Kako smanjiti gubitak motornog željeza

Faktori koji utiču 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 koncepta. Jedan je naizmjenična magnetizacija, koja se, jednostavno rečeno, javlja u željeznoj jezgri transformatora i u zubima statora ili rotora motora; Jedan je svojstvo rotacijske magnetizacije, koje proizvodi jaram statora ili rotora motora. Postoje mnogi članci koji polaze od dvije tačke i izračunavaju gubitak željeza motora na osnovu različitih karakteristika prema gore navedenoj metodi rješenja. Eksperimenti su pokazali da limovi od silicijumskog čelika pokazuju sljedeće pojave pod magnetizacijom dva svojstva:
Kada je gustina magnetskog fluksa ispod 1,7 Tesla, gubitak histereze uzrokovan rotirajućom magnetizacijom je veći od gubitka uzrokovanog naizmjeničnom magnetizacijom; kada je veća od 1,7 Tesla, vrijedi suprotno. Gustina magnetskog fluksa jarma motora je uglavnom između 1,0 i 1,5 Tesla, a odgovarajući gubitak histereze rotacione magnetizacije je oko 45 do 65% veći od gubitka histereze naizmjenične magnetizacije.
Naravno, gore navedeni zaključci se također koriste, a ja ih nisam lično provjerio u praksi. Osim toga, kada se magnetsko polje u željeznom jezgru promijeni, u njemu se inducira struja koja se naziva vrtložna struja, a gubici uzrokovani njom nazivaju se gubici vrtložnih struja. Da bi se smanjili gubici vrtložnih struja, željezno jezgro motora obično se ne može napraviti u cijeli blok, već se aksijalno slaže izoliranim čeličnim limovima kako bi se spriječio protok vrtložnih struja. Specifična formula za izračun potrošnje željeza ovdje neće biti glomazna. Osnovna formula i značaj izračuna potrošnje željeza Baidu bit će vrlo jasni. Slijedi analiza nekoliko ključnih faktora koji utječu na našu potrošnju željeza, tako da svako može unaprijed ili unatrag zaključiti problem u praktičnim inženjerskim primjenama.

Nakon razmatranja gore navedenog, zašto proizvodnja štancanja utiče na potrošnju željeza? Karakteristike procesa probijanja uglavnom zavise od različitih oblika mašina za probijanje i određuju odgovarajući način smicanja i nivo napona prema potrebama različitih vrsta rupa i žljebova, čime se osiguravaju uslovi plitkih područja napona oko periferije laminacije. Zbog odnosa između dubine i oblika, često je pod utjecajem oštrih uglova, do te mjere da visoki nivoi napona mogu uzrokovati značajan gubitak željeza u plitkim područjima napona, posebno na relativno dugim rubovima smicanja unutar raspona laminacije. Konkretno, to se uglavnom događa u alveolarnoj regiji, koja često postaje fokus istraživanja u stvarnom istraživačkom procesu. Limovi od silicijumskog čelika s niskim gubicima često su određeni većim veličinama zrna. Udar može uzrokovati sintetičke neravnine i kidanje smicanja na donjoj ivici lima, a ugao udara može imati značajan utjecaj na veličinu neravnina i područja deformacije. Ako se zona visokog napona proteže duž zone deformacije ruba do unutrašnjosti materijala, struktura zrna u tim područjima će neizbježno pretrpjeti odgovarajuće promjene, biti uvijena ili slomljena, a doći će do ekstremnog izduženja granice duž smjera kidanja. U ovom trenutku, gustina granica zrna u zoni napona u smjeru smicanja će se neminovno povećati, što će dovesti do odgovarajućeg povećanja gubitka željeza unutar regije. Dakle, u ovom trenutku, materijal u području napona može se smatrati materijalom s visokim gubicima koji pada preko uobičajene laminacije duž udarne ivice. Na taj način se može odrediti stvarna konstanta materijala ivice, a stvarni gubitak na udarnoj ivici može se dalje odrediti korištenjem modela gubitka željeza.
1. Utjecaj procesa žarenja na gubitak željeza
Uslovi uticaja na gubitak gvožđa uglavnom postoje kod limova od silicijumskog čelika, a mehanička i termička naprezanja će uticati na limove od silicijumskog čelika sa promjenama u njihovim stvarnim karakteristikama. Dodatna mehanička naprezanja će dovesti do promjena u gubitku gvožđa. Istovremeno, kontinuirano povećanje unutrašnje temperature motora će takođe podsticati pojavu problema sa gubitkom gvožđa. Poduzimanje efikasnih mjera žarenja za uklanjanje dodatnih mehaničkih naprezanja će imati blagotvoran efekat na smanjenje gubitka gvožđa unutar motora.

