Faktory ovplyvňujúce základnú spotrebu železa
Aby sme mohli analyzovať problém, musíme najprv poznať niekoľko základných teórií, ktoré nám pomôžu pochopiť. Po prvé, musíme poznať dva pojmy. Jedným je striedavá magnetizácia, ktorá, zjednodušene povedané, prebieha v železnom jadre transformátora a v zuboch statora alebo rotora motora; Jednou je vlastnosť rotačnej magnetizácie, ktorú vytvára stator alebo strmeň rotora motora. Existuje veľa článkov, ktoré začínajú z dvoch bodov a vypočítavajú stratu železa motora na základe rôznych charakteristík podľa vyššie uvedenej metódy riešenia. Experimenty ukázali, že plechy z kremíkovej ocele vykazujú pri magnetizácii tieto javy dvoch vlastností:
Keď je hustota magnetického toku nižšia ako 1,7 Tesla, strata hysterézy spôsobená rotačnou magnetizáciou je väčšia ako strata spôsobená striedavou magnetizáciou; Keď je vyššia ako 1,7 Tesly, opak je pravdou. Hustota magnetického toku strmeňa motora je vo všeobecnosti medzi 1,0 a 1,5 Tesla a zodpovedajúca strata hysterézy rotačnej magnetizácie je asi o 45 až 65 % väčšia ako strata hysterézy striedavej magnetizácie.
Samozrejme sú použité aj vyššie uvedené závery a nemám ich osobne overené v praxi. Navyše pri zmene magnetického poľa v železnom jadre sa v ňom indukuje prúd nazývaný vírivý prúd a ním spôsobené straty sa nazývajú straty vírivými prúdmi. Aby sa znížili straty vírivými prúdmi, železné jadro motora zvyčajne nemôže byť vyrobené ako celý blok a je axiálne naskladané izolovanými oceľovými plechmi, aby sa zabránilo toku vírivých prúdov. Špecifický vzorec výpočtu spotreby železa tu nebude ťažkopádny. Základný vzorec a význam výpočtu spotreby železa Baidu bude veľmi jasný. Nasleduje analýza niekoľkých kľúčových faktorov, ktoré ovplyvňujú našu spotrebu železa, takže každý môže tiež dopredu alebo dozadu odvodiť problém v praktických technických aplikáciách.
Po diskusii vyššie, prečo výroba razenia ovplyvňuje spotrebu železa? Charakteristiky procesu dierovania závisia hlavne od rôznych tvarov dierovacích strojov a určujú zodpovedajúci režim strihu a úroveň napätia podľa potrieb rôznych typov otvorov a drážok, čím sa zaisťujú podmienky plytkých namáhaných oblastí po obvode laminácie. V dôsledku vzťahu medzi hĺbkou a tvarom je často ovplyvnená ostrými uhlami, a to do takej miery, že vysoké úrovne napätia môžu spôsobiť značné straty železa v oblastiach s plytkým napätím, najmä na relatívne dlhých šmykových hranách v rozsahu laminácie. Konkrétne sa vyskytuje najmä v alveolárnej oblasti, ktorá sa často stáva stredobodom výskumu v aktuálnom výskumnom procese. Plechy z kremíkovej ocele s nízkou stratou sú často určené väčšou veľkosťou zŕn. Náraz môže spôsobiť syntetické otrepy a trhací šmyk na spodnom okraji plechu a uhol nárazu môže mať významný vplyv na veľkosť otrepov a deformačných oblastí. Ak sa oblasť vysokého napätia rozprestiera pozdĺž okrajovej deformačnej zóny do vnútra materiálu, štruktúra zŕn v týchto oblastiach nevyhnutne podstúpi zodpovedajúce zmeny, bude skrútená alebo zlomená a dôjde k extrémnemu predĺženiu hranice pozdĺž smeru trhania. V tomto čase sa hustota hraníc zŕn v zóne napätia v smere šmyku nevyhnutne zvýši, čo vedie k zodpovedajúcemu zvýšeniu straty železa v oblasti. Takže v tomto bode môže byť materiál v namáhanej oblasti považovaný za vysoko stratový materiál, ktorý dopadá na bežnú lamináciu pozdĺž nárazovej hrany. Týmto spôsobom je možné určiť skutočnú konštantu materiálu hrany a ďalej určiť skutočnú stratu hrany nárazu pomocou modelu straty železa.
