Factorii care afectează consumul de bază de fier
Pentru a analiza o problemă, trebuie mai întâi să cunoaștem câteva teorii de bază, care ne vor ajuta să o înțelegem. În primul rând, trebuie să cunoaștem două concepte. Unul este magnetizarea alternativă, care, simplu spus, apare în miezul de fier al unui transformator și în dinții statorului sau rotorului unui motor; Unul este proprietatea de magnetizare rotațională, care este produsă de jugul statorului sau rotorului motorului. Există multe articole care pornesc de la două puncte și calculează pierderea de fier a motorului pe baza diferitelor caracteristici, conform metodei de rezolvare de mai sus. Experimentele au arătat că foile de oțel siliconic prezintă următoarele fenomene sub magnetizarea a două proprietăți:
Când densitatea fluxului magnetic este sub 1,7 Tesla, pierderea prin histerezis cauzată de magnetizarea rotativă este mai mare decât cea cauzată de magnetizarea alternativă; când este mai mare de 1,7 Tesla, este valabil contrariul. Densitatea fluxului magnetic al jugului motorului este în general între 1,0 și 1,5 Tesla, iar pierderea corespunzătoare prin histerezis la magnetizarea rotativă este cu aproximativ 45 până la 65% mai mare decât pierderea prin histerezis la magnetizarea alternativă.
Desigur, concluziile de mai sus sunt folosite și eu, și nu le-am verificat personal în practică. În plus, atunci când câmpul magnetic din miezul de fier se modifică, în acesta se induce un curent numit curent turbionar, iar pierderile cauzate de acesta se numesc pierderi prin curenți turbionari. Pentru a reduce pierderile prin curenți turbionari, miezul de fier al motorului nu poate fi de obicei transformat într-un bloc întreg și este suprapus axial prin foi de oțel izolate pentru a împiedica curgerea curenților turbionari. Formula specifică de calcul pentru consumul de fier nu va fi greoaie aici. Formula de bază și semnificația calculului consumului de fier Baidu vor fi foarte clare. În continuare este prezentată o analiză a mai multor factori cheie care afectează consumul nostru de fier, astfel încât toată lumea să poată deduce problema, atât înainte, cât și înapoi, în aplicații inginerești practice.
După discutarea celor de mai sus, de ce afectează fabricarea ștanțării consumul de fier? Caracteristicile procesului de perforare depind în principal de diferitele forme ale mașinilor de perforat și determină modul de forfecare și nivelul de solicitare corespunzător în funcție de nevoile diferitelor tipuri de găuri și caneluri, asigurând astfel condițiile zonelor de solicitare superficială în jurul periferiei laminării. Datorită relației dintre adâncime și formă, aceasta este adesea afectată de unghiuri ascuțite, în măsura în care nivelurile ridicate de solicitare pot provoca pierderi semnificative de fier în zonele de solicitare superficială, în special în marginile de forfecare relativ lungi din intervalul de laminare. Mai exact, apare în principal în regiunea alveolară, care devine adesea un punct central al cercetării în procesul de cercetare propriu-zis. Tablele de oțel siliciu cu pierderi reduse sunt adesea determinate de dimensiuni mai mari ale granulelor. Impactul poate provoca bavuri sintetice și forfecare la rupere la marginea inferioară a tablei, iar unghiul de impact poate avea un impact semnificativ asupra dimensiunii bavurilor și a zonelor de deformare. Dacă o zonă de solicitare ridicată se extinde de-a lungul zonei de deformare a marginii spre interiorul materialului, structura granulelor din aceste zone va suferi inevitabil modificări corespunzătoare, va fi răsucită sau fracturată, iar alungirea extremă a limitei va avea loc de-a lungul direcției de rupere. În acest moment, densitatea limitei granulelor în zona de stres în direcția de forfecare va crește inevitabil, ducând la o creștere corespunzătoare a pierderii de fier în regiune. Așadar, în acest moment, materialul din zona de stres poate fi considerat un material cu pierderi mari care se află peste laminarea obișnuită de-a lungul muchiei de impact. În acest fel, se poate determina constanta reală a materialului de la margine, iar pierderea reală a muchiei de impact poate fi determinată în continuare folosind modelul de pierdere a fierului.
