Kuinka vähentää moottorin rautahäviötä

Raudan peruskulutukseen vaikuttavat tekijät

Ongelman analysoimiseksi meidän on ensin tiedettävä joitakin perusperiaatteita, jotka auttavat meitä ymmärtämään sitä. Ensinnäkin meidän on tunnettava kaksi käsitettä. Toinen on vaihtuva magnetisaatio, joka yksinkertaisesti sanottuna tapahtuu muuntajan rautasydämessä ja moottorin staattorin tai roottorin hampaissa; toinen on pyörivä magnetisaatio, jonka tuottaa moottorin staattori- tai roottorikela. On monia artikkeleita, jotka lähtevät kahdesta kohdasta ja laskevat moottorin rautahäviön eri ominaisuuksien perusteella yllä olevan ratkaisumenetelmän mukaisesti. Kokeet ovat osoittaneet, että piiteräslevyillä on seuraavat ilmiöt kahden ominaisuuden magnetoituessa:
Kun magneettivuon tiheys on alle 1,7 teslaa, pyörivän magnetoinnin aiheuttama hystereesihäviö on suurempi kuin vaihtuvan magnetoinnin aiheuttama. Kun se on yli 1,7 teslaa, tilanne on päinvastainen. Moottorikelkan magneettivuon tiheys on yleensä 1,0–1,5 teslaa, ja vastaava pyörivän magnetoinnin hystereesihäviö on noin 45–65 % suurempi kuin vaihtuvan magnetoinnin hystereesihäviö.
Tietenkin edellä mainittuja johtopäätöksiä käytetään myös, enkä ole henkilökohtaisesti todentanut niitä käytännössä. Lisäksi, kun rautasydämen magneettikenttä muuttuu, siihen indusoituu virta, jota kutsutaan pyörrevirraksi, ja sen aiheuttamia häviöitä kutsutaan pyörrevirtahäviöiksi. Pyörrevirtahäviöiden vähentämiseksi moottorin rautasydämestä ei yleensä voida tehdä kokonaista lohkoa, vaan se on pinottu aksiaalisesti eristetyillä teräslevyillä pyörrevirtojen virtauksen estämiseksi. Raudankulutuksen tarkka laskentakaava ei ole tässä hankala. Baidu-raudankulutuslaskelman peruskaava ja merkitys ovat hyvin selkeitä. Seuraavassa on analyysi useista keskeisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat raudankulutukseemme, jotta kaikki voivat myös eteen- tai taaksepäin päätellä ongelman käytännön suunnittelusovelluksissa.

Yllä olevan perusteella kysytään, miksi leimausosien valmistus vaikuttaa raudankulutukseen? Lävistysprosessin ominaisuudet riippuvat pääasiassa lävistyskoneiden eri muodoista ja määräävät vastaavan leikkausmoodin ja jännitystason erityyppisten reikien ja urien tarpeiden mukaan, mikä varmistaa matalien jännitysalueiden olosuhteet laminoinnin reunoilla. Syvyyden ja muodon välisen suhteen vuoksi terävät kulmat vaikuttavat siihen siinä määrin, että korkeat jännitystasot voivat aiheuttaa merkittävää rautahäviötä matalilla jännitysalueilla, erityisesti laminoinnin suhteellisen pitkillä leikkausreunoilla. Tarkemmin sanottuna se tapahtuu pääasiassa alveolaarisella alueella, joka on usein tutkimuksen kohde varsinaisessa tutkimusprosessissa. Vähähäviöiset piiteräslevyt määräytyvät usein suuremman raekoon perusteella. Isku voi aiheuttaa synteettisiä purseita ja repeämisleikkauksia levyn alareunassa, ja iskukulmalla voi olla merkittävä vaikutus purseiden ja muodonmuutosalueiden kokoon. Jos korkea jännitysvyöhyke ulottuu reunan muodonmuutosvyöhykettä pitkin materiaalin sisäpuolelle, näiden alueiden raerakenne muuttuu väistämättä vastaavasti, kiertyy tai murtuu, ja raja venyy äärimmäinen reunan venymä repäisysuunnassa. Tässä vaiheessa jännitysvyöhykkeen raerajan tiheys leikkaussuunnassa väistämättä kasvaa, mikä johtaa vastaavaan rautahäviön kasvuun alueella. Tässä vaiheessa jännitysalueella olevaa materiaalia voidaan siis pitää suuren häviön omaavana materiaalina, joka putoaa törmäysreunan suuntaisen tavallisen laminaatin päälle. Tällä tavoin voidaan määrittää reunamateriaalin todellinen vakio, ja törmäysreunan todellinen häviö voidaan määrittää edelleen rautahäviömallin avulla.
1. Hehkutusprosessin vaikutus rautahäviöön
Rautahäviön vaikutusolosuhteet esiintyvät pääasiassa piiteräslevyjen ominaisuuksissa, ja mekaaniset ja lämpöjännitykset vaikuttavat piiteräslevyihin muuttamalla niiden todellisia ominaisuuksia. Lisämekaaninen rasitus johtaa muutoksiin rautahävikissä. Samalla moottorin sisälämpötilan jatkuva nousu edistää myös rautahäviöongelmien esiintymistä. Tehokkaiden hehkutustoimenpiteiden toteuttaminen lisämekaanisen rasituksen poistamiseksi vähentää moottorin sisäistä rautahäviötä suotuisasti.

