Jak snížit ztráty motorového železa

Faktory ovlivňující základní spotřebu železa

Abychom mohli analyzovat problém, musíme nejprve znát některé základní teorie, které nám pomohou pochopit. Nejprve potřebujeme znát dva pojmy. Jedním je střídavá magnetizace, která, zjednodušeně řečeno, probíhá v železném jádru transformátoru a v zubech statoru nebo rotoru motoru; Jedním z nich je rotační magnetizační vlastnost, kterou vytváří stator nebo rotorový třmen motoru. Existuje mnoho článků, které začínají ze dvou bodů a počítají ztrátu železa motoru na základě různých charakteristik podle výše uvedené metody řešení. Experimenty ukázaly, že plechy z křemíkové oceli vykazují při magnetizaci následující jevy dvou vlastností:
Když je hustota magnetického toku nižší než 1,7 Tesla, ztráta hystereze způsobená rotační magnetizací je větší než ztráta způsobená střídavou magnetizací; Když je vyšší než 1,7 Tesly, opak je pravdou. Hustota magnetického toku třmenu motoru je obecně mezi 1,0 a 1,5 Tesla a odpovídající ztráta hystereze rotační magnetizace je asi o 45 až 65 % větší než ztráta hystereze střídavé magnetizace.
Samozřejmě jsou použity i výše uvedené závěry a osobně je nemám ověřené v praxi. Navíc při změně magnetického pole v železném jádru se v něm indukuje proud, který se nazývá vířivý proud, a tím způsobené ztráty se nazývají ztráty vířivými proudy. Aby se snížily ztráty vířivými proudy, železné jádro motoru obvykle nemůže být vyrobeno jako celý blok a je naskládáno axiálně izolovanými ocelovými plechy, aby se zabránilo toku vířivých proudů. Konkrétní kalkulační vzorec pro spotřebu železa zde nebude těžkopádný. Základní vzorec a význam výpočtu spotřeby železa Baidu bude velmi jasný. Následuje analýza několika klíčových faktorů, které ovlivňují naši spotřebu železa, takže každý může také dopředu nebo zpětně odvodit problém v praktických technických aplikacích.

Proč po probrání výše uvedeného ovlivňuje výroba lisování spotřebu železa? Charakteristiky procesu děrování závisí především na různých tvarech děrovacích strojů a určují odpovídající režim smyku a úroveň napětí podle potřeb různých typů otvorů a drážek, čímž jsou zajištěny podmínky mělkých oblastí napětí po obvodu laminace. V důsledku vztahu mezi hloubkou a tvarem je často ovlivněn ostrými úhly, a to do té míry, že vysoké úrovně napětí mohou způsobit významnou ztrátu železa v mělkých oblastech napětí, zejména v relativně dlouhých smykových hranách v rozsahu laminace. Konkrétně se vyskytuje především v alveolární oblasti, která se často stává středobodem výzkumu v samotném výzkumném procesu. Nízkoztrátové plechy z křemíkové oceli jsou často určeny větší velikostí zrna. Náraz může způsobit syntetické otřepy a trhací smyk na spodním okraji plechu a úhel dopadu může mít významný dopad na velikost otřepů a deformačních oblastí. Jestliže se oblast vysokého napětí rozprostírá podél okrajové deformační zóny do vnitřku materiálu, struktura zrn v těchto oblastech nevyhnutelně podstoupí odpovídající změny, bude zkroucena nebo zlomena a dojde k extrémnímu prodloužení hranice ve směru trhání. V tomto okamžiku se hustota hranic zrn v napěťové zóně ve směru smyku nevyhnutelně zvýší, což povede k odpovídajícímu zvýšení ztrát železa v této oblasti. Takže v tomto bodě lze materiál v oblasti napětí považovat za vysoce ztrátový materiál, který dopadá na běžnou laminaci podél nárazové hrany. Tímto způsobem lze určit skutečnou konstantu materiálu hrany a dále určit skutečnou ztrátu hrany nárazu pomocí modelu ztráty železa.
1.Vliv procesu žíhání na ztrátu železa
Vlivové podmínky ztráty železa existují především u plechů z křemíkové oceli a mechanické a tepelné namáhání ovlivní plechy z křemíkové oceli se změnami jejich skutečných vlastností. Další mechanické namáhání povede ke změnám ve ztrátě železa. Současně neustálé zvyšování vnitřní teploty motoru také podpoří výskyt problémů se ztrátou železa. Provedení účinných opatření žíháním k odstranění dodatečného mechanického namáhání bude mít příznivý účinek na snížení ztrát železa uvnitř motoru.

