Η επίδραση της πίεσης του πυρήνα σιδήρου στην απόδοση των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη

Η επίδραση της πίεσης του σιδήρου πυρήνα στην απόδοση τουΚινητήρες μόνιμου μαγνήτη

Η ταχεία ανάπτυξη της οικονομίας έχει προωθήσει περαιτέρω την τάση επαγγελματισμού της βιομηχανίας κινητήρων μόνιμων μαγνητών, προβάλλοντας υψηλότερες απαιτήσεις για απόδοση που σχετίζεται με τον κινητήρα, τεχνικά πρότυπα και σταθερότητα λειτουργίας του προϊόντος. Προκειμένου οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη να αναπτυχθούν σε ένα ευρύτερο πεδίο εφαρμογής, είναι απαραίτητο να ενισχυθεί η σχετική απόδοση από όλες τις πλευρές, έτσι ώστε η συνολική ποιότητα και οι δείκτες απόδοσης του κινητήρα να μπορούν να φτάσουν σε υψηλότερο επίπεδο.

Για κινητήρες μόνιμου μαγνήτη, ο σιδερένιος πυρήνας είναι ένα πολύ σημαντικό εξάρτημα μέσα στον κινητήρα. Για την επιλογή των υλικών πυρήνων σιδήρου, είναι απαραίτητο να εξεταστεί πλήρως εάν η μαγνητική αγωγιμότητα μπορεί να καλύψει τις ανάγκες εργασίας του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη. Γενικά, ο ηλεκτρικός χάλυβας επιλέγεται ως υλικό πυρήνα για κινητήρες μόνιμου μαγνήτη και ο κύριος λόγος είναι ότι ο ηλεκτρικός χάλυβας έχει καλή μαγνητική αγωγιμότητα.

Η επιλογή των υλικών πυρήνα κινητήρα έχει πολύ σημαντικό αντίκτυπο στη συνολική απόδοση και τον έλεγχο του κόστους των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη. Κατά την κατασκευή, τη συναρμολόγηση και την επίσημη λειτουργία των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη, θα σχηματιστούν ορισμένες τάσεις στον πυρήνα. Ωστόσο, η ύπαρξη τάσης θα επηρεάσει άμεσα τη μαγνητική αγωγιμότητα του φύλλου ηλεκτρικού χάλυβα, προκαλώντας τη μείωση της μαγνητικής αγωγιμότητας σε διάφορους βαθμούς, έτσι η απόδοση του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη θα μειωθεί και θα αυξήσει την απώλεια κινητήρα.

Στο σχεδιασμό και την κατασκευή κινητήρων μόνιμου μαγνήτη, οι απαιτήσεις για την επιλογή και τη χρήση υλικών γίνονται όλο και υψηλότερες, ακόμη και κοντά στο όριο πρότυπο και επίπεδο απόδοσης υλικού. Ως υλικό πυρήνα των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη, ο ηλεκτρικός χάλυβας πρέπει να πληροί πολύ υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας σε σχετικές τεχνολογίες εφαρμογής και ακριβή υπολογισμό της απώλειας σιδήρου προκειμένου να καλύψει τις πραγματικές ανάγκες.

Η παραδοσιακή μέθοδος σχεδιασμού κινητήρα που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των ηλεκτρομαγνητικών χαρακτηριστικών του ηλεκτρικού χάλυβα είναι προφανώς ανακριβής, επειδή αυτές οι συμβατικές μέθοδοι είναι κυρίως για συμβατικές συνθήκες και τα αποτελέσματα υπολογισμού θα έχουν μεγάλη απόκλιση. Ως εκ τούτου, απαιτείται μια νέα μέθοδος υπολογισμού για τον ακριβή υπολογισμό της μαγνητικής αγωγιμότητας και της απώλειας σιδήρου του ηλεκτρικού χάλυβα υπό συνθήκες πεδίου τάσης, έτσι ώστε το επίπεδο εφαρμογής των υλικών πυρήνων σιδήρου να είναι υψηλότερο και οι δείκτες απόδοσης όπως η απόδοση των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη να φτάνουν υψηλότερο επίπεδο.

Ο Zheng Yong και άλλοι ερευνητές εστίασαν στον αντίκτυπο της πίεσης του πυρήνα στην απόδοση των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη και συνδύασαν την πειραματική ανάλυση για να διερευνήσουν τους σχετικούς μηχανισμούς των μαγνητικών ιδιοτήτων τάσης και της απόδοσης απώλειας σιδήρου καταπόνησης υλικών πυρήνα κινητήρα μόνιμου μαγνήτη. Η τάση στον πυρήνα του σιδήρου ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη υπό συνθήκες λειτουργίας επηρεάζεται από διάφορες πηγές καταπόνησης και κάθε πηγή τάσης παρουσιάζει πολλές εντελώς διαφορετικές ιδιότητες.

Από την άποψη της μορφής τάσης του πυρήνα του στάτη των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη, οι πηγές σχηματισμού του περιλαμβάνουν διάτρηση, πριτσίνωμα, πλαστικοποίηση, διάταξη παρεμβολής του περιβλήματος κ.λπ. σημαντικότερη περιοχή επιπτώσεων. Για τον ρότορα ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, οι κύριες πηγές καταπόνησης που φέρει περιλαμβάνουν θερμική καταπόνηση, φυγόκεντρη δύναμη, ηλεκτρομαγνητική δύναμη κ.λπ. Σε σύγκριση με τους συνηθισμένους κινητήρες, η κανονική ταχύτητα ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι σχετικά υψηλή και μια δομή μαγνητικής απομόνωσης εγκαθίσταται επίσης στον πυρήνα του ρότορα.

