L'efecte de la tensió del nucli de ferro sobre el rendiment dels motors d'imants permanents

L'efecte de la tensió del nucli de ferro sobre el rendiment deMotors d'imants permanents

El ràpid desenvolupament de l'economia ha promogut encara més la tendència de professionalització de la indústria dels motors d'imants permanents, plantejant requisits més alts pel que fa al rendiment relacionat amb els motors, els estàndards tècnics i l'estabilitat del funcionament del producte. Perquè els motors d'imants permanents es desenvolupin en un camp d'aplicació més ampli, cal enfortir el rendiment rellevant des de tots els aspectes, de manera que els indicadors generals de qualitat i rendiment del motor puguin assolir un nivell més alt.

Per als motors d'imants permanents, el nucli de ferro és un component molt important dins del motor. Per a la selecció de materials del nucli de ferro, cal tenir en compte completament si la conductivitat magnètica pot satisfer les necessitats de treball del motor d'imants permanents. Generalment, l'acer elèctric es selecciona com a material central per als motors d'imants permanents, i la raó principal és que l'acer elèctric té una bona conductivitat magnètica.

La selecció dels materials del nucli del motor té un impacte molt important en el rendiment general i el control de costos dels motors d'imants permanents. Durant la fabricació, el muntatge i el funcionament formal dels motors d'imants permanents, es formaran certes tensions al nucli. Tanmateix, l'existència d'estrès afectarà directament la conductivitat magnètica de la xapa d'acer elèctric, fent que la conductivitat magnètica disminueixi en diversos graus, de manera que el rendiment del motor d'imants permanents disminuirà i augmentarà les pèrdues del motor.

En el disseny i la fabricació de motors d'imants permanents, els requisits per a la selecció i la utilització de materials són cada cop més alts, fins i tot a prop del límit estàndard i del nivell de rendiment del material. Com a material principal dels motors d'imants permanents, l'acer elèctric ha de complir uns requisits de precisió molt elevats en les tecnologies d'aplicació rellevants i un càlcul precís de la pèrdua de ferro per tal de satisfer les necessitats reals.

El mètode tradicional de disseny de motors utilitzat per calcular les característiques electromagnètiques de l'acer elèctric és òbviament inexacte, ja que aquests mètodes convencionals són principalment per a condicions convencionals i els resultats del càlcul tindran una gran desviació. Per tant, cal un nou mètode de càlcul per calcular amb precisió la conductivitat magnètica i la pèrdua de ferro de l'acer elèctric en condicions de camp d'estrès, de manera que el nivell d'aplicació dels materials amb nucli de ferro sigui més alt i els indicadors de rendiment, com ara l'eficiència dels motors d'imants permanents, arribin a un nivell més alt.

Zheng Yong i altres investigadors es van centrar en l'impacte de la tensió del nucli en el rendiment dels motors d'imants permanents i van combinar anàlisis experimentals per explorar els mecanismes rellevants de les propietats magnètiques per tensió i el rendiment de pèrdua de ferro per tensió dels materials del nucli dels motors d'imants permanents. La tensió sobre el nucli de ferro d'un motor d'imants permanents en condicions de funcionament està influenciada per diverses fonts d'tensió, i cada font d'tensió presenta moltes propietats completament diferents.

Des de la perspectiva de la forma d'estrès del nucli de l'estator dels motors d'imants permanents, les fonts de la seva formació inclouen el punxonament, el reblat, la laminació, el muntatge d'interferència de la carcassa, etc. L'efecte d'estrès causat pel muntatge d'interferència de la carcassa té l'àrea d'impacte més gran i significativa. Per al rotor d'un motor d'imants permanents, les principals fonts d'estrès que suporta inclouen l'estrès tèrmic, la força centrífuga, la força electromagnètica, etc. En comparació amb els motors ordinaris, la velocitat normal d'un motor d'imants permanents és relativament alta i també s'instal·la una estructura d'aïllament magnètic al nucli del rotor.

