Čimbenici koji utječu na unos osnovnog željeza
Za analizu problema, prvo moramo znati neke osnovne teorije koje će nam pomoći u razumijevanju. Prvo, moramo znati dva koncepta. Jedan je izmjenična magnetizacija, koja se, jednostavno rečeno, događa u željeznoj jezgri transformatora i u zubima statora ili rotora motora; Jedan je svojstvo rotacijske magnetizacije, koje proizvodi jaram statora ili rotora motora. Postoje mnogi članci koji polaze od dvije točke i izračunavaju gubitak željeza motora na temelju različitih karakteristika prema gore navedenoj metodi rješenja. Eksperimenti su pokazali da silicijski čelični limovi pokazuju sljedeće pojave pod magnetizacijom dvaju svojstava:
Kada je gustoća magnetskog indukcije ispod 1,7 Tesla, gubitak histereze uzrokovan rotirajućom magnetizacijom veći je od gubitka uzrokovanog izmjeničnom magnetizacijom; kada je veća od 1,7 Tesla, vrijedi suprotno. Gustoća magnetskog indukcije jarma motora općenito je između 1,0 i 1,5 Tesla, a odgovarajući gubitak histereze rotacijske magnetizacije je oko 45 do 65% veći od gubitka histereze izmjenične magnetizacije.
Naravno, gore navedeni zaključci se također koriste, a ja ih nisam osobno provjerio u praksi. Osim toga, kada se magnetsko polje u željeznoj jezgri promijeni, u njoj se inducira struja koja se naziva vrtložna struja, a gubici uzrokovani njome nazivaju se gubici vrtložnih struja. Kako bi se smanjili gubici vrtložnih struja, željezna jezgra motora obično se ne može izraditi u cijeli blok, već se aksijalno slaže izoliranim čeličnim limovima kako bi se spriječio protok vrtložnih struja. Specifična formula za izračun potrošnje željeza ovdje neće biti nezgrapna. Osnovna formula i značaj izračuna potrošnje željeza Baidu bit će vrlo jasni. Slijedi analiza nekoliko ključnih čimbenika koji utječu na našu potrošnju željeza, tako da svatko može unaprijed ili unatrag zaključiti problem u praktičnim inženjerskim primjenama.
Nakon što smo raspravili gore navedeno, zašto proizvodnja štancanja utječe na potrošnju željeza? Karakteristike procesa probijanja uglavnom ovise o različitim oblicima strojeva za probijanje i određuju odgovarajući način smicanja i razinu naprezanja prema potrebama različitih vrsta rupa i utora, čime se osiguravaju uvjeti plitkih područja naprezanja oko periferije laminacije. Zbog odnosa između dubine i oblika, često je pod utjecajem oštrih kutova, do te mjere da visoke razine naprezanja mogu uzrokovati značajan gubitak željeza u plitkim područjima naprezanja, posebno na relativno dugim rubovima smicanja unutar raspona laminacije. Točnije, to se uglavnom događa u alveolarnom području, što često postaje fokus istraživanja u stvarnom istraživačkom procesu. Limovi od silicijskog čelika s niskim gubicima često su određeni većim veličinama zrna. Udar može uzrokovati sintetičke neravnine i kidanje smicanja na donjem rubu lima, a kut udara može imati značajan utjecaj na veličinu neravnina i područja deformacije. Ako se zona visokog naprezanja proteže duž zone deformacije ruba do unutrašnjosti materijala, struktura zrna u tim područjima neizbježno će pretrpjeti odgovarajuće promjene, biti uvijena ili slomljena, a doći će do ekstremnog izduženja granice duž smjera kidanja. U ovom trenutku, gustoća granica zrna u zoni naprezanja u smjeru smicanja neizbježno će se povećati, što će dovesti do odgovarajućeg povećanja gubitka željeza unutar područja. Dakle, u ovom trenutku, materijal u području naprezanja može se smatrati materijalom s velikim gubicima koji pada na vrh obične laminacije duž ruba udara. Na taj način može se odrediti stvarna konstanta materijala ruba, a stvarni gubitak ruba udara može se dodatno odrediti pomoću modela gubitka željeza.
