L'efecte de l'estrès del nucli de ferro sobre el rendiment dels motors d'imants permanents

L'efecte de l'estrès del nucli de ferro sobre el rendiment deMotors d'imant permanent

El ràpid desenvolupament de l'economia ha promogut encara més la tendència de professionalització de la indústria del motor d'imants permanents, plantejant requisits més alts per al rendiment relacionat amb el motor, 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, és necessari reforçar 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 de nucli de ferro, cal considerar completament si la conductivitat magnètica pot satisfer les necessitats de treball del motor d'imant permanent. En general, l'acer elèctric es selecciona com a material bàsic 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 global 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 determinades tensions al nucli. Tanmateix, l'existència d'estrès afectarà directament la conductivitat magnètica de la xapa d'acer elèctrica, fent que la conductivitat magnètica disminueixi en diferents graus, de manera que el rendiment del motor d'imants permanents disminuirà i augmentarà la pèrdua del motor.

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

El mètode tradicional de disseny del motor utilitzat per calcular les característiques electromagnètiques de l'acer elèctric és òbviament inexacte, perquè aquests mètodes convencionals són principalment per a condicions convencionals i els resultats del càlcul tindran una gran desviació. Per tant, es necessita 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 del nucli de ferro sigui més alt i els indicadors de rendiment, com ara l'eficiència dels motors d'imants permanents, arribin. un nivell superior.

Zheng Yong i altres investigadors es van centrar en l'impacte de l'estrès del nucli en el rendiment dels motors d'imants permanents i van combinar l'anàlisi experimental per explorar els mecanismes rellevants de les propietats magnètiques d'estrès i el rendiment de la pèrdua de ferro d'estrès dels materials del nucli del motor d'imants permanents. La tensió al nucli de ferro d'un motor d'imant permanent en condicions de funcionament està influenciada per diverses fonts d'estrès, i cada font d'estrès 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 punxonat, el reblat, la laminació, el muntatge d'interferència de la carcassa, etc. zona d'impacte més important. Per al rotor d'un motor d'imant permanent, les principals fonts d'estrès que suporta inclouen estrès tèrmic, força centrífuga, força electromagnètica, etc. En comparació amb els motors ordinaris, la velocitat normal d'un motor d'imant permanent és relativament alta i una estructura d'aïllament magnètic. també s'instal·la al nucli del rotor.

Per tant, l'estrès centrífug és la principal font d'estrès. La tensió del nucli de l'estator generada pel conjunt d'interferència de la carcassa del motor d'imants permanents existeix principalment en forma d'estrès 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 costella de reforç, facilitant la degradació del rendiment en aquesta zona.

L'efecte de l'estrès 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 costelles de reforç i als ponts d'aïllament magnètic del rotor del motor. La densitat magnètica de l'estator i el circuit magnètic principal del motor varia significativament. Això també pot explicar encara més l'efecte de l'estrès del nucli sobre la distribució de la densitat magnètica i la conductivitat magnètica del motor durant el funcionament del motor d'imant permanent.

L'efecte de l'estrès sobre la pèrdua del nucli

A causa de l'estrès, la tensió de compressió al jou de l'estator del motor d'imant permanent estarà relativament concentrada, donant lloc a una pèrdua significativa i una degradació del rendiment. Hi ha un problema important 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 el càlcul que la pèrdua de ferro dels motors d'imants permanents ha augmentat entre un 40% i un 50% a causa de la influència de l'esforç de tracció, que encara és força sorprenent, donant lloc a un augment significatiu de la pèrdua total dels motors d'imants permanents. 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 centrífuga durant el funcionament, no només no augmentarà la pèrdua de ferro, sinó que també tindrà un cert efecte de millora.

L'efecte de l'esforç sobre la inductància i el parell

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. Concretament, analitzant el circuit magnètic d'un motor d'imant permanent, el circuit magnètic de l'eix inclou principalment tres parts: espai d'aire, imant permanent i nucli de ferro del rotor de l'estator. Entre ells, 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 provocar canvis significatius en la inductància de l'eix.

La part del circuit magnètic de l'eix composta per l'entrefer 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 l'estrès del nucli, el rendiment de la inducció magnètica es deteriora i la inductància de l'eix disminueix significativament. Analitzar l'impacte de les propietats magnètiques d'estrès sobre el nucli de ferro d'un motor d'imants permanents. A mesura que disminueix el rendiment d'inducció magnètica del nucli del motor, disminueix l'enllaç magnètic del motor i també disminueix el parell electromagnètic del motor d'imant permanent.