Per tant, la tensió centrífuga és la principal font d'estrès. La tensió del nucli de l'estator generada pel conjunt d'interferència de la carcassa del motor d'imant permanent existeix principalment en forma de tensió de compressió, i el seu punt d'acció es concentra al jou del nucli de l'estator del motor, amb la direcció de la tensió manifestada com a tangencial circumferencial. La propietat de tensió formada per la força centrífuga del rotor del motor d'imant permanent és la tensió de tracció, que actua gairebé completament sobre el nucli de ferro del rotor. La tensió centrífuga màxima actua sobre la intersecció del pont d'aïllament magnètic del rotor del motor d'imant permanent i la nervadura de reforç, cosa que facilita la degradació del rendiment en aquesta zona.

L'efecte de la tensió del nucli de ferro sobre el camp magnètic dels motors d'imants permanents

Analitzant els canvis en la densitat magnètica de les parts clau dels motors d'imants permanents, es va trobar que, sota la influència de la saturació, no hi havia cap canvi significatiu en la densitat magnètica a les nervadures de reforç i els ponts d'aïllament magnètic del rotor del motor. La densitat magnètica de l'estator i del circuit magnètic principal del motor varia significativament. Això també pot explicar encara més l'efecte de la tensió del nucli sobre la distribució de la densitat magnètica i la conductivitat magnètica del motor durant el funcionament del motor d'imants permanents.

L'efecte de l'estrès en la pèrdua del core

A causa de l'estrès, l'estrès de compressió al jou de l'estator del motor d'imant permanent estarà relativament concentrat, cosa que provocarà pèrdues significatives i una degradació del rendiment. Hi ha un problema significatiu de pèrdua de ferro al jou de l'estator del motor d'imant permanent, especialment a la unió de les dents de l'estator i el jou, on la pèrdua de ferro augmenta més a causa de l'estrès. La investigació ha descobert mitjançant càlculs que la pèrdua de ferro dels motors d'imant permanent ha augmentat entre un 40% i un 50% a causa de la influència de l'estrès de tracció, cosa que encara és força sorprenent, cosa que ha provocat un augment significatiu de la pèrdua total dels motors d'imant permanent. Mitjançant l'anàlisi, també es pot trobar que la pèrdua de ferro del motor és la principal forma de pèrdua causada per la influència de l'estrès de compressió en la formació del nucli de ferro de l'estator. Per al rotor del motor, quan el nucli de ferro està sota tensió de tracció centrífuga durant el funcionament, no només no augmentarà la pèrdua de ferro, sinó que també tindrà un cert efecte de millora.

L'efecte de la tensió sobre la inductància i el parell de torsió

El rendiment d'inducció magnètica del nucli de ferro del motor es deteriora sota les condicions d'estrès del nucli de ferro, i la seva inductància de l'eix disminuirà fins a cert punt. Específicament, analitzant el circuit magnètic d'un motor d'imant permanent, el circuit magnètic de l'eix inclou principalment tres parts: entreferro, imant permanent i nucli de ferro del rotor de l'estator. Entre elles, l'imant permanent és la part més important. Per aquest motiu, quan el rendiment d'inducció magnètica del nucli de ferro del motor d'imant permanent canvia, no pot causar canvis significatius en la inductància de l'eix.

La part del circuit magnètic de l'eix composta per l'entreferro i el nucli del rotor de l'estator d'un motor d'imant permanent és molt més petita que la resistència magnètica de l'imant permanent. Tenint en compte la influència de la tensió del nucli, el rendiment de la inducció magnètica es deteriora i la inductància de l'eix disminueix significativament. Analitzeu l'impacte de les propietats magnètiques de la tensió sobre el nucli de ferro d'un motor d'imant permanent. A mesura que disminueix el rendiment de la inducció magnètica del nucli del motor, l'enllaç magnètic del motor disminueix i el parell electromagnètic del motor d'imant permanent també disminueix.