Efectul tensiunii miezului de fier asupra performanței motoarelor cu magneți permanenți

Efectul stresului miezului de fier asupra performanțeiMotoare cu magnet permanent

Dezvoltarea rapidă a economiei a promovat și mai mult tendința de profesionalizare a industriei motoarelor cu magnet permanenți, propunând cerințe mai ridicate pentru performanța motorului, standardele tehnice și stabilitatea funcționării produsului. Pentru ca motoarele cu magnet permanenți să se dezvolte într-un domeniu de aplicare mai larg, este necesar să se întărească performanța relevantă din toate aspectele, astfel încât indicatorii generali de calitate și performanță ai motorului să poată atinge un nivel superior.

Pentru motoarele cu magnet permanenți, miezul de fier este o componentă foarte importantă a motorului. Pentru selectarea materialelor cu miez de fier, este necesar să se ia în considerare pe deplin dacă conductivitatea magnetică poate satisface nevoile de lucru ale motorului cu magnet permanent. În general, oțelul electric este selectat ca material de bază pentru motoarele cu magnet permanenți, iar motivul principal este că oțelul electric are o conductivitate magnetică bună.

Selectarea materialelor pentru miezul motorului are un impact foarte important asupra performanței generale și controlului costurilor motoarelor cu magnet permanenți. În timpul producției, asamblarii și funcționării oficiale a motoarelor cu magnet permanenți, asupra miezului se vor forma anumite tensiuni. Cu toate acestea, existența stresului va afecta direct conductivitatea magnetică a tablei de oțel electric, determinând scăderea conductivității magnetice în grade diferite, astfel încât performanța motorului cu magnet permanent va scădea și va crește pierderea motorului.

În proiectarea și fabricarea motoarelor cu magnet permanenți, cerințele pentru selectarea și utilizarea materialelor sunt din ce în ce mai mari, chiar și aproape de standardul limită și nivelul de performanță al materialului. Fiind material de bază al motoarelor cu magnet permanenți, oțelul electric trebuie să îndeplinească cerințe de precizie foarte ridicate în tehnologiile relevante de aplicare și calculul precis al pierderii de fier pentru a satisface nevoile reale.

Metoda tradițională de proiectare a motorului utilizată pentru a calcula caracteristicile electromagnetice ale oțelului electric este evident inexactă, deoarece aceste metode convenționale sunt în principal pentru condiții convenționale, iar rezultatele calculului vor avea abateri mari. Prin urmare, este necesară o nouă metodă de calcul pentru a calcula cu exactitate conductibilitatea magnetică și pierderea de fier a oțelului electric în condiții de câmp de stres, astfel încât nivelul de aplicare al materialelor cu miez de fier să fie mai mare, iar indicatorii de performanță, cum ar fi eficiența motoarelor cu magnet permanenți, să ajungă. un nivel superior.

Zheng Yong și alți cercetători s-au concentrat asupra impactului stresului miezului asupra performanței motoarelor cu magnet permanenți și au combinat analiza experimentală pentru a explora mecanismele relevante ale proprietăților magnetice la stres și performanța pierderii fierului la stres a materialelor miezului motorului cu magnet permanenți. Tensiunea asupra miezului de fier al unui motor cu magnet permanent în condiții de funcționare este influențată de diverse surse de stres și fiecare sursă de stres prezintă multe proprietăți complet diferite.

Din perspectiva formei de tensiune a miezului statorului al motoarelor cu magnet permanenți, sursele formării acestuia includ perforarea, nituirea, laminarea, asamblarea prin interferență a carcasei etc. Efectul de tensiune cauzat de asamblarea prin interferență a carcasei are cel mai mare și zona de impact cel mai semnificativ. Pentru rotorul unui motor cu magnet permanent, principalele surse de stres pe care le suportă includ stresul termic, forța centrifugă, forța electromagnetică etc. În comparație cu motoarele obișnuite, viteza normală a unui motor cu magnet permanenți este relativ mare și o structură de izolare magnetică. este instalat și la miezul rotorului.

