Фактори који утичу на основну потрошњу гвожђа
Да бисмо анализирали проблем, прво морамо да знамо неке основне теорије, које ће нам помоћи да разумемо. Прво, морамо знати два концепта. Једна је наизменична магнетизација, која се, поједностављено речено, јавља у гвозденом језгру трансформатора и у зупцима статора или ротора мотора; Једно је својство ротационе магнетизације, које производи статор или роторски јарам мотора. Постоји много чланака који полазе од две тачке и израчунавају губитак гвожђа мотора на основу различитих карактеристика према горе наведеној методи решења. Експерименти су показали да силиконски челични лимови показују следеће појаве под магнетизацијом два својства:
Када је густина магнетног флукса испод 1,7 Тесла, губитак хистерезе изазван ротирајућом магнетизацијом је већи од оног изазваног наизменичном магнетизацијом; Када је већи од 1,7 Тесла, тачно је супротно. Густина магнетног флукса јарма мотора је углавном између 1,0 и 1,5 Тесла, а одговарајући губитак хистерезе при ротацији магнетизације је око 45 до 65% већи од губитка хистерезе наизменичне магнетизације.
Наравно, користе се и наведени закључци, а ја их лично нисам проверавао у пракси. Осим тога, када се магнетно поље у гвозденом језгру промени, у њему се индукује струја, која се назива вртложна струја, а губици изазвани њом називају се губици вртложним струјама. Да би се смањио губитак вртложних струја, гвоздено језгро мотора обично се не може направити у цели блок, већ је наслагано аксијално изолованим челичним лимовима како би се спречио проток вртложних струја. Специфична формула за израчунавање потрошње гвожђа овде неће бити гломазна. Основна формула и значај Баиду прорачуна потрошње гвожђа биће врло јасан. У наставку следи анализа неколико кључних фактора који утичу на нашу потрошњу гвожђа, тако да свако може унапред или уназад да закључи проблем у практичним инжењерским апликацијама.
Након расправе о горе наведеном, зашто производња штанцања утиче на потрошњу гвожђа? Карактеристике процеса штанцања углавном зависе од различитих облика машина за пробијање и одређују одговарајући режим смицања и ниво напрезања према потребама различитих типова рупа и жљебова, чиме се осигуравају услови плитких напрегнутих подручја око периферије ламинације. Због односа између дубине и облика, често је под утицајем оштрих углова, до те мере да високи нивои напрезања могу да изазову значајан губитак гвожђа у плитким подручјима напрезања, посебно у релативно дугим ивицама смицања унутар опсега ламинације. Конкретно, углавном се јавља у алвеоларном региону, који често постаје фокус истраживања у стварном истраживачком процесу. Силиконски челични лимови са малим губицима често се одређују већим величинама зрна. Удар може изазвати синтетичке неравнине и смицање кидања на доњој ивици лима, а угао удара може имати значајан утицај на величину неравнина и подручја деформације. Ако се зона високог напрезања протеже дуж зоне ивичне деформације до унутрашњости материјала, структура зрна у овим областима ће неизбежно претрпети одговарајуће промене, бити уврнута или поломљена, а доћи ће до екстремног издужења границе дуж правца кидања. У овом тренутку, густина границе зрна у зони напона у правцу смицања ће се неизбежно повећати, што ће довести до одговарајућег повећања губитка гвожђа у региону. Дакле, у овом тренутку, материјал у области напрезања може се сматрати материјалом са великим губицима који пада на врх обичне ламинације дуж ивице удара. На овај начин се може одредити стварна константа материјала ивице, а стварни губитак ударне ивице може се даље одредити коришћењем модела губитка гвожђа.
1.Утицај процеса жарења на губитак гвожђа
Услови утицаја губитка гвожђа углавном постоје у погледу лимова од силицијумског челика, а механичка и топлотна напрезања ће утицати на лимове од силицијумског челика са променом њихових стварних карактеристика. Додатни механички стрес ће довести до промена у губитку гвожђа. У исто време, континуирано повећање унутрашње температуре мотора ће такође подстаћи појаву проблема са губитком гвожђа. Предузимање ефикасних мера жарења за уклањање додатног механичког напрезања имаће повољан ефекат на смањење губитка гвожђа унутар мотора.
2.Разлози превеликих губитака у производним процесима
Силицијумски челични лимови, као главни магнетни материјал за моторе, имају значајан утицај на перформансе мотора због њихове усклађености са захтевима дизајна. Поред тога, перформансе лимова од силицијумског челика исте класе могу се разликовати од различитих произвођача. Приликом одабира материјала треба уложити напоре да се одаберу материјали добрих произвођача силицијум челика. Испод су неки кључни фактори који су заправо утицали на потрошњу гвожђа са којима смо се раније сусрели.
Силиконски челични лим није изолован или правилно третиран. Ова врста проблема се може открити током процеса тестирања лимова од силицијумског челика, али немају сви произвођачи мотора овај предмет за тестирање, а произвођачи мотора често не препознају овај проблем.
Оштећена изолација између листова или кратки спојеви између листова. Ова врста проблема се јавља током процеса производње гвозденог језгра. Ако је притисак током ламинације гвозденог језгра превисок, узрокујући оштећење изолације између листова; Или ако су неравнине превелике након пробијања, могу се уклонити полирањем, што доводи до озбиљног оштећења изолације површине за штанцање; Након што је ламинација гвозденог језгра завршена, жлеб није гладак, а користи се метода турпијања; Алтернативно, због фактора као што су неравни проврт статора и неконцентричност између отвора статора и ивице седишта машине, окретање се може користити за корекцију. Конвенционална употреба ових процеса производње и обраде мотора заправо има значајан утицај на перформансе мотора, посебно на губитак гвожђа.
