Kako smanjiti gubitak željeza u motoru

Čimbenici koji utječu na osnovnu potrošnju željeza

Da bismo analizirali problem, prvo moramo znati neke osnovne teorije koje će nam pomoći da ga razumijemo. Prvo, moramo znati dva pojma. Jedan je izmjenično magnetiziranje, koje se, pojednostavljeno rečeno, događa u željeznoj jezgri transformatora i u zupcima statora ili rotora motora; Jedno je svojstvo rotacijske magnetizacije, koje proizvodi jaram statora ili rotora motora. Postoji mnogo članaka koji polaze od dvije točke i izračunavaju gubitak željeza motora na temelju različitih karakteristika prema gornjoj metodi rješenja. Eksperimenti su pokazali da limovi od silikonskog čelika pokazuju sljedeće pojave pod magnetizacijom dva svojstva:
Kada je gustoća magnetskog toka ispod 1,7 Tesla, gubitak na histerezi uzrokovan rotirajućom magnetizacijom veći je od onog uzrokovanog izmjeničnom magnetizacijom; Kada je veći od 1,7 Tesla, vrijedi suprotno. Gustoća magnetskog toka motornog jarma 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, koriste se i gornji zaključci, a nisam ih osobno provjerio u praksi. Osim toga, kada se mijenja magnetsko polje u željeznoj jezgri, u njoj se inducira struja, koja se naziva vrtložna struja, a gubici uzrokovani njome nazivaju se gubici vrtložne struje. Kako bi se smanjio gubitak vrtložnih struja, željezna jezgra motora obično se ne može načiniti u cijeli blok, već je složena aksijalno pomoću izoliranih čeličnih limova kako bi se spriječio protok vrtložnih struja. Posebna formula za izračun potrošnje željeza ovdje neće biti glomazna. Osnovna formula i značaj Baidu izračuna potrošnje željeza 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 rasprave o gore navedenom, 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, na njega često utječu oštri kutovi, do te mjere da visoke razine naprezanja mogu uzrokovati značajan gubitak željeza u plitkim područjima naprezanja, posebno u relativno dugim rubovima smicanja unutar raspona laminacije. Točnije, uglavnom se javlja u alveolarnoj regiji, koja često postaje fokusom istraživanja u samom istraživačkom procesu. Limovi od silikonskog čelika s malim gubicima često su određeni većim veličinama zrna. Udarac može uzrokovati sintetičke neravnine i smicanje trganjem na donjem rubu ploče, a kut udarca može imati značajan utjecaj na veličinu neravnina i područja deformacije. Ako se zona visokog naprezanja proteže uz rubnu zonu deformacije do unutrašnjosti materijala, struktura zrna u tim područjima neizbježno će pretrpjeti odgovarajuće promjene, biti uvrnuta ili slomljena, a uzduž smjera kidanja dogodit će se ekstremno produljenje granice. U to vrijeme, gustoća granica zrna u zoni naprezanja u smjeru smicanja neizbježno će se povećati, što će dovesti do odgovarajućeg povećanja gubitka željeza unutar regije. Dakle, u ovom trenutku, materijal u području naprezanja može se smatrati materijalom s velikim gubicima koji pada na vrh obične laminacije duž udarnog ruba. Na taj način se može odrediti stvarna konstanta rubnog materijala, a stvarni gubitak udarnog ruba može se dalje odrediti korištenjem modela gubitka željeza.
1. Utjecaj procesa žarenja na gubitak željeza
Uvjeti utjecaja gubitka željeza uglavnom postoje u aspektu limova od silikonskog čelika, a mehanička i toplinska naprezanja utjecat će na limove od silikonskog čelika s promjenama u njihovim stvarnim karakteristikama. Dodatno mehaničko naprezanje dovest će do promjena u gubitku željeza. U isto vrijeme, stalno povećanje unutarnje temperature motora također će pospješiti pojavu problema s gubitkom željeza. Poduzimanje učinkovitih mjera žarenja za uklanjanje dodatnog mehaničkog naprezanja imat će povoljan učinak na smanjenje gubitka željeza unutar motora.

2.Razlozi prekomjernih gubitaka u proizvodnim procesima

Silikonske čelične ploče, kao glavni magnetski materijal za motore, imaju značajan utjecaj na performanse motora zbog svoje usklađenosti sa zahtjevima dizajna. Osim toga, performanse silicijskih čeličnih limova iste kvalitete mogu se razlikovati od različitih proizvođača. Prilikom odabira materijala, potrebno je nastojati odabrati materijale dobrih proizvođača silikonskog čelika. U nastavku su navedeni neki ključni čimbenici koji su zapravo utjecali na potrošnju željeza, a s kojima smo se već susreli.

Silicijski čelični lim nije izoliran ili pravilno obrađen. Ova vrsta problema može se otkriti tijekom procesa ispitivanja silicijskih čeličnih limova, ali nemaju svi proizvođači motora ovu stavku za ispitivanje, a proizvođači motora često ne prepoznaju ovaj problem.

Oštećena izolacija između ploča ili kratki spoj između ploča. Ova vrsta problema javlja se tijekom procesa proizvodnje željezne jezgre. Ako je tlak tijekom laminiranja željezne jezgre previsok, uzrokujući oštećenje izolacije između listova; Ili ako su neravnine prevelike nakon probijanja, mogu se ukloniti poliranjem, što može dovesti do ozbiljnog oštećenja izolacije površine za probijanje; Nakon što je laminacija željezne jezgre završena, utor nije gladak i koristi se metoda turpijanja; Alternativno, zbog faktora kao što su neravni provrt statora i nekoncentričnost između provrta statora i ruba sjedišta stroja, okretanje se može koristiti za korekciju. Konvencionalna uporaba ovih procesa proizvodnje i obrade motora zapravo ima značajan utjecaj na performanse motora, posebno na gubitak željeza.