2.Důvody nadměrných ztrát ve výrobních procesech

Plechy z křemíkové oceli, jako hlavní magnetický materiál pro motory, mají významný vliv na výkon motoru díky tomu, že splňují konstrukční požadavky. Kromě toho se výkon plechů z křemíkové oceli stejné třídy může u různých výrobců lišit. Při výběru materiálů by se mělo usilovat o výběr materiálů od dobrých výrobců křemíkové oceli. Níže jsou uvedeny některé klíčové faktory, které skutečně ovlivnily spotřebu železa, se kterými jsme se již dříve setkali.

Plech z křemíkové oceli nebyl izolován nebo řádně ošetřen. Tento typ problému lze zjistit během procesu testování plechů z křemíkové oceli, ale ne všichni výrobci motorů mají tento testovací předmět a výrobci motorů tento problém často dobře nerozpoznají.

Poškozená izolace mezi plechy nebo zkraty mezi plechy. Tento typ problému se vyskytuje během výrobního procesu železného jádra. Pokud je tlak během laminování železného jádra příliš vysoký, dojde k poškození izolace mezi plechy; Nebo pokud jsou otřepy po děrování příliš velké, lze je odstranit leštěním, což má za následek vážné poškození izolace povrchu děrování; Po dokončení laminace železného jádra není drážka hladká a používá se metoda pilování; Alternativně, kvůli faktorům, jako je nerovnoměrné vrtání statoru a nesoustřednost mezi vrtáním statoru a břitem sedla stroje, lze pro korekci použít otáčení. Konvenční použití těchto procesů výroby a zpracování motoru má ve skutečnosti významný dopad na výkon motoru, zejména na ztráty železa.

Při použití metod, jako je pálení nebo ohřev elektřinou k rozebrání vinutí, může dojít k přehřátí železného jádra, což má za následek snížení magnetické vodivosti a poškození izolace mezi plechy. Tento problém se vyskytuje především při opravách vinutí a motoru během procesu výroby a zpracování.

Stohovací svařování a další procesy mohou také způsobit poškození izolace mezi stohy, což zvyšuje ztráty vířivými proudy.
Nedostatečná hmotnost železa a neúplné zhutnění mezi plechy. Konečným výsledkem je, že hmotnost železného jádra je nedostatečná a nejpřímějším výsledkem je, že proud překračuje toleranci, přičemž může dojít k tomu, že ztráta železa překročí normu.
Povlak na plechu z křemíkové oceli je příliš silný, což způsobuje přílišné nasycení magnetického obvodu. V tomto okamžiku je křivka vztahu mezi proudem naprázdno a napětím silně ohnutá. To je také klíčovým prvkem v procesu výroby a zpracování plechů z křemíkové oceli.

Během výroby a zpracování železných jader může být poškozena orientace zrna děrovacího a střižného uchycení plechu z křemíkové oceli, což vede ke zvýšení ztrát železa při stejné magnetické indukci; U motorů s proměnnou frekvencí by měly být brány v úvahu i dodatečné ztráty železa způsobené harmonickými; To je faktor, který by měl být v procesu návrhu komplexně zohledněn.

