ofta av skarpa vinklar, i den utsträckning att höga spänningsnivåer kan orsaka betydande järnförlust i grunda spänningsområden, särskilt i de relativt långa skjuvkanterna inom lamineringsområdet. Mer specifikt förekommer det huvudsakligen i alveolärregionen, vilket ofta blir ett fokus för forskning i den faktiska forskningsprocessen. Kiselstålplåtar med låg förlust bestäms ofta av större kornstorlekar. Slag kan orsaka syntetiska grader och rivskjuvning vid plåtens underkant, och slagvinkeln kan ha en betydande inverkan på storleken på grader och deformationsområden. Om en högspänningszon sträcker sig längs kantdeformationszonen till materialets insida, kommer kornstrukturen i dessa områden oundvikligen att genomgå motsvarande förändringar, vridas eller spricka, och extrem förlängning av gränsen kommer att inträffa längs rivriktningen. Vid denna tidpunkt kommer korngränsdensiteten i spänningszonen i skjuvriktningen oundvikligen att öka, vilket leder till en motsvarande ökning av järnförlusten inom området. Så, vid denna tidpunkt, kan materialet i spänningsområdet betraktas som ett material med hög förlust som faller ovanpå den vanliga lamineringen längs anslagskanten. På detta sätt kan den faktiska konstanten för kantmaterialet bestämmas, och den faktiska förlusten av anslagskanten kan ytterligare bestämmas med hjälp av järnförlustmodellen.
1. Glödgningsprocessens inverkan på järnförlust
Påverkningsförhållandena för järnförlust finns huvudsakligen i samband med kiselstålplåtar, och mekaniska och termiska påfrestningar kommer att påverka kiselstålplåtar med förändringar i deras faktiska egenskaper. Ytterligare mekanisk påfrestning kommer att leda till förändringar i järnförlusten. Samtidigt kommer den kontinuerliga ökningen av motorns innertemperatur också att främja uppkomsten av problem med järnförlust. Att vidta effektiva glödgningsåtgärder för att avlägsna ytterligare mekanisk påfrestning kommer att ha en gynnsam effekt på att minska järnförlusten inuti motorn.
2. Orsaker till alltför stora förluster i tillverkningsprocesser
Kiselstålplåtar, som är det huvudsakliga magnetiska materialet för motorer, har en betydande inverkan på motorns prestanda på grund av att de uppfyller konstruktionskraven. Dessutom kan prestandan hos kiselstålplåtar av samma kvalitet variera mellan olika tillverkare. Vid val av material bör man sträva efter att välja material från bra tillverkare av kiselstål. Nedan följer några viktiga faktorer som faktiskt har påverkat järnförbrukningen och som man har stött på tidigare.
Kiselstålplåten har inte isolerats eller behandlats korrekt. Denna typ av problem kan upptäckas under testprocessen av kiselstålplåtar, men inte alla motortillverkare har denna testfunktion, och detta problem är ofta inte välkänt av motortillverkare.
Skadad isolering mellan plåtar eller kortslutning mellan plåtar. Denna typ av problem uppstår under tillverkningsprocessen av järnkärnan. Om trycket under lamineringen av järnkärnan är för högt, orsakar det skador på isoleringen mellan plåtarna; Eller om graderna är för stora efter stansning kan de tas bort genom polering, vilket resulterar i allvarliga skador på isoleringen på stansningsytan; Efter att lamineringen av järnkärnan är klar är spåret inte slätt, och filningsmetoden används; Alternativt, på grund av faktorer som ojämn statorborrning och bristande koncentricitet mellan statorborrningen och maskinsätets läpp, kan svarvning användas för korrigering. Den konventionella användningen av dessa motorproduktions- och bearbetningsprocesser har faktiskt en betydande inverkan på motorns prestanda, särskilt järnförlusten.
När man använder metoder som förbränning eller uppvärmning med elektricitet för att demontera lindningen kan det orsaka att järnkärnan överhettas, vilket resulterar i minskad magnetisk ledningsförmåga och skador på isoleringen mellan arken. Detta problem uppstår främst vid reparation av lindning och motor under produktions- och bearbetningsprocessen.
Staplingssvetsning och andra processer kan också orsaka skador på isoleringen mellan staplarna, vilket ökar virvelströmsförluster.
Otillräcklig järnvikt och ofullständig kompaktering mellan plåtarna. Det slutliga resultatet är att järnkärnans vikt är otillräcklig, och det mest direkta resultatet är att strömmen överstiger toleransen, samtidigt som det kan finnas det faktum att järnförlusten överstiger standarden.