Kada se za rastavljanje namota koriste metode poput spaljivanja ili zagrijavanja električnom energijom, može doći do pregrijavanja željezne jezgre, što rezultira smanjenjem magnetske vodljivosti i oštećenjem izolacije između ploča. Ovaj se problem uglavnom javlja tijekom popravka namota i motora tijekom procesa proizvodnje i obrade.

Zavarivanje slaganja i drugi postupci također mogu uzrokovati oštećenje izolacije između nizova, povećavajući gubitke zbog vrtložnih struja.
Nedovoljna težina željeza i nepotpuno zbijanje između ploča. Konačni rezultat je da je težina željezne jezgre nedovoljna, a najizravniji rezultat je da struja premašuje toleranciju, dok može postojati činjenica da gubitak željeza premašuje standard.
Premaz na limu od silikonskog čelika je predebeo, zbog čega magnetski krug postaje previše zasićen. U to vrijeme, krivulja odnosa između struje praznog hoda i napona je ozbiljno zakrivljena. Ovo je također ključni element u procesu proizvodnje i obrade limova od silikonskog čelika.

Tijekom proizvodnje i obrade željeznih jezgri, orijentacija zrna silicijskog čeličnog lima za probijanje i rezanje površine može biti oštećena, što dovodi do povećanja gubitka željeza pod istom magnetskom indukcijom; Za motore s promjenjivom frekvencijom također treba uzeti u obzir dodatne gubitke u željezu uzrokovane harmonicima; To je čimbenik koji treba sveobuhvatno razmotriti u procesu projektiranja.

Uz gore navedene čimbenike, projektirana vrijednost gubitka željeza u motoru trebala bi se temeljiti na stvarnoj proizvodnji i obradi željezne jezgre i potrebno je uložiti sve napore kako bi se osiguralo da teorijska vrijednost odgovara stvarnoj vrijednosti. Karakteristične krivulje koje pružaju općeniti dobavljači materijala mjere se metodom Epsteinovog kvadratnog svitka, ali smjer magnetizacije različitih dijelova u motoru je različit, a ovaj poseban gubitak u rotirajućem željezu trenutno se ne može uzeti u obzir. To može dovesti do različitih stupnjeva nedosljednosti između izračunatih i izmjerenih vrijednosti.

Metode za smanjenje gubitka željeza u inženjerskom projektiranju
Mnogo je načina kako smanjiti potrošnju željeza u tehnici, a najvažnije je lijek prilagoditi situaciji. Naravno, ne radi se samo o potrošnji željeza, već i o drugim gubicima. Najosnovniji način je znati razloge velikog gubitka željeza, kao što je visoka magnetska gustoća, visoka frekvencija ili pretjerano lokalno zasićenje. Naravno, na normalan način, s jedne strane, potrebno je približiti stvarnost što je moguće bliže sa strane simulacije, as druge strane, proces se kombinira s tehnologijom kako bi se smanjila dodatna potrošnja željeza. Najčešće korištena metoda je povećanje upotrebe dobrih silikonskih čeličnih limova, a bez obzira na cijenu, može se odabrati uvozni super silikonski čelik. Naravno, razvoj domaćih novih energetskih tehnologija također je potaknuo bolji razvoj uzvodno i nizvodno. Domaće čeličane također lansiraju specijalizirane proizvode od silikonskog čelika. Genealogy ima dobru klasifikaciju proizvoda za različite scenarije primjene. Evo nekoliko jednostavnih metoda s kojima se možete susresti:

1. Optimizirajte magnetski krug

Optimiziranje magnetskog kruga, da budemo precizni, je optimiziranje sinusa magnetskog polja. Ovo je ključno, ne samo za asinkrone motore fiksne frekvencije. Indukcijski motori s promjenjivom frekvencijom i sinkroni motori ključni su. Dok sam radio u industriji tekstilnih strojeva, napravio sam dva motora s različitim performansama kako bih smanjio troškove. Naravno, najvažnija stvar bila je prisutnost ili odsutnost zakrivljenih polova, što je rezultiralo nekonzistentnim 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 proračuna unatrag, razlika u gubitku željeza motora pod kontrolnim algoritmom povećala se više od dva puta. Ovo također podsjeća sve na algoritme upravljanja spojkom kada ponovno pravite motore za kontrolu brzine promjenjive frekvencije.

2. Smanjite magnetsku gustoću
Povećanje duljine željezne jezgre ili povećanje područja magnetske vodljivosti magnetskog kruga kako bi se smanjila gustoća magnetskog toka, ali količina željeza korištenog u motoru se u skladu s tim povećava;

3. Smanjenje debljine željeznih strugotina kako bi se smanjio gubitak inducirane struje
Zamjena toplo valjanih limova od silikonskog čelika hladno valjanim limovima od silikonskog čelika može smanjiti debljinu limova od silikonskog čelika, ali će tanki komadići željeza povećati broj komadića željeza i troškove proizvodnje motora;

4.Usvajanje hladno valjanih limova od silikonskog čelika s dobrom magnetskom vodljivošću za smanjenje gubitka histereze;
5.Usvajanje izolacijskog premaza od željeznih krhotina visokih performansi;
6. Toplinska obrada i tehnologija izrade
Preostalo naprezanje nakon obrade željeznih strugotina može ozbiljno utjecati na gubitak motora. Pri obradi limova od silikonskog čelika, smjer rezanja i smično naprezanje pri probijanju imaju značajan utjecaj na gubitak željezne jezgre. Rezanje duž smjera valjanja silikonskog čeličnog lima i provođenje toplinske obrade na silikonskom čeličnom limu može smanjiti gubitke za 10% do 20%.