Rautaytimen jännityksen vaikutus suorituskykyynPysyvät magneettimoottorit
Talouden nopea kehitys on entisestään edistänyt kestomagneettimoottoriteollisuuden ammattimaistumista, mikä on asettanut korkeampia vaatimuksia moottorien suorituskyvylle, teknisille standardeille ja tuotteen toimintavakaudelle. Jotta kestomagneettimoottorit kehittyisivät laajemmalle sovellusalueelle, on vahvistettava niiden suorituskykyä kaikilta osin, jotta moottorin yleinen laatu ja suorituskykyindikaattorit voivat nousta korkeammalle tasolle.
Kestomagneettimoottoreissa rautasydän on erittäin tärkeä moottorin osa. Rautasydämen materiaalien valinnassa on otettava huomioon, pystyykö magneettinen johtavuus vastaamaan kestomagneettimoottorin käyttötarpeita. Yleensä kestomagneettimoottorien ydinmateriaaliksi valitaan sähköteräs, ja tärkein syy tähän on sähköteräksen hyvä magneettinen johtavuus.
Moottorin ytimen materiaalien valinnalla on erittäin tärkeä vaikutus kestomagneettimoottorien kokonaissuorituskykyyn ja kustannusten hallintaan. Kestomagneettimoottorien valmistuksen, kokoonpanon ja virallisen käytön aikana ytimeen muodostuu tiettyjä jännityksiä. Jännitys vaikuttaa kuitenkin suoraan sähköteräslevyn magneettiseen johtavuuteen, aiheuttaen magneettisen johtavuuden heikkenemisen vaihtelevassa määrin, joten kestomagneettimoottorin suorituskyky heikkenee ja moottorin häviöt lisääntyvät.
Kestomagneettimoottorien suunnittelussa ja valmistuksessa materiaalien valintaan ja käyttöön liittyvät vaatimukset kasvavat jatkuvasti, jopa lähelle materiaalien suorituskyvyn raja-arvoja ja -tasoa. Kestomagneettimoottorien ydinmateriaalina käytettävän sähköteräksen on täytettävä erittäin korkeat tarkkuusvaatimukset asiaankuuluvissa sovellusteknologioissa ja oltava tarkka rautahävikin laskenta, jotta se voi vastata todellisiin tarpeisiin.
Sähköteräksen sähkömagneettisten ominaisuuksien laskemiseen käytetty perinteinen moottorisuunnittelumenetelmä on ilmeisen epätarkka, koska nämä perinteiset menetelmät on tarkoitettu pääasiassa tavanomaisiin olosuhteisiin ja laskentatuloksissa on suuria poikkeamia. Siksi tarvitaan uusi laskentamenetelmä, jolla voidaan laskea tarkasti sähköteräksen magneettinen johtavuus ja rautahäviö jännityskenttäolosuhteissa, jotta rautasydänmateriaalien käyttöaste olisi korkeampi ja suorituskykyindikaattorit, kuten kestomagneettimoottorien hyötysuhde, saavuttaisivat korkeamman tason.
Zheng Yong ja muut tutkijat keskittyivät ydinjännityksen vaikutukseen kestomagneettimoottorien suorituskykyyn ja yhdistivät kokeellisen analyysin selvittääkseen kestomagneettimoottorien ydinmateriaalien jännitysmagneettisten ominaisuuksien ja jännitysraudan häviökäyttäytymisen kannalta olennaisia mekanismeja. Kestomagneettimoottorin rautasydämen jännitykseen käyttöolosuhteissa vaikuttavat useat eri jännityksen lähteet, ja jokaisella jännityksen lähteellä on monia täysin erilaisia ominaisuuksia.
Kestomagneettimoottorin staattorin sydämen jännitysmuodon näkökulmasta sen muodostumisen lähteitä ovat lävistys, niittaus, laminointi, kotelon interferenssikokoonpano jne. Interferenssikokoonpanon aiheuttamalla jännitysvaikutuksella on suurin ja merkittävin vaikutusalue. Kestomagneettimoottorin roottorin tärkeimpiä jännityksen lähteitä ovat lämpöjännitys, keskipakoisvoima, sähkömagneettinen voima jne. Tavallisiin moottoreihin verrattuna kestomagneettimoottorin normaali nopeus on suhteellisen korkea, ja roottorin sydämessä on myös magneettinen eristysrakenne.