Kromě výše uvedených faktorů by návrhová hodnota ztráty motorového železa měla vycházet ze skutečné výroby a zpracování železného jádra a mělo by být vynaloženo veškeré úsilí k tomu, aby teoretická hodnota odpovídala skutečné hodnotě. Charakteristické křivky poskytované obecnými dodavateli materiálů jsou měřeny metodou Epsteinovy ​​čtvercové cívky, ale směr magnetizace různých částí v motoru je odlišný a tuto zvláštní rotující ztrátu železa nelze v současnosti uvažovat. To může vést k různému stupni nekonzistence mezi vypočtenými a naměřenými hodnotami.

Metody snižování ztrát železa ve strojírenství
Existuje mnoho způsobů, jak snížit spotřebu železa ve strojírenství, a nejdůležitější je přizpůsobit lék situaci. Nejde samozřejmě jen o spotřebu železa, ale i o další ztráty. Nejzásadnějším způsobem je znát důvody vysokých ztrát železa, jako je vysoká magnetická hustota, vysoká frekvence nebo nadměrná místní saturace. Samozřejmě běžným způsobem je na jedné straně nutné se ze strany simulace co nejvíce přiblížit realitě a na druhé straně je proces kombinován s technologií pro snížení dodatečné spotřeby železa. Nejběžněji používanou metodou je zvýšení použití dobrých plechů z křemíkové oceli a bez ohledu na cenu lze zvolit dováženou super křemíkovou ocel. Vývoj domácích nových technologií poháněných energií samozřejmě také vedl k lepšímu rozvoji v upstreamu a downstreamu. Domácí ocelárny také uvádějí na trh specializované výrobky z křemíkové oceli. Genealogie má dobrou klasifikaci produktů pro různé aplikační scénáře. Zde je několik jednoduchých způsobů, jak se setkat:

1. Optimalizujte magnetický obvod

Optimalizace magnetického obvodu, abychom byli přesní, je optimalizace sinusu magnetického pole. To je klíčové nejen pro indukční motory s pevnou frekvencí. Rozhodující jsou indukční motory s proměnnou frekvencí a synchronní motory. Když jsem pracoval v textilním strojírenství, vyrobil jsem dva motory s různým výkonem, abych snížil náklady. Samozřejmě nejdůležitější byla přítomnost či nepřítomnost zešikmených pólů, což mělo za následek nekonzistentní sinusové charakteristiky magnetického pole vzduchové mezery. Kvůli práci při vysokých rychlostech tvoří ztráty železa velký podíl, což má za následek významný rozdíl ve ztrátách mezi dvěma motory. Nakonec, po několika zpětných výpočtech, se rozdíl ztrát železa motoru pod řídicím algoritmem zvýšil více než dvakrát. To také všem připomíná, aby při opětovném vytváření motorů s proměnnou frekvencí otáček propojili řídicí algoritmy.

2. Snižte magnetickou hustotu
Zvětšení délky železného jádra nebo zvětšení oblasti magnetické vodivosti magnetického obvodu za účelem snížení hustoty magnetického toku, ale odpovídajícím způsobem se zvýší množství železa použitého v motoru;

3.Snížení tloušťky železných třísek pro snížení ztráty indukovaného proudu
Nahrazením za tepla válcovaných křemíkových ocelových plechů za studena válcovaných křemíkových ocelových plechů lze snížit tloušťku křemíkových ocelových plechů, ale tenké železné třísky zvýší počet železných třísek a náklady na výrobu motoru;

4.Přijetí za studena válcovaných křemíkových ocelových plechů s dobrou magnetickou vodivostí pro snížení hysterezní ztráty;
5. Přijetí vysoce výkonného izolačního povlaku ze železných třísek;
6. Tepelné zpracování a technologie výroby
Zbytkové napětí po zpracování železných třísek může vážně ovlivnit ztrátu motoru. Při zpracování plechů z křemíkové oceli má směr řezání a smykové napětí při děrování významný vliv na ztrátu železného jádra. Řezání ve směru válcování plechu z křemíkové oceli a provádění tepelného zpracování na plechu z křemíkové oceli může snížit ztráty o 10 % až 20 %.