Vliv namáhání železného jádra na výkon motorů s permanentními magnety

Vliv napětí v železném jádru na výkonMotory s permanentními magnety

Rychlý rozvoj ekonomiky dále podpořil trend profesionalizace v odvětví motorů s permanentními magnety a klade vyšší požadavky na výkon motorů, technické standardy a provozní stabilitu produktu. Aby se motory s permanentními magnety mohly rozvíjet v širší oblasti použití, je nutné posílit příslušný výkon ve všech ohledech, aby celková kvalita a výkonnostní ukazatele motoru dosáhly vyšší úrovně.

U motorů s permanentními magnety je železné jádro velmi důležitou součástí motoru. Při výběru materiálů železného jádra je nutné plně zvážit, zda magnetická vodivost splňuje provozní požadavky motoru s permanentními magnety. Obecně se jako materiál jádra pro motory s permanentními magnety volí elektrotechnická ocel, a to hlavním důvodem je, že elektrotechnická ocel má dobrou magnetickou vodivost.

Výběr materiálů jádra motoru má velmi důležitý vliv na celkový výkon a kontrolu nákladů motorů s permanentními magnety. Během výroby, montáže a provozování motorů s permanentními magnety se na jádru vytvoří určitá napětí. Existence napětí však přímo ovlivní magnetickou vodivost elektrotechnického ocelového plechu, což způsobí, že magnetická vodivost bude v různé míře klesat, a tím se sníží výkon motoru s permanentními magnety a zvýší se ztráty motoru.

Při návrhu a výrobě motorů s permanentními magnety se požadavky na výběr a použití materiálů neustále zvyšují a blíží se až k limitním standardům a úrovni materiálových vlastností. Jakožto základní materiál motorů s permanentními magnety musí elektrotechnická ocel splňovat velmi vysoké požadavky na přesnost v příslušných aplikačních technologiích a přesný výpočet ztrát železa, aby splňovala skutečné potřeby.

Tradiční metoda návrhu motorů používaná k výpočtu elektromagnetických charakteristik elektrotechnické oceli je zjevně nepřesná, protože tyto konvenční metody jsou určeny převážně pro běžné podmínky a výsledky výpočtů budou mít velké odchylky. Proto je zapotřebí nová výpočtová metoda pro přesný výpočet magnetické vodivosti a ztrát železa elektrotechnické oceli za podmínek napěťového pole, aby se zvýšila úroveň použití železných jádrových materiálů a dosáhly vyšší úrovně výkonnostních ukazatelů, jako je účinnost motorů s permanentními magnety.

Zheng Yong a další výzkumníci se zaměřili na vliv napětí v jádře na výkon motorů s permanentními magnety a kombinovali experimentální analýzu, aby prozkoumali relevantní mechanismy magnetických vlastností napětí a ztrát železa v důsledku napětí u materiálů jader motorů s permanentními magnety. Napětí v železném jádru motoru s permanentními magnety za provozních podmínek je ovlivněno různými zdroji napětí a každý zdroj napětí vykazuje mnoho zcela odlišných vlastností.

Z hlediska formy namáhání jádra statoru motorů s permanentními magnety patří mezi zdroje jeho vzniku děrování, nýtování, laminování, interferenční montáž skříně atd. Vliv namáhání způsobeného interferenční montáží skříně má největší a nejvýznamnější dopadovou plochu. U rotoru motoru s permanentními magnety patří mezi hlavní zdroje namáhání, které snáší, tepelné namáhání, odstředivá síla, elektromagnetická síla atd. Ve srovnání s běžnými motory je normální rychlost motoru s permanentními magnety relativně vysoká a na jádru rotoru je také instalována magnetická izolační struktura.

Hlavním zdrojem napětí je proto odstředivé napětí. Napětí v jádru statoru generované interferenční sestavou skříně motoru s permanentními magnety existuje převážně ve formě tlakového napětí a jeho bod působení je soustředěn v jhu jádra statoru motoru, přičemž směr napětí se projevuje jako obvodový tečný. Vlastnost napětí vytvořená odstředivou silou rotoru motoru s permanentními magnety je tahové napětí, které téměř úplně působí na železné jádro rotoru. Maximální odstředivé napětí působí na průsečík magnetického izolačního můstku rotoru motoru s permanentními magnety a výztužného žebra, což v této oblasti usnadňuje snížení výkonu.

Vliv napětí v železném jádru na magnetické pole motorů s permanentními magnety

Analýzou změn magnetické hustoty klíčových částí motorů s permanentními magnety bylo zjištěno, že pod vlivem saturace nedošlo k žádné významné změně magnetické hustoty na výztužných žebrech a magnetických izolačních můstcích rotoru motoru. Magnetická hustota statoru a hlavního magnetického obvodu motoru se výrazně mění. To může dále vysvětlit vliv napětí v jádru na rozložení magnetické hustoty a magnetickou vodivost motoru během provozu motoru s permanentními magnety.

Vliv stresu na ztrátu středu těla

V důsledku namáhání bude tlakové napětí na jhu statoru motoru s permanentními magnety relativně koncentrované, což vede k významným ztrátám a snížení výkonu. Na jhu statoru motoru s permanentními magnety existuje významný problém se ztrátami železa, zejména na spojení zubů statoru a jha, kde se ztráty železa v důsledku namáhání nejvíce zvyšují. Výzkum výpočtem zjistil, že ztráty železa u motorů s permanentními magnety se v důsledku vlivu tahového napětí zvýšily o 40–50 %, což je stále poměrně ohromující, což vede k významnému zvýšení celkových ztrát u motorů s permanentními magnety. Analýzou lze také zjistit, že ztráty železa v motoru jsou hlavní formou ztrát způsobených vlivem tlakového napětí na formování železného jádra statoru. U rotoru motoru, když je železné jádro během provozu vystaveno odstředivému tahovému namáhání, nejenže se ztráty železa nezvýší, ale bude to mít také určitý efekt zlepšení.

Vliv napětí na indukčnost a točivý moment

Magnetická indukční vlastnost železného jádra motoru se v podmínkách namáhání železného jádra zhoršuje a jeho indukčnost hřídele se do určité míry snižuje. Konkrétně, při analýze magnetického obvodu motoru s permanentními magnety se magnetický obvod hřídele skládá hlavně ze tří částí: vzduchové mezery, permanentního magnetu a železného jádra statoru a rotoru. Mezi nimi je permanentní magnet nejdůležitější částí. Z tohoto důvodu nemůže změna magnetické indukční vlastnosti železného jádra motoru s permanentními magnety způsobit významné změny indukčnosti hřídele.

Část magnetického obvodu hřídele, složená ze vzduchové mezery a jádra statoru rotoru motoru s permanentními magnety, je mnohem menší než magnetický odpor permanentního magnetu. S ohledem na vliv napětí v jádru se zhoršuje magnetická indukce a indukčnost hřídele výrazně klesá. Analyzujte vliv magnetických vlastností napětí na železné jádro motoru s permanentními magnety. S klesající magnetickou indukcí jádra motoru se snižuje magnetická vazba motoru a také se snižuje elektromagnetický moment motoru s permanentními magnety.