Siksi keskipakoisjännitys on tärkein jännityksen lähde. Kestomagneettimoottorin kotelon interferenssikokoonpanon aiheuttama staattorin sydämen jännitys esiintyy pääasiassa puristusjännityksen muodossa, ja sen vaikutuspiste keskittyy moottorin staattorin sydämen ikeeseen, ja jännityksen suunta ilmenee kehän suuntaisena tangentiaalisena. Kestomagneettimoottorin roottorin keskipakoisvoiman muodostama jännitysominaisuus on vetojännitys, joka vaikuttaa lähes kokonaan roottorin rautasydämeen. Suurin keskipakoisjännitys vaikuttaa kestomagneettimoottorin roottorin magneettisen eristyssillan ja vahvistusrivan leikkauspisteeseen, mikä helpottaa suorituskyvyn heikkenemistä tällä alueella.
Rautasydämen jännityksen vaikutus kestomagneettimoottorien magneettikenttään
Analysoimalla kestomagneettimoottorien keskeisten osien magneettitiheyden muutoksia havaittiin, että kyllästymisen vaikutuksesta moottorin roottorin vahvistusripojen ja magneettisten eristyssiltojen magneettitiheydessä ei havaittu merkittävää muutosta. Moottorin staattorin ja päämagneettipiirin magneettitiheys vaihtelee merkittävästi. Tämä voi myös selittää sydämen jännityksen vaikutusta moottorin magneettitiheysjakaumaan ja magneettiseen johtavuuteen kestomagneettimoottorin käytön aikana.
Stressin vaikutus ydinlihasmenoon
Jännityksen vuoksi kestomagneettimoottorin staattorin ikeessä oleva puristusjännitys on suhteellisen keskittynyt, mikä johtaa merkittävään häviöön ja suorituskyvyn heikkenemiseen. Kestomagneettimoottorin staattorin ikeessä on merkittävä rautahäviöongelma, erityisesti staattorin hampaiden ja ikeen liitoskohdassa, jossa rautahäviö kasvaa eniten jännityksen vuoksi. Tutkimukset ovat laskennallisesti osoittaneet, että kestomagneettimoottorien rautahäviö on kasvanut 40–50 % vetojännityksen vaikutuksesta, mikä on edelleen melko hämmästyttävää, mikä johtaa kestomagneettimoottorien kokonaishäviön merkittävään kasvuun. Analyysin perusteella voidaan myös havaita, että moottorin rautahäviö on tärkein häviön muoto, jonka puristusjännitys aiheuttaa staattorin rautasydämen muodostumiselle. Moottorin roottorin osalta, kun rautasydämeen kohdistuu keskipakoisvetojännitystä käytön aikana, se ei ainoastaan lisää rautahäviötä, vaan sillä on myös tietty parantava vaikutus.
Stressin vaikutus induktanssiin ja vääntömomenttiin
Moottorin rautasydämen magneettinen induktiokyky heikkenee rautasydämen rasitusolosuhteissa, ja sen akselin induktanssi pienenee tietyssä määrin. Tarkemmin sanottuna kestomagneettimoottorin magneettipiiriä analysoitaessa akselin magneettinen piiri koostuu pääasiassa kolmesta osasta: ilmaraosta, kestomagneetista ja staattori-roottorin rautasydämestä. Näistä kestomagneetti on tärkein osa. Tästä syystä, kun kestomagneettimoottorin rautasydämen magneettinen induktiokyky muuttuu, se ei voi aiheuttaa merkittäviä muutoksia akselin induktanssiin.
Kestomagneettimoottorin ilmaraosta ja staattori-roottorin sydämestä koostuva akselin magneettipiirin osa on paljon pienempi kuin kestomagneetin magneettinen resistanssi. Kun otetaan huomioon sydämen jännityksen vaikutus, magneettisen induktion suorituskyky heikkenee ja akselin induktanssi pienenee merkittävästi. Analysoi jännityksen magneettisten ominaisuuksien vaikutusta kestomagneettimoottorin rautasydämeen. Kun moottorin sydämen magneettinen induktiokyky heikkenee, moottorin magneettinen sidos pienenee ja myös kestomagneettimoottorin sähkömagneettinen vääntömomentti pienenee.
Julkaisun aika: 07.08.2023