Beläggningen på kiselstålplåten är för tjock, vilket gör att magnetkretsen blir för mättad. Vid denna tidpunkt är förhållandet mellan tomgångsström och spänning kraftigt böjt. Detta är också en viktig del av produktions- och bearbetningsprocessen för kiselstålplåt.
Under produktion och bearbetning av järnkärnor kan kornorienteringen hos kiselstålplåtens stans- och skärytor skadas, vilket leder till en ökad järnförlust under samma magnetiska induktion. För motorer med variabel frekvens bör ytterligare järnförluster orsakade av övertoner också beaktas. Detta är en faktor som bör beaktas i detalj i designprocessen.
Utöver ovanstående faktorer bör det designvärde för motorns järnförlust baseras på den faktiska produktionen och bearbetningen av järnkärnan, och alla ansträngningar bör göras för att säkerställa att det teoretiska värdet överensstämmer med det faktiska värdet. De karakteristiska kurvorna som tillhandahålls av allmänna materialleverantörer mäts med Epsteins fyrkantspolemetoden, men magnetiseringsriktningen för olika delar i motorn är olika, och denna speciella roterande järnförlust kan för närvarande inte beaktas. Detta kan leda till varierande grader av inkonsekvens mellan beräknade och uppmätta värden.
Metoder för att minska järnförlust i teknisk design
Det finns många sätt att minska järnförbrukningen inom teknik, och det viktigaste är att anpassa medicinen till situationen. Naturligtvis handlar det inte bara om järnförbrukning, utan även om andra förluster. Det mest grundläggande sättet är att känna till orsakerna till hög järnförlust, såsom hög magnetisk densitet, hög frekvens eller överdriven lokal mättnad. Naturligtvis är det på normalt sätt nödvändigt att å ena sidan närma sig verkligheten så nära som möjligt från simuleringssidan, och å andra sidan kombineras processen med teknik för att minska ytterligare järnförbrukning. Den vanligaste metoden är att öka användningen av bra kiselstålplåtar, och oavsett kostnad kan importerat superkiselstål väljas. Naturligtvis har utvecklingen av inhemska nya energidrivna tekniker också drivit bättre utveckling i uppströms och nedströms. Inhemska stålverk lanserar också specialiserade kiselstålprodukter. Genealogy har en bra klassificering av produkter för olika tillämpningsscenarier. Här är några enkla metoder att stöta på:
1. Optimera magnetkretsen
Att optimera magnetkretsen är, för att vara exakt, att optimera sinus för magnetfältet. Detta är avgörande, inte bara för induktionsmotorer med fast frekvens. Induktionsmotorer med variabel frekvens och synkronmotorer är avgörande. När jag arbetade inom textilmaskinindustrin tillverkade jag två motorer med olika prestanda för att minska kostnaderna. Naturligtvis var det viktigaste närvaron eller frånvaron av sneda poler, vilket resulterade i inkonsekventa sinusformade egenskaper hos luftgapets magnetfält. På grund av arbete vid höga hastigheter står järnförlusten för en stor andel, vilket resulterar i en betydande skillnad i förlusterna mellan de två motorerna. Slutligen, efter några bakåtberäkningar, har skillnaden i järnförlust för motorn under styralgoritmen ökat med mer än dubbelt så mycket. Detta påminner också alla om att koppla styralgoritmer när man tillverkar motorer med variabel frekvenshastighetsreglering igen.
2. Minska magnetisk densitet
Att öka längden på järnkärnan eller öka den magnetiska ledningsförmågan i den magnetiska kretsen för att minska den magnetiska flödestätheten, men mängden järn som används i motorn ökar i motsvarande grad;
3. Minska tjockleken på järnflisor för att minska förlusten av inducerad ström
Att ersätta varmvalsade kiselstålplåtar med kallvalsade kiselstålplåtar kan minska tjockleken på kiselstålplåtarna, men tunna järnflisor kommer att öka antalet järnflisor och motortillverkningskostnaderna.
4. Användning av kallvalsade kiselstålplåtar med god magnetisk ledningsförmåga för att minska hysteresförlust;
5. Användning av högpresterande järnflisisoleringsbeläggning;
6. Värmebehandling och tillverkningsteknik
Restspänningen efter bearbetning av järnflisor kan allvarligt påverka motorförlusten. Vid bearbetning av kiselstålplåt har skärriktningen och skjuvspänningen vid stansning en betydande inverkan på förlusten av järnkärnan. Att skära längs kiselstålplåtens valsningsriktning och utföra värmebehandling på kiselstålplåten kan minska förlusterna med 10 % till 20 %.
Publiceringstid: 1 november 2023