2. Razlozi za prekomjerne gubitke u proizvodnim procesima

Limovi od silicijumskog čelika, kao glavni magnetni materijal za motore, imaju značajan uticaj na performanse motora zbog njihove usklađenosti sa dizajnerskim zahtjevima. Pored toga, performanse limova od silicijumskog čelika iste klase mogu varirati kod različitih proizvođača. Prilikom odabira materijala, treba nastojati da se odaberu materijali od dobrih proizvođača silicijumskog čelika. U nastavku su navedeni neki ključni faktori koji su zapravo uticali na potrošnju željeza, a koji su se ranije susretali.

Silicijumski čelični lim nije izolovan ili pravilno obrađen. Ova vrsta problema može se otkriti tokom procesa ispitivanja silicijumskih čeličnih limova, ali nemaju svi proizvođači motora ovaj uređaj za testiranje, a ovaj problem često nije dobro prepoznat od strane proizvođača motora.

Oštećena izolacija između limova ili kratki spojevi između limova. Ova vrsta problema javlja se tokom procesa proizvodnje željeznog jezgra. Ako je pritisak tokom laminiranja željeznog jezgra previsok, što uzrokuje oštećenje izolacije između limova; Ili ako su neravnine prevelike nakon probijanja, mogu se ukloniti poliranjem, što rezultira ozbiljnim oštećenjem izolacije površine za probijanje; Nakon što je laminiranje željeznog jezgra završeno, žlijeb nije gladak i koristi se metoda turpijanja; Alternativno, zbog faktora kao što su neravnomjeran otvor statora i nekoncentričnost između otvora statora i ruba sjedišta mašine, tokarenje se može koristiti za korekciju. Konvencionalna upotreba ovih procesa proizvodnje i obrade motora zapravo ima značajan utjecaj na performanse motora, posebno na gubitak željeza.

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

Zavarivanje slojeva i drugi procesi također mogu oštetiti izolaciju između slojeva, povećavajući gubitke vrtložnih struja.
Nedovoljna težina željeza i nepotpuno zbijanje između ploča. Krajnji rezultat je da je težina željezne jezgre nedovoljna, a najdirektniji rezultat je da struja prelazi toleranciju, dok može postojati činjenica da gubitak željeza prelazi standard.
Premaz na limu od silicijumskog čelika je previše debeo, što uzrokuje da magnetno kolo postane previše zasićeno. U ovom trenutku, krivulja odnosa između struje praznog hoda i napona je značajno iskrivljena. Ovo je također ključni element u procesu proizvodnje i obrade limova od silicijumskog čelika.

Tokom proizvodnje i obrade željeznih jezgara, orijentacija zrna površine za pričvršćivanje silicijumskog čeličnog lima za probijanje i smicanje može biti oštećena, što dovodi do povećanja gubitaka željeza pod istom magnetskom indukcijom; Kod motora s promjenjivom frekvencijom, treba uzeti u obzir i dodatne gubitke željeza uzrokovane harmonicima; Ovo je faktor koji treba sveobuhvatno razmotriti u procesu projektovanja.