1. Influența procesului de recoacere asupra pierderii de fier
Condițiile de influență ale pierderii de fier există în principal în aspectul tablelor de oțel siliconic, iar solicitările mecanice și termice vor afecta tablele de oțel siliconic, modificându-le caracteristicile reale. Stresul mecanic suplimentar va duce la modificări ale pierderii de fier. În același timp, creșterea continuă a temperaturii interne a motorului va favoriza, de asemenea, apariția problemelor legate de pierderea de fier. Luarea unor măsuri eficiente de recoacere pentru a elimina stresul mecanic suplimentar va avea un efect benefic asupra reducerii pierderii de fier din interiorul motorului.
2. Motivele pierderilor excesive în procesele de fabricație
Foile de oțel siliconic, ca principal material magnetic pentru motoare, au un impact semnificativ asupra performanței motorului datorită conformității lor cu cerințele de proiectare. În plus, performanța foilor de oțel siliconic de aceeași calitate poate varia de la diferiți producători. La selectarea materialelor, trebuie depuse eforturi pentru a selecta materiale de la producători buni de oțel siliconic. Mai jos sunt câțiva factori cheie care au afectat efectiv consumul de fier și care au fost întâlniți anterior.
Tabla de oțel siliconic nu a fost izolată sau tratată corespunzător. Acest tip de problemă poate fi detectat în timpul procesului de testare a tablelor de oțel siliconic, dar nu toți producătorii de motoare au acest element de testare, iar această problemă nu este adesea bine recunoscută de producătorii de motoare.
Izolație deteriorată între foi sau scurtcircuite între foi. Acest tip de problemă apare în timpul procesului de fabricație a miezului de fier. Dacă presiunea din timpul laminării miezului de fier este prea mare, aceasta provoacă deteriorarea izolației dintre foi; Sau dacă bavurile sunt prea mari după perforare, acestea pot fi îndepărtate prin lustruire, rezultând deteriorarea gravă a izolației suprafeței de perforare; După finalizarea laminării miezului de fier, canelura nu este netedă și se utilizează metoda de pilire; Alternativ, din cauza unor factori precum alezajul neuniform al statorului și neconcentricitatea dintre alezajul statorului și buza scaunului mașinii, se poate utiliza strunjirea pentru corecție. Utilizarea convențională a acestor procese de producție și prelucrare a motoarelor are de fapt un impact semnificativ asupra performanței motorului, în special asupra pierderilor de fier.
Atunci când se utilizează metode precum arderea sau încălzirea cu electricitate pentru a dezasambla înfășurarea, acest lucru poate provoca supraîncălzirea miezului de fier, rezultând o scădere a conductivității magnetice și deteriorarea izolației dintre foi. Această problemă apare în principal în timpul reparării înfășurării și motorului în timpul procesului de producție și procesare.
Sudarea prin stivuire și alte procese pot provoca, de asemenea, deteriorarea izolației dintre stive, crescând pierderile prin curenți turbionari.
Greutate insuficientă a fierului și compactare incompletă între foi. Rezultatul final este că greutatea miezului de fier este insuficientă, iar cel mai direct rezultat este că curentul depășește toleranța, deși poate exista și faptul că pierderea de fier depășește standardul.
Stratul de acoperire de pe tabla de oțel siliconic este prea gros, ceea ce face ca circuitul magnetic să devină prea saturat. În acest moment, curba relației dintre curentul în gol și tensiune este puternic curbată. Acesta este, de asemenea, un element cheie în procesul de producție și prelucrare a tablelor de oțel siliconic.
În timpul producției și prelucrării miezurilor de fier, orientarea fibrelor suprafeței de perforare și forfecare a tablei de oțel siliciu poate fi deteriorată, ceea ce duce la o creștere a pierderilor de fier sub aceeași inducție magnetică; Pentru motoarele cu frecvență variabilă, trebuie luate în considerare și pierderile suplimentare de fier cauzate de armonice; Acesta este un factor care ar trebui luat în considerare în mod cuprinzător în procesul de proiectare.