Prin urmare, stresul centrifugal este principala sursă de stres. Tensiunea miezului statorului generată de ansamblul de interferență al carcasei motorului cu magnet permanent există în principal sub formă de efort de compresiune, iar punctul său de acțiune este concentrat în jugul miezului statorului motorului, direcția tensiunii manifestându-se ca circumferențială tangenţială. Proprietatea de stres formată de forța centrifugă a rotorului motorului cu magnet permanent este tensiunea de tracțiune, care acționează aproape complet asupra miezului de fier al rotorului. Tensiunea centrifugă maximă acționează asupra intersecției dintre puntea de izolare magnetică a rotorului motorului cu magnet permanent și nervura de armare, facilitând producerea degradării performanței în această zonă.

Efectul tensiunii miezului de fier asupra câmpului magnetic al motoarelor cu magneți permanenți

Analizând modificările densității magnetice ale părților cheie ale motoarelor cu magnet permanenți, s-a constatat că, sub influența saturației, nu a existat o schimbare semnificativă a densității magnetice la nervurile de armare și la punțile de izolare magnetică ale rotorului motorului. Densitatea magnetică a statorului și a circuitului magnetic principal al motorului variază semnificativ. Acest lucru poate explica, de asemenea, efectul tensiunii miezului asupra distribuției densității magnetice și conductivității magnetice a motorului în timpul funcționării motorului cu magnet permanent.

Efectul stresului asupra pierderii de bază

Datorită tensiunii, efortul de compresiune la jugul statorului motorului cu magnet permanent va fi relativ concentrat, rezultând o pierdere semnificativă și o degradare a performanței. Există o problemă semnificativă de pierdere a fierului la jugul statorului motorului cu magnet permanent, în special la joncțiunea dintre dinții statorului și jugul, unde pierderea de fier crește cel mai mult din cauza stresului. Cercetările au constatat prin calcul că pierderea de fier a motoarelor cu magnet permanenți a crescut cu 40% -50% datorită influenței tensiunii de tracțiune, care este încă destul de uluitoare, ducând astfel la o creștere semnificativă a pierderii totale a motoarelor cu magnet permanenți. Prin analiză, se mai poate constata că pierderea de fier a motorului este principala formă de pierdere cauzată de influența tensiunii de compresiune asupra formării miezului de fier al statorului. Pentru rotorul motorului, atunci când miezul de fier este sub tensiune centrifugă de tracțiune în timpul funcționării, nu numai că nu va crește pierderea de fier, dar va avea și un anumit efect de îmbunătățire.

Efectul stresului asupra inductanței și cuplului

Performanța inducției magnetice a miezului de fier al motorului se deteriorează în condițiile de stres ale miezului de fier, iar inductanța arborelui acestuia va scădea într-o anumită măsură. Mai exact, analizând circuitul magnetic al unui motor cu magnet permanent, circuitul magnetic arborelui include în principal trei părți: întrefier, magnet permanent și miez de fier al rotorului statorului. Printre acestea, magnetul permanent este cea mai importantă parte. Pe baza acestui motiv, atunci când performanța inducției magnetice a miezului de fier al motorului cu magnet permanent se modifică, nu poate provoca modificări semnificative ale inductanței arborelui.

Partea circuitului magnetic al arborelui compusă din spațiul de aer și miezul rotorului stator al unui motor cu magnet permanent este mult mai mică decât rezistența magnetică a magnetului permanent. Luând în considerare influența tensiunii miezului, performanța inducției magnetice se deteriorează, iar inductanța arborelui scade semnificativ. Analizați impactul proprietăților magnetice de stres asupra miezului de fier al unui motor cu magnet permanenți. Pe măsură ce performanța inducției magnetice a miezului motorului scade, legătura magnetică a motorului scade, iar cuplul electromagnetic al motorului cu magnet permanent scade, de asemenea.