1. Utjecaj procesa žarenja na gubitak željeza
Utjecajni uvjeti gubitka željeza uglavnom postoje u aspektu silicijskih čeličnih limova, a mehanička i toplinska naprezanja utjecat će na silicijske čelične limove s promjenama u njihovim stvarnim karakteristikama. Dodatna mehanička naprezanja dovest će do promjena u gubitku željeza. Istovremeno, kontinuirano povećanje unutarnje temperature motora također će poticati pojavu problema s gubitkom željeza. Poduzimanje učinkovitih mjera žarenja za uklanjanje dodatnih mehaničkih naprezanja imat će blagotvoran učinak na smanjenje gubitka željeza unutar motora.
2. Razlozi prekomjernih gubitaka u proizvodnim procesima
Limovi od silicijskog čelika, kao glavni magnetski materijal za motore, imaju značajan utjecaj na performanse motora zbog svoje usklađenosti s konstrukcijskim zahtjevima. Osim toga, performanse limova od silicijskog čelika iste klase mogu se razlikovati kod različitih proizvođača. Prilikom odabira materijala treba nastojati odabrati materijale od dobrih proizvođača silicijskog čelika. U nastavku su navedeni neki ključni čimbenici koji su zapravo utjecali na potrošnju željeza, a koji su se već susreli.
Silikonski čelični lim nije izoliran ili pravilno obrađen. Ova vrsta problema može se otkriti tijekom procesa ispitivanja silicijskih čeličnih limova, ali nemaju svi proizvođači motora ovaj uređaj za ispitivanje, a proizvođači motora često ne prepoznaju ovaj problem.
Oštećena izolacija između limova ili kratki spojevi između limova. Ova vrsta problema javlja se tijekom procesa proizvodnje željezne jezgre. Ako je tlak tijekom laminiranja željezne jezgre previsok, uzrokuje oštećenje izolacije između limova; Ili ako su neravnine prevelike nakon bušenja, mogu se ukloniti poliranjem, što rezultira ozbiljnim oštećenjem izolacije površine za bušenje; Nakon što je laminiranje željezne jezgre završeno, utor nije gladak i koristi se metoda turpijanja; Alternativno, zbog čimbenika kao što su neravnomjeran otvor statora i nekoncentriranost između otvora statora i ruba sjedišta stroja, tokarenje se može koristiti za korekciju. Konvencionalna upotreba ovih procesa proizvodnje i obrade motora zapravo ima značajan utjecaj na performanse motora, posebno na gubitak željeza.
Prilikom korištenja metoda poput spaljivanja ili zagrijavanja električnom energijom za rastavljanje namota, može doći do pregrijavanja željezne jezgre, što rezultira smanjenjem magnetske vodljivosti i oštećenjem izolacije između ploča. Ovaj problem se uglavnom javlja tijekom popravka namota i motora tijekom proizvodnog i obradnog procesa.
Zavarivanje slojeva i drugi postupci također mogu oštetiti izolaciju između slojeva, povećavajući gubitke vrtložnih struja.
Nedovoljna težina željeza i nepotpuno zbijanje između ploča. Krajnji rezultat je da je težina željezne jezgre nedovoljna, a najizravniji rezultat je da struja prelazi toleranciju, dok može postojati činjenica da gubitak željeza prelazi standard.
Premaz na limu silicijskog čelika je predebeo, što uzrokuje preveliko zasićenje magnetskog kruga. U ovom trenutku, krivulja odnosa između struje praznog hoda i napona je znatno iskrivljena. To je također ključni element u procesu proizvodnje i obrade limova silicijskog čelika.
Tijekom proizvodnje i obrade željeznih jezgri, orijentacija zrna površine za probijanje i smicanje silicijskog čeličnog lima može biti oštećena, što dovodi do povećanja gubitaka željeza pod istom magnetskom indukcijom; Kod motora s promjenjivom frekvencijom, treba uzeti u obzir i dodatne gubitke željeza uzrokovane harmonicima; Ovo je faktor koji treba sveobuhvatno uzeti u obzir u procesu projektiranja.