Pored gore navedenih faktora, projektna vrijednost gubitka željeza u motoru treba se zasnivati ​​na stvarnoj proizvodnji i obradi željezne jezgre, te treba uložiti sve napore kako bi se osiguralo da teorijska vrijednost odgovara stvarnoj vrijednosti. Karakteristične krive koje daju opći dobavljači materijala mjere se Epsteinovom metodom kvadratne zavojnice, ali smjer magnetizacije različitih dijelova motora je različit i ovaj poseban gubitak rotirajućeg željeza trenutno se ne može uzeti u obzir. To može dovesti do različitih stepena neusklađenosti između izračunatih i izmjerenih vrijednosti.

Metode za smanjenje gubitka željeza u inženjerskom dizajnu
Postoji mnogo načina za smanjenje potrošnje željeza u inženjerstvu, a najvažnije je prilagoditi lijek situaciji. Naravno, ne radi se samo o potrošnji željeza, već i o drugim gubicima. Najosnovniji način je znati razloge za velike gubitke željeza, kao što su visoka magnetska gustoća, visoka frekvencija ili prekomjerno lokalno zasićenje. Naravno, na uobičajen način, s jedne strane, potrebno je što više približiti stvarnosti sa strane simulacije, a s druge strane, proces se kombinira s tehnologijom kako bi se smanjila dodatna potrošnja željeza. Najčešće korištena metoda je povećanje upotrebe dobrih limova od silicijskog čelika, i bez obzira na cijenu, može se odabrati uvozni super silicijski čelik. Naravno, razvoj domaćih novih tehnologija pokretanih energijom također je potaknuo bolji razvoj u uzvodnom i nizvodnom dijelu. Domaće čeličane također lansiraju specijalizirane proizvode od silicijskog čelika. Genealogy ima dobru klasifikaciju proizvoda za različite scenarije primjene. Evo nekoliko jednostavnih metoda s kojima se možete susresti:

1. Optimizirajte magnetsko kolo

Optimizacija magnetskog kola, preciznije, jeste optimizacija sinusa magnetskog polja. Ovo je ključno, ne samo za asinhrone motore fiksne frekvencije. Asinhroni motori promjenjive frekvencije i sinhroni motori su ključni. Kada sam radio u industriji tekstilnih mašina, napravio sam dva motora sa različitim performansama kako bih smanjio troškove. Naravno, najvažnija stvar je bila prisustvo ili odsustvo iskrivljenih polova, što je rezultiralo nekonzistentnim sinusoidnim karakteristikama magnetskog polja vazdušnog raspora. Zbog rada na velikim brzinama, gubitak u željezu čini veliki udio, što rezultira značajnom razlikom u gubicima između dva motora. Konačno, nakon nekih povratnih proračuna, razlika u gubicima u željezu motora pod algoritmom upravljanja se povećala za više od dva puta. Ovo također podsjeća sve na ponovno spajanje algoritama upravljanja prilikom izrade motora sa promjenjivom frekvencijom i regulacijom brzine.

2. Smanjite magnetsku gustinu
Povećanje dužine željeznog jezgra ili povećanje površine magnetske provodljivosti magnetskog kruga radi smanjenja gustoće magnetskog fluksa, ali količina željeza koja se koristi u motoru se shodno tome povećava;

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

4. Korištenje hladno valjanih limova od silicijskog čelika s dobrom magnetskom provodljivošću radi smanjenja gubitka histereze;
5. Usvajanje visokoučinkovitog izolacijskog premaza od željeznih strugotina;
6. Termička obrada i tehnologija proizvodnje
Zaostali napon nakon obrade željeznih strugotina može ozbiljno utjecati na gubitke motora. Prilikom obrade limova od silicijskog čelika, smjer rezanja i napon smicanja pri probijanju imaju značajan utjecaj na gubitke željezne jezgre. Rezanje duž smjera valjanja lima od silicijskog čelika i provođenje termičke obrade na limu od silicijskog čelika mogu smanjiti gubitke za 10% do 20%.