2. Valmistusprosessien liiallisten hävikkien syyt

Piiteräslevyt moottoreiden tärkeimpänä magneettisena materiaalina vaikuttavat merkittävästi moottorin suorituskykyyn, koska ne täyttävät suunnitteluvaatimukset. Lisäksi samanlaatuisten piiteräslevyjen suorituskyky voi vaihdella eri valmistajilla. Materiaaleja valittaessa tulisi pyrkiä valitsemaan materiaaleja hyviltä piiteräsvalmistajilta. Alla on joitakin keskeisiä tekijöitä, jotka ovat aiemmin havainneet raudankulutukseen vaikuttaneena.

Piiteräslevyä ei ole eristetty tai käsitelty asianmukaisesti. Tällainen ongelma voidaan havaita piiteräslevyjen testausprosessin aikana, mutta kaikilla moottorivalmistajilla ei ole tätä testauskohtaa, eivätkä moottorivalmistajat usein tunnista tätä ongelmaa hyvin.

Vaurioitunut eristys levyjen välillä tai oikosulku levyjen välillä. Tämän tyyppinen ongelma esiintyy rautasydämen valmistusprosessissa. Jos paine rautasydämen laminoinnin aikana on liian korkea, se vahingoittaa levyjen välistä eristystä; Tai jos purseet ovat liian suuria lävistyksen jälkeen, ne voidaan poistaa kiillottamalla, mikä voi johtaa vakaviin vaurioihin lävistyspinnan eristyksessä; Kun rautasydämen laminointi on valmis, ura ei ole sileä ja käytetään viilausmenetelmää; Vaihtoehtoisesti, esimerkiksi epätasaisen staattorireiän ja staattorireiän ja koneen istuimen huulen välisen epäkeskisyyden vuoksi, voidaan korjata sorvaamalla. Näiden moottorin tuotanto- ja käsittelyprosessien tavanomaisella käytöllä on itse asiassa merkittävä vaikutus moottorin suorituskykyyn, erityisesti rautahäviöön.

Kun käämityksen purkamiseen käytetään menetelmiä, kuten polttamista tai sähkölämmitystä, rautasydämen ylikuumeneminen voi johtaa magneettisen johtavuuden heikkenemiseen ja levyjen välisen eristyksen vaurioitumiseen. Tämä ongelma esiintyy pääasiassa käämityksen ja moottorin korjauksen yhteydessä tuotanto- ja käsittelyprosessin aikana.

Pinoamishitsaus ja muut prosessit voivat myös vahingoittaa pinojen välistä eristystä ja lisätä pyörrevirtahäviöitä.
Riittämätön raudan paino ja epätäydellinen tiivistyminen levyjen välillä. Lopullisena seurauksena on, että rautasydämen paino on riittämätön, ja suorin seuraus on, että virta ylittää toleranssin, vaikka rautahävikki voi ylittää standardin.
Piiteräslevyn pinnoite on liian paksu, mikä aiheuttaa magneettipiirin liian kyllästymisen. Tällöin tyhjäkäyntivirran ja jännitteen välinen suhdekäyrä on voimakkaasti taipunut. Tämä on myös keskeinen tekijä piiteräslevyjen tuotanto- ja käsittelyprosessissa.

Rautasydämien valmistuksen ja käsittelyn aikana piiteräslevyn lävistys- ja leikkauspinnan kiinnityskohdan raesuunta voi vaurioitua, mikä johtaa rautahäviön lisääntymiseen saman magneettisen induktion vaikutuksesta; Muuttuvataajuusmoottoreissa on otettava huomioon myös harmonisten yliaaltojen aiheuttamat lisärautahäviöt; Tämä on tekijä, joka on otettava kattavasti huomioon suunnitteluprosessissa.