Pe lângă factorii de mai sus, valoarea de proiectare a pierderii de fier a motorului trebuie să se bazeze pe producția și prelucrarea reală a miezului de fier și trebuie depuse toate eforturile pentru a se asigura că valoarea teoretică corespunde cu valoarea reală. Curbele caracteristice furnizate de furnizorii generali de materiale sunt măsurate folosind metoda bobinei pătrate Epstein, dar direcția de magnetizare a diferitelor piese ale motorului este diferită, iar această pierdere specială de fier prin rotație nu poate fi luată în considerare în prezent. Acest lucru poate duce la diferite grade de inconsecvență între valorile calculate și cele măsurate.
Metode de reducere a pierderilor de fier în proiectarea inginerească
Există multe modalități de a reduce consumul de fier în inginerie, iar cel mai important lucru este adaptarea medicamentului la situație. Desigur, nu este vorba doar despre consumul de fier, ci și despre alte pierderi. Cea mai fundamentală modalitate este de a cunoaște motivele pierderilor mari de fier, cum ar fi densitatea magnetică ridicată, frecvența ridicată sau saturația locală excesivă. Desigur, în mod normal, pe de o parte, este necesar să se abordeze realitatea cât mai aproape posibil din partea simulării, iar pe de altă parte, procesul este combinat cu tehnologia pentru a reduce consumul suplimentar de fier. Cea mai frecvent utilizată metodă este creșterea utilizării tablelor de oțel siliconic de bună calitate și, indiferent de cost, se poate alege oțelul supersiliconic importat. Desigur, dezvoltarea de noi tehnologii interne bazate pe energie a condus, de asemenea, la o dezvoltare mai bună în amonte și în aval. Oțelăriile autohtone lansează, de asemenea, produse specializate din oțel siliconic. Genealogy are o bună clasificare a produselor pentru diferite scenarii de aplicare. Iată câteva metode simple de întâlnit:
1. Optimizați circuitul magnetic
Optimizarea circuitului magnetic, mai exact, înseamnă optimizarea sinusului câmpului magnetic. Acest lucru este crucial, nu doar pentru motoarele cu inducție cu frecvență fixă. Motoarele cu inducție cu frecvență variabilă și motoarele sincrone sunt cruciale. Când lucram în industria mașinilor textile, am realizat două motoare cu performanțe diferite pentru a reduce costurile. Desigur, cel mai important lucru a fost prezența sau absența polilor înclinați, ceea ce a dus la caracteristici sinusoidale inconsistente ale câmpului magnetic al întrefierului. Datorită funcționării la viteze mari, pierderea de fier reprezintă o proporție mare, rezultând o diferență semnificativă în pierderile dintre cele două motoare. În cele din urmă, după unele calcule inverse, diferența de pierdere de fier a motorului sub algoritmul de control a crescut de mai mult de două ori. Acest lucru le reamintește tuturor, de asemenea, să cupleze algoritmii de control atunci când realizează din nou motoare cu control al vitezei cu frecvență variabilă.
2. Reducerea densității magnetice
Creșterea lungimii miezului de fier sau creșterea zonei de conductivitate magnetică a circuitului magnetic reduce densitatea fluxului magnetic, dar cantitatea de fier utilizată în motor crește în mod corespunzător;
3. Reducerea grosimii așchiilor de fier pentru a reduce pierderea de curent indus
Înlocuirea tablelor de oțel siliconic laminate la cald cu table de oțel siliconic laminate la rece poate reduce grosimea tablelor de oțel siliconic, dar așchiile subțiri de fier vor crește numărul de așchii de fier și costurile de fabricație a motoarelor;
4. Adoptarea foilor de oțel siliconic laminate la rece cu o bună conductivitate magnetică pentru a reduce pierderile de histerezis;
5. Adoptarea unui strat de izolație cu așchii de fier de înaltă performanță;
6. Tratament termic și tehnologie de fabricație
Tensiunea reziduală după prelucrarea așchiilor de fier poate afecta serios pierderile motorului. La prelucrarea tablelor de oțel siliconic, direcția de tăiere și tensiunea de forfecare la perforare au un impact semnificativ asupra pierderilor miezului de fier. Tăierea de-a lungul direcției de laminare a tablei de oțel siliconic și efectuarea tratamentului termic pe tabla de oțel siliconic pot reduce pierderile cu 10% până la 20%.
Data publicării: 01 noiembrie 2023