Када се за растављање намотаја користе методе као што су спаљивање или грејање електричном енергијом, то може довести до прегревања гвозденог језгра, што доводи до смањења магнетне проводљивости и оштећења изолације између листова. Овај проблем се углавном јавља током поправке намотаја и мотора током процеса производње и обраде.
Заваривање на слагање и други процеси такође могу проузроковати оштећење изолације између наслага, повећавајући губитке на вртложне струје.
Недовољна тежина гвожђа и непотпуно збијање између листова. Крајњи резултат је да је тежина гвозденог језгра недовољна, а најдиректнији резултат је да струја премашује толеранцију, док може постојати чињеница да губитак гвожђа премашује стандард.
Премаз на силиконском челичном лима је предебео, што доводи до тога да магнетно коло постане превише засићено. У овом тренутку, крива односа између струје празног хода и напона је озбиљно савијена. Ово је такође кључни елемент у процесу производње и прераде лимова од силицијумског челика.
Током производње и обраде гвоздених језгара, оријентација зрна силицијумског челичног лима за штанцање и причвршћивање површине за смицање може бити оштећена, што доводи до повећања губитка гвожђа под истом магнетном индукцијом; За моторе са променљивом фреквенцијом, такође треба узети у обзир додатне губитке у гвожђу узроковане хармоницима; Ово је фактор који треба свеобухватно размотрити у процесу пројектовања.
Поред горе наведених фактора, пројектована вредност губитка гвожђа мотора треба да се заснива на стварној производњи и преради гвозденог језгра, и треба уложити све напоре да се осигура да теоретска вредност одговара стварној вредности. Карактеристичне криве које обезбеђују општи добављачи материјала мере се методом Епстеин квадратног намотаја, али смер магнетизације различитих делова у мотору је различит, и овај специјални губитак гвожђа у ротацији се тренутно не може узети у обзир. Ово може довести до различитих степена недоследности између израчунатих и измерених вредности.
Методе за смањење губитка гвожђа у инжењерском пројектовању
Постоји много начина да се смањи потрошња гвожђа у инжењерингу, а најважније је да се лек прилагоди ситуацији. Наравно, не ради се само о потрошњи гвожђа, већ и о другим губицима. Најосновнији начин је да се знају разлози за велики губитак гвожђа, као што су велика магнетна густина, висока фреквенција или прекомерно локално засићење. Наравно, на нормалан начин, с једне стране, потребно је што ближе приближити стварност са стране симулације, а са друге стране, процес је комбинован са технологијом како би се смањила додатна потрошња гвожђа. Најчешће коришћена метода је повећање употребе добрих силиконских челичних лимова, а без обзира на цену, може се изабрати увезени супер силицијум челик. Наравно, развој домаћих нових енергетских технологија такође је подстакао бољи развој у узводном и низводном правцу. Домаће челичане такође лансирају специјализоване производе од силицијумског челика. Генеалогија има добру класификацију производа за различите сценарије примене. Ево неколико једноставних метода са којима се можете суочити:
1. Оптимизујте магнетно коло
Оптимизација магнетног кола, да будемо прецизни, је оптимизација синуса магнетног поља. Ово је кључно, не само за асинхроне моторе са фиксном фреквенцијом. Индукциони мотори са променљивом фреквенцијом и синхрони мотори су кључни. Када сам радио у индустрији текстилних машина, направио сам два мотора различитих перформанси да бих смањио трошкове. Наравно, најважније је било присуство или одсуство искошених полова, што је резултирало недоследним синусоидним карактеристикама магнетног поља ваздушног јаза. Због рада при великим брзинама, губитак гвожђа представља велики удео, што резултира значајном разликом у губицима између два мотора. Коначно, након неких калкулација уназад, разлика у губитку гвожђа мотора под контролним алгоритмом се повећала за више од два пута. Ово такође подсећа све на спајање контролних алгоритама када поново праве моторе за контролу брзине променљиве фреквенције.
2.Смањите магнетну густину
Повећање дужине гвозденог језгра или повећање површине магнетне проводљивости магнетног кола да би се смањила густина магнетног флукса, али се количина гвожђа коришћеног у мотору повећава у складу с тим;
3.Смањење дебљине гвоздених чипова да би се смањио губитак индуковане струје
Замена топло ваљаних лимова од силицијумског челика хладно ваљаним лимовима од силицијумског челика може смањити дебљину лимова од силицијумског челика, али танки гвоздени чипови ће повећати број гвоздених чипова и трошкове производње мотора;
4.Усвајање хладно ваљаних силиконских челичних лимова са добром магнетном проводљивошћу како би се смањио губитак хистерезе;
5.Усвајање изолационог премаза од гвозденог чипа високих перформанси;
6. Топлотна обрада и технологија производње
Заостали напон након обраде гвоздених струготина може озбиљно утицати на губитак мотора. Приликом обраде лимова од силицијумског челика, правац резања и напон смицања при пробијању имају значајан утицај на губитак гвозденог језгра. Резање дуж правца ваљања силицијумског челичног лима и провођење топлотне обраде на силиконском челичном лима може смањити губитке за 10% до 20%.
Време поста: 01.11.2023
