Utjecaj naprezanja željezne jezgre na performanse motora s permanentnim magnetima

Utjecaj naprezanja željezne jezgre na performanseMotori s permanentnim magnetima

Brzi razvoj gospodarstva dodatno je potaknuo trend profesionalizacije industrije motora s permanentnim magnetima, postavljajući veće zahtjeve za performanse motora, tehničke standarde i stabilnost rada proizvoda. Kako bi se motori s permanentnim magnetima razvili u širem području primjene, potrebno je ojačati relevantne performanse u svim aspektima, tako da ukupni pokazatelji kvalitete i performansi motora mogu dosegnuti višu razinu.

Za motore s permanentnim magnetima, željezna jezgra je vrlo važna komponenta unutar motora. Za odabir materijala željezne jezgre potrebno je u potpunosti razmotriti može li magnetska vodljivost zadovoljiti radne potrebe motora s permanentnim magnetima. Općenito se elektrotehnički čelik odabire kao materijal jezgre za motore s permanentnim magnetima, a glavni razlog je taj što elektrotehnički čelik ima dobru magnetsku vodljivost.

Odabir materijala jezgre motora ima vrlo važan utjecaj na ukupne performanse i kontrolu troškova motora s permanentnim magnetima. Tijekom proizvodnje, montaže i formalnog rada motora s permanentnim magnetima, na jezgri će se stvoriti određena naprezanja. Međutim, postojanje naprezanja izravno će utjecati na magnetsku vodljivost elektrotehničkog čeličnog lima, uzrokujući smanjenje magnetske vodljivosti u različitim stupnjevima, pa će se performanse motora s permanentnim magnetima smanjiti i povećati gubitke motora.

U dizajnu i proizvodnji motora s permanentnim magnetima, zahtjevi za odabir i korištenje materijala postaju sve veći i veći, čak blizu graničnih standarda i razine performansi materijala. Kao osnovni materijal motora s permanentnim magnetima, elektrotehnički čelik mora ispunjavati vrlo visoke zahtjeve točnosti u relevantnim tehnologijama primjene i točan izračun gubitka željeza kako bi se zadovoljile stvarne potrebe.

Tradicionalna metoda projektiranja motora koja se koristi za izračun elektromagnetskih karakteristika elektrotehničkog čelika očito je netočna, jer su te konvencionalne metode uglavnom za konvencionalne uvjete, a rezultati izračuna imat će velika odstupanja. Stoga je potrebna nova metoda izračuna kako bi se točno izračunala magnetska vodljivost i gubitak željeza elektrotehničkog čelika pod uvjetima naponskog polja, kako bi se povećala razina primjene željeznih jezgri i povećala učinkovitost motora s permanentnim magnetima.

Zheng Yong i drugi istraživači usredotočili su se na utjecaj naprezanja jezgre na performanse motora s permanentnim magnetima te su kombinirali eksperimentalne analize kako bi istražili relevantne mehanizme magnetskih svojstava naprezanja i performansi gubitka željeza uslijed naprezanja materijala jezgre motora s permanentnim magnetima. Naprezanje na željeznoj jezgri motora s permanentnim magnetima u radnim uvjetima ovisi o različitim izvorima naprezanja, a svaki izvor naprezanja pokazuje mnoga potpuno različita svojstva.

S gledišta oblika naprezanja jezgre statora motora s permanentnim magnetima, izvori njegovog nastanka uključuju probijanje, zakivanje, laminiranje, interferencijsku montažu kućišta itd. Učinak naprezanja uzrokovan interferencijskom montažom kućišta ima najveće i najznačajnije područje utjecaja. Za rotor motora s permanentnim magnetima, glavni izvori naprezanja koje podnosi uključuju toplinsko naprezanje, centrifugalnu silu, elektromagnetsku silu itd. U usporedbi s običnim motorima, normalna brzina motora s permanentnim magnetima je relativno visoka, a na jezgri rotora ugrađena je i magnetska izolacijska struktura.