Edellä mainittujen tekijöiden lisäksi moottorin rautahäviön suunnitteluarvon tulisi perustua rautasydämen todelliseen tuotantoon ja käsittelyyn, ja on pyrittävä kaikin tavoin varmistamaan, että teoreettinen arvo vastaa todellista arvoa. Yleisten materiaalitoimittajien toimittamat ominaiskäyrät mitataan Epsteinin neliökelamenetelmällä, mutta moottorin eri osien magnetisaatiosuunta on erilainen, eikä tätä erityistä pyörivän rautahäviötä voida tällä hetkellä ottaa huomioon. Tämä voi johtaa vaihtelevaan epäjohdonmukaisuuteen laskettujen ja mitattujen arvojen välillä.

Menetelmiä rautahäviön vähentämiseksi suunnittelussa
Raudankulutusta voidaan vähentää tekniikassa monella tapaa, ja tärkeintä on räätälöidä lääketiede tilanteen mukaan. Kyse ei tietenkään ole pelkästään raudankulutuksesta, vaan myös muista häviöistä. Perustavanlaatuisin tapa on tietää suuren rautahävikin syyt, kuten korkea magneettinen tiheys, korkea taajuus tai liiallinen paikallinen saturaatio. Normaalitapauksessa on toisaalta tarpeen lähestyä todellisuutta mahdollisimman lähelle simulaation puolelta, ja toisaalta prosessi yhdistetään teknologiaan raudan lisäkulutuksen vähentämiseksi. Yleisin menetelmä on lisätä hyvien piiteräslevyjen käyttöä, ja kustannuksista riippumatta voidaan valita maahantuotua superpiiterästä. Kotimaisten uusien energiakäyttöisten teknologioiden kehitys on tietenkin myös edistänyt parempaa kehitystä sekä ylä- että alajuoksulla. Kotimaiset terästehtaat lanseeraavat myös erikoistuneita piiterästuotteita. Genealogylla on hyvä tuoteluokitus eri sovellusskenaarioihin. Tässä on muutamia yksinkertaisia ​​menetelmiä, joihin voi törmätä:

1. Optimoi magneettipiiri

Magneettipiirin optimointi, tarkalleen ottaen, on magneettikentän sinimuodon optimointia. Tämä on ratkaisevan tärkeää, ei vain kiinteätaajuuksisille induktiomoottoreille. Muuttuvataajuiset induktiomoottorit ja tahtimoottorit ovat ratkaisevan tärkeitä. Työskennellessäni tekstiilikoneteollisuudessa tein kaksi moottoria, joilla oli eri suorituskyky kustannusten vähentämiseksi. Tärkeintä oli tietenkin vinojen napojen olemassaolo tai puuttuminen, mikä johti ilmaraon magneettikentän epäjohdonmukaisiin sinimuotoisiin ominaisuuksiin. Suurilla nopeuksilla työskentelyn vuoksi rautahäviö muodostaa suuren osan, mikä johtaa merkittävään eroon kahden moottorin häviöissä. Lopulta, joidenkin taaksepäin tehtyjen laskelmien jälkeen, moottorin rautahäviöero ohjausalgoritmin alaisena on kasvanut yli kaksinkertaiseksi. Tämä muistuttaa myös kaikkia ohjausalgoritmien kytkemisestä muuttuvataajuisia nopeussäätöisiä moottoreita rakennettaessa.

2. Vähennä magneettista tiheyttä
Rautasydämen pituuden lisääminen tai magneettipiirin magneettisen johtavuusalueen lisääminen magneettivuon tiheyden vähentämiseksi, mutta moottorissa käytetyn raudan määrä kasvaa vastaavasti;

3. Rautasirpaleiden paksuuden vähentäminen indusoidun virran häviön vähentämiseksi
Kuumavalssattujen piiteräslevyjen korvaaminen kylmävalssatuilla piiteräslevyillä voi vähentää piiteräslevyjen paksuutta, mutta ohuet rautalastut lisäävät rautalastujen määrää ja moottorin valmistuskustannuksia;

4. Kylmävalssattujen piiteräslevyjen käyttö, joilla on hyvä magneettinen johtavuus, hystereesihäviön vähentämiseksi;
5.Korkean suorituskyvyn omaavan rautalastueristyspinnoitteen käyttöönotto;
6. Lämpökäsittely ja valmistustekniikka
Rautasirpaleiden käsittelyn jälkeinen jäännösjännitys voi vaikuttaa vakavasti moottorin tehohäviöön. Piiteräslevyjä työstettäessä leikkaussuunnalla ja lävistysleikkausjännityksellä on merkittävä vaikutus rautasydämen tehohäviöön. Piiteräslevyn leikkaaminen valssisuunnan suuntaisesti ja piiteräslevyn lämpökäsittely voivat vähentää häviöitä 10–20 %.