Утицај напрезања гвозденог језгра на перформансе мотора са перманентним магнетима

Утицај напрезања гвозденог језгра на перформансеМотори са сталним магнетима

Брзи развој економије додатно је унапредио тренд професионализације индустрије мотора са перманентним магнетима, постављајући веће захтеве за перформансе мотора, техничке стандарде и стабилност рада производа. Да би се мотори са перманентним магнетима развили у ширем пољу примене, неопходно је ојачати релевантне перформансе са свих страна, тако да укупни индикатори квалитета и перформанси мотора могу достићи виши ниво.

Код мотора са перманентним магнетима, гвоздено језгро је веома важна компонента унутар мотора. Приликом избора материјала за гвоздено језгро, потребно је у потпуности размотрити да ли магнетна проводљивост може да задовољи радне потребе мотора са перманентним магнетима. Генерално, електротехнички челик се бира као материјал језгра за моторе са перманентним магнетима, а главни разлог је тај што електротехнички челик има добру магнетну проводљивост.

Избор материјала за језгро мотора има веома важан утицај на укупне перформансе и контролу трошкова мотора са перманентним магнетима. Током производње, монтаже и формалног рада мотора са перманентним магнетима, одређена напрезања ће се формирати на језгру. Међутим, постојање напрезања ће директно утицати на магнетну проводљивост челичног лима, узрокујући смањење магнетне проводљивости у различитом степену, па ће се перформансе мотора са перманентним магнетима смањити и повећати губици у мотору.

У пројектовању и производњи мотора са перманентним магнетима, захтеви за избор и коришћење материјала су све већи и већи, чак близу граничних стандарда и нивоа перформанси материјала. Као основни материјал мотора са перманентним магнетима, електротехнички челик мора да испуњава веома високе захтеве за тачношћу у релевантним технологијама примене и тачним прорачуном губитка гвожђа како би се задовољиле стварне потребе.

Традиционална метода пројектовања мотора која се користи за израчунавање електромагнетних карактеристика електротехничког челика је очигледно нетачна, јер су ове конвенционалне методе углавном за конвенционалне услове, а резултати прорачуна ће имати велика одступања. Стога је потребна нова метода прорачуна како би се прецизно израчунала магнетна проводљивост и губитак гвожђа електротехничког челика под условима напонског поља, како би се повећао ниво примене материјала са гвозденим језгром, а индикатори перформанси, као што је ефикасност мотора са перманентним магнетима, достигли виши ниво.

Женг Јонг и други истраживачи су се фокусирали на утицај напрезања језгра на перформансе мотора са перманентним магнетима и комбиновали су експерименталне анализе како би истражили релевантне механизме магнетних својстава напрезања и перформансе губитка гвожђа услед напрезања материјала језгра мотора са перманентним магнетима. Напрезање на гвозденом језгру мотора са перманентним магнетима у радним условима је под утицајем различитих извора напрезања, а сваки извор напрезања показује многа потпуно различита својства.

Са становишта облика напрезања језгра статора мотора са перманентним магнетима, извори његовог формирања укључују пробијање, закивање, ламинирање, интерференцијско склапање кућишта итд. Ефекат напрезања изазван интерференцијским склапањем кућишта има највећу и најзначајнију површину удара. За ротор мотора са перманентним магнетима, главни извори напрезања које подноси укључују термичко напрезање, центрифугалну силу, електромагнетну силу итд. У поређењу са обичним моторима, нормална брзина мотора са перманентним магнетима је релативно висока, а на језгру ротора је такође инсталирана структура магнетне изолације.

Стога је центрифугално напрезање главни извор напрезања. Напрезање у језгру статора, које генерише склоп интерференције кућишта мотора са перманентним магнетом, углавном постоји у облику компресивног напрезања, а његова тачка деловања је концентрисана у јарму језгра статора мотора, са правцем напрезања који се манифестује као кружни тангенцијални. Својство напрезања које формира центрифугална сила ротора мотора са перманентним магнетом је затезно напрезање, које скоро у потпуности делује на гвоздено језгро ротора. Максимално центрифугално напрезање делује на пресек магнетног изолационог моста ротора мотора са перманентним магнетом и ојачавајућег ребра, што олакшава погоршање перформанси у овом подручју.

Утицај напрезања гвозденог језгра на магнетно поље мотора са перманентним магнетима

Анализирајући промене магнетне густине кључних делова мотора са перманентним магнетима, утврђено је да под утицајем засићења није дошло до значајне промене магнетне густине на ребрима ојачања и магнетним изолационим мостовима ротора мотора. Магнетна густина статора и главног магнетног кола мотора значајно варира. Ово такође може додатно објаснити утицај напрезања језгра на расподелу магнетне густине и магнетну проводљивост мотора током рада мотора са перманентним магнетима.

Утицај стреса на губитак језгра

Због напрезања, компресивни напон на јарму статора мотора са перманентним магнетом биће релативно концентрисан, што резултира значајним губицима и погоршањем перформанси. Постоји значајан проблем губитка гвожђа на јарму статора мотора са перманентним магнетом, посебно на споју зубаца статора и јарма, где се губитак гвожђа највише повећава због напрезања. Истраживање је прорачуном показало да се губитак гвожђа мотора са перманентним магнетом повећао за 40% -50% због утицаја затезног напрезања, што је и даље прилично запањујуће, што доводи до значајног повећања укупних губитака мотора са перманентним магнетом. Анализом се такође може утврдити да је губитак гвожђа мотора главни облик губитака узрокован утицајем затезног напрезања на формирање гвозденог језгра статора. Код ротора мотора, када је гвоздено језгро под центрифугалним затезним напрезањем током рада, не само да се губитак гвожђа неће повећати, већ ће имати и одређени ефекат побољшања.

Утицај напрезања на индуктивност и обртни момент

Перформансе магнетне индукције гвозденог језгра мотора се погоршавају под условима напрезања гвозденог језгра, а његова индуктивност вратила ће се донекле смањити. Конкретно, анализирајући магнетно коло мотора са перманентним магнетом, магнетно коло вратила се углавном састоји од три дела: ваздушног зазора, перманентног магнета и гвозденог језгра ротора статора. Међу њима, перманентни магнет је најважнији део. На основу тога, када се перформансе магнетне индукције гвозденог језгра мотора са перманентним магнетом промене, то не може изазвати значајне промене у индуктивности вратила.

Део магнетног кола вратила, састављен од ваздушног зазора и језгра ротора статора мотора са перманентним магнетом, много је мањи од магнетног отпора перманентног магнета. Узимајући у обзир утицај напрезања језгра, перформансе магнетне индукције се погоршавају, а индуктивност вратила значајно опада. Анализирајте утицај магнетних својстава напрезања на гвоздено језгро мотора са перманентним магнетом. Како се перформансе магнетне индукције језгра мотора смањују, магнетна веза мотора се смањује, а електромагнетни обртни момент мотора са перманентним магнетом се такође смањује.