Uz gore navedene čimbenike, projektirana vrijednost gubitka željeza u motoru trebala bi se temeljiti na stvarnoj proizvodnji i obradi željezne jezgre te bi se trebalo uložiti sve napore kako bi se osiguralo da teorijska vrijednost odgovara stvarnoj vrijednosti. Karakteristične krivulje koje daju opći dobavljači materijala mjere se Epsteinovom metodom kvadratne zavojnice, ali smjer magnetizacije različitih dijelova motora je različit i ovaj poseban gubitak rotirajućeg željeza trenutno se ne može uzeti u obzir. To može dovesti do različitih stupnjeva neusklađenosti između izračunatih i izmjerenih vrijednosti.
Metode za smanjenje gubitka željeza u inženjerskom dizajnu
Postoji mnogo načina za smanjenje potrošnje željeza u inženjerstvu, a najvažnije je prilagoditi lijek situaciji. Naravno, ne radi se samo o potrošnji željeza, već i o drugim gubicima. Najosnovniji način je znati razloge visokog gubitka željeza, poput visoke magnetske gustoće, visoke frekvencije ili prekomjerne lokalne zasićenosti. Naravno, na uobičajen način, s jedne strane, potrebno je što više približiti stvarnosti sa strane simulacije, a s druge strane, proces se kombinira s tehnologijom kako bi se smanjila dodatna potrošnja željeza. Najčešće korištena metoda je povećanje upotrebe dobrih limova od silicijskog čelika, a bez obzira na cijenu, može se odabrati uvozni super silicijev čelik. Naravno, razvoj domaćih novih tehnologija pokretanih energijom također je potaknuo bolji razvoj u uzvodnom i nizvodnom dijelu. Domaće čeličane također lansiraju specijalizirane proizvode od silicijskog čelika. Genealogy ima dobru klasifikaciju proizvoda za različite scenarije primjene. Evo nekoliko jednostavnih metoda s kojima se možete susresti:
1. Optimizirajte magnetski krug
Optimizacija magnetskog kruga, preciznije, jest optimizacija sinusa magnetskog polja. To je ključno ne samo za asinkrone motore s fiksnom frekvencijom. Asinkroni motori s promjenjivom frekvencijom i sinkroni motori su ključni. Kad sam radio u industriji tekstilnih strojeva, izradio sam dva motora s različitim performansama kako bih smanjio troškove. Naravno, najvažnija stvar bila je prisutnost ili odsutnost iskrivljenih polova, što je rezultiralo nedosljednim sinusoidnim karakteristikama magnetskog polja zračnog raspora. Zbog rada pri velikim brzinama, gubitak željeza čini veliki udio, što rezultira značajnom razlikom u gubicima između dva motora. Konačno, nakon nekih povratnih izračuna, razlika u gubicima željeza motora pod algoritmom upravljanja povećala se za više od dva puta. To također podsjeća sve na spajanje algoritama upravljanja pri ponovnoj izradi motora s promjenjivom frekvencijom regulacije brzine.
2. Smanjite magnetsku gustoću
Povećanje duljine željezne jezgre ili povećanje površine magnetske vodljivosti magnetskog kruga radi smanjenja gustoće magnetskog toka, ali količina željeza korištenog u motoru se sukladno tome povećava;
3. Smanjenje debljine željeznih strugotina kako bi se smanjio gubitak inducirane struje
Zamjena toplo valjanih limova od silicijskog čelika hladno valjanim limovima od silicijskog čelika može smanjiti debljinu limova od silicijskog čelika, ali tanki željezni komadići povećat će broj željeznih komadića i troškove proizvodnje motora;
4. Korištenje hladno valjanih limova od silicijskog čelika s dobrom magnetskom vodljivošću za smanjenje gubitka histereze;
5. Korištenje visokoučinkovitog izolacijskog premaza od željeznih strugotina;
6. Toplinska obrada i tehnologija proizvodnje
Zaostalo naprezanje nakon obrade željeznih strugotina može ozbiljno utjecati na gubitke motora. Prilikom obrade limova od silicijskog čelika, smjer rezanja i naprezanje smicanja pri probijanju imaju značajan utjecaj na gubitke željezne jezgre. Rezanje duž smjera valjanja lima od silicijskog čelika i provođenje toplinske obrade na limu od silicijskog čelika mogu smanjiti gubitke za 10% do 20%.
Vrijeme objave: 01.11.2023.