Stoga je centrifugalno naprezanje glavni izvor naprezanja. Naprezanje u jezgri statora koje generira interferencijski sklop kućišta motora s permanentnim magnetom uglavnom postoji u obliku tlačnog naprezanja, a njegova točka djelovanja koncentrirana je u jarmu jezgre statora motora, s smjerom naprezanja koji se manifestira kao obodni tangencijal. Svojstvo naprezanja koje tvori centrifugalna sila rotora motora s permanentnim magnetom je vlačno naprezanje, koje gotovo u potpunosti djeluje na željeznu jezgru rotora. Maksimalno centrifugalno naprezanje djeluje na presjek mosta magnetske izolacije rotora motora s permanentnim magnetom i rebra za ojačanje, što olakšava smanjenje performansi u ovom području.

Utjecaj naprezanja željezne jezgre na magnetsko polje motora s permanentnim magnetima

Analizirajući promjene magnetske gustoće ključnih dijelova motora s permanentnim magnetima, utvrđeno je da pod utjecajem zasićenja nije došlo do značajne promjene magnetske gustoće na rebrima ojačanja i mostovima magnetske izolacije rotora motora. Magnetska gustoća statora i glavnog magnetskog kruga motora značajno varira. To također može dodatno objasniti utjecaj naprezanja jezgre na raspodjelu magnetske gustoće i magnetsku vodljivost motora tijekom rada motora s permanentnim magnetima.

Utjecaj stresa na gubitak trupa

Zbog naprezanja, tlačno naprezanje na jarmu statora motora s permanentnim magnetima bit će relativno koncentrirano, što rezultira značajnim gubitkom i smanjenjem performansi. Postoji značajan problem gubitka željeza na jarmu statora motora s permanentnim magnetima, posebno na spoju zubaca statora i jarma, gdje se gubitak željeza najviše povećava zbog naprezanja. Istraživanje je izračunom pokazalo da se gubitak željeza motora s permanentnim magnetima povećao za 40% -50% zbog utjecaja vlačnog naprezanja, što je i dalje prilično zapanjujuće, što dovodi do značajnog povećanja ukupnih gubitaka motora s permanentnim magnetima. Analizom se također može utvrditi da je gubitak željeza u motoru glavni oblik gubitka uzrokovan utjecajem tlačnog naprezanja na formiranje željezne jezgre statora. Kod rotora motora, kada je željezna jezgra pod centrifugalnim vlačnim naprezanjem tijekom rada, ne samo da se gubici željeza neće povećati, već će imati i određeni učinak poboljšanja.

Utjecaj naprezanja na induktivitet i moment

Performanse magnetske indukcije željezne jezgre motora pogoršavaju se pod uvjetima naprezanja željezne jezgre, a induktivitet osovine će se do određene mjere smanjiti. Konkretno, analizirajući magnetski krug motora s permanentnim magnetom, magnetski krug osovine uglavnom se sastoji od tri dijela: zračnog raspora, permanentnog magneta i željezne jezgre rotora statora. Među njima je permanentni magnet najvažniji dio. Iz tog razloga, kada se performanse magnetske indukcije željezne jezgre motora s permanentnim magnetom promijene, to ne može uzrokovati značajne promjene u induktivitetu osovine.

Dio magnetskog kruga osovine, sastavljen od zračnog raspora i jezgre rotora statora motora s permanentnim magnetom, mnogo je manji od magnetskog otpora permanentnog magneta. Uzimajući u obzir utjecaj naprezanja jezgre, performanse magnetske indukcije se pogoršavaju, a induktivitet osovine značajno se smanjuje. Analizirajte utjecaj svojstava magnetskog naprezanja na željeznu jezgru motora s permanentnim magnetom. Kako se performanse magnetske indukcije jezgre motora smanjuju, magnetska veza motora se smanjuje, a smanjuje se i elektromagnetski moment motora s permanentnim magnetom.