Επομένως, η φυγόκεντρη τάση είναι η κύρια πηγή καταπόνησης. Η τάση του πυρήνα του στάτη που δημιουργείται από το συγκρότημα παρεμβολής του περιβλήματος του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη υπάρχει κυρίως με τη μορφή θλιπτικής τάσης και το σημείο δράσης του συγκεντρώνεται στον ζυγό του πυρήνα του στάτη του κινητήρα, με την κατεύθυνση τάσης να εμφανίζεται ως περιφερειακή εφαπτομενική. Η ιδιότητα τάσης που σχηματίζεται από τη φυγόκεντρη δύναμη του ρότορα κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι η τάση εφελκυσμού, η οποία σχεδόν πλήρως δρα στον σιδερένιο πυρήνα του ρότορα. Η μέγιστη φυγόκεντρη τάση δρα στη διασταύρωση της γέφυρας μαγνητικής απομόνωσης του ρότορα μόνιμου μαγνήτη και της ενισχυτικής νεύρωσης, καθιστώντας εύκολη την υποβάθμιση της απόδοσης σε αυτήν την περιοχή.

Η επίδραση της πίεσης του πυρήνα σιδήρου στο μαγνητικό πεδίο των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη

Αναλύοντας τις αλλαγές στη μαγνητική πυκνότητα βασικών τμημάτων κινητήρων μόνιμου μαγνήτη, διαπιστώθηκε ότι υπό την επίδραση του κορεσμού, δεν υπήρξε σημαντική αλλαγή στη μαγνητική πυκνότητα στις ενισχυτικές νευρώσεις και στις γέφυρες μαγνητικής απομόνωσης του ρότορα κινητήρα. Η μαγνητική πυκνότητα του στάτη και του κύριου μαγνητικού κυκλώματος του κινητήρα ποικίλλει σημαντικά. Αυτό μπορεί επίσης να εξηγήσει περαιτέρω την επίδραση της τάσης του πυρήνα στην κατανομή της μαγνητικής πυκνότητας και τη μαγνητική αγωγιμότητα του κινητήρα κατά τη λειτουργία του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη.

Η επίδραση του στρες στην απώλεια πυρήνα

Λόγω της τάσης, η θλιπτική τάση στο ζυγό του στάτη του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη θα είναι σχετικά συγκεντρωμένη, με αποτέλεσμα σημαντική απώλεια και υποβάθμιση της απόδοσης. Υπάρχει ένα σημαντικό πρόβλημα απώλειας σιδήρου στο ζυγό του στάτη του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, ειδικά στη σύνδεση των δοντιών του στάτη και του ζυγού, όπου η απώλεια σιδήρου αυξάνεται περισσότερο λόγω πίεσης. Η έρευνα έχει βρει μέσω υπολογισμών ότι η απώλεια σιδήρου των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη έχει αυξηθεί κατά 40% -50% λόγω της επίδρασης της εφελκυστικής τάσης, η οποία είναι ακόμα αρκετά εκπληκτική, οδηγώντας έτσι σε σημαντική αύξηση της συνολικής απώλειας των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη. Μέσω της ανάλυσης, μπορεί επίσης να βρεθεί ότι η απώλεια σιδήρου του κινητήρα είναι η κύρια μορφή απώλειας που προκαλείται από την επίδραση της θλιπτικής τάσης στο σχηματισμό του πυρήνα του σιδήρου του στάτη. Για τον ρότορα του κινητήρα, όταν ο πυρήνας του σιδήρου βρίσκεται υπό φυγόκεντρη τάση εφελκυσμού κατά τη λειτουργία, όχι μόνο δεν θα αυξήσει την απώλεια σιδήρου, αλλά θα έχει επίσης ένα ορισμένο αποτέλεσμα βελτίωσης.

Η επίδραση της πίεσης στην επαγωγή και τη ροπή

Η απόδοση μαγνητικής επαγωγής του πυρήνα σιδήρου κινητήρα επιδεινώνεται υπό τις συνθήκες καταπόνησης του πυρήνα σιδήρου και η επαγωγή του άξονα θα μειωθεί σε κάποιο βαθμό. Συγκεκριμένα, αναλύοντας το μαγνητικό κύκλωμα ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, το μαγνητικό κύκλωμα άξονα περιλαμβάνει κυρίως τρία μέρη: διάκενο αέρα, μόνιμο μαγνήτη και σιδερένιο πυρήνα ρότορα στάτη. Μεταξύ αυτών, ο μόνιμος μαγνήτης είναι το πιο σημαντικό μέρος. Με βάση αυτό το λόγο, όταν η απόδοση μαγνητικής επαγωγής του σιδήρου πυρήνα του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη αλλάζει, δεν μπορεί να προκαλέσει σημαντικές αλλαγές στην επαγωγή του άξονα.

Το τμήμα μαγνητικού κυκλώματος άξονα που αποτελείται από το διάκενο αέρα και τον πυρήνα του ρότορα του στάτη ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι πολύ μικρότερο από τη μαγνητική αντίσταση του μόνιμου μαγνήτη. Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της τάσης του πυρήνα, η απόδοση της μαγνητικής επαγωγής επιδεινώνεται και η επαγωγή του άξονα μειώνεται σημαντικά. Αναλύστε τον αντίκτυπο των μαγνητικών ιδιοτήτων τάσης στον σιδερένιο πυρήνα ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη. Καθώς η απόδοση της μαγνητικής επαγωγής του πυρήνα του κινητήρα μειώνεται, η μαγνητική σύνδεση του κινητήρα μειώνεται και η ηλεκτρομαγνητική ροπή του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη επίσης μειώνεται.