1. Vplyv procesu žíhania na stratu železa
Vplyvové podmienky straty železa existujú najmä v prípade plechov z kremíkovej ocele a mechanické a tepelné namáhanie ovplyvní plechy z kremíkovej ocele so zmenami ich skutočných vlastností. Ďalšie mechanické namáhanie povedie k zmenám v strate železa. Súčasne neustále zvyšovanie vnútornej teploty motora tiež podporí výskyt problémov so stratou železa. Prijatie účinných opatrení žíhania na odstránenie dodatočného mechanického namáhania bude mať priaznivý vplyv na zníženie strát železa vo vnútri motora.
2.Dôvody nadmerných strát vo výrobných procesoch
Plechy z kremíkovej ocele, ako hlavný magnetický materiál pre motory, majú významný vplyv na výkon motora vzhľadom na ich súlad s konštrukčnými požiadavkami. Okrem toho sa výkon plechov z kremíkovej ocele rovnakej triedy môže líšiť od rôznych výrobcov. Pri výbere materiálov by sa malo vynaložiť úsilie na výber materiálov od dobrých výrobcov kremíkovej ocele. Nižšie sú uvedené niektoré kľúčové faktory, ktoré skutočne ovplyvnili spotrebu železa, s ktorými sme sa už predtým stretli.
Plech z kremíkovej ocele nebol izolovaný alebo správne ošetrený. Tento typ problému možno zistiť počas procesu testovania plechov z kremíkovej ocele, ale nie všetci výrobcovia motorov majú túto testovaciu položku a výrobcovia motorov tento problém často dobre nerozpoznajú.
Poškodená izolácia medzi plechmi alebo skrat medzi plechmi. Tento typ problému sa vyskytuje počas výrobného procesu železného jadra. Ak je tlak počas laminovania železného jadra príliš vysoký, čo spôsobí poškodenie izolácie medzi plechmi; Alebo ak sú otrepy po dierovaní príliš veľké, môžu sa odstrániť leštením, čo má za následok vážne poškodenie izolácie povrchu dierovania; Po dokončení laminácie železného jadra drážka nie je hladká a používa sa metóda pilovania; Alternatívne, v dôsledku faktorov, ako je nerovnomerné vŕtanie statora a nesústrednosť medzi vŕtaním statora a okrajom sedla stroja, možno na korekciu použiť otáčanie. Bežné používanie týchto procesov výroby a spracovania motora má v skutočnosti významný vplyv na výkon motora, najmä na stratu železa.
Pri použití metód, ako je spaľovanie alebo zahrievanie elektrickou energiou na demontáž vinutia, môže dôjsť k prehriatiu železného jadra, čo má za následok zníženie magnetickej vodivosti a poškodenie izolácie medzi plechmi. Tento problém sa vyskytuje hlavne pri oprave vinutia a motora počas procesu výroby a spracovania.
Stohovacie zváranie a iné procesy môžu tiež spôsobiť poškodenie izolácie medzi stohmi, čím sa zvýšia straty vírivými prúdmi.
Nedostatočná hmotnosť železa a neúplné zhutnenie medzi plechmi. Konečným výsledkom je, že hmotnosť železného jadra je nedostatočná a najpriamejším výsledkom je, že prúd prekračuje toleranciu, pričom môže nastať skutočnosť, že strata železa presahuje normu.
Povlak na plechu z kremíkovej ocele je príliš hrubý, čo spôsobuje, že magnetický obvod je príliš nasýtený. V tomto čase je krivka vzťahu medzi prúdom naprázdno a napätím výrazne ohnutá. Toto je tiež kľúčový prvok v procese výroby a spracovania plechov z kremíkovej ocele.
Počas výroby a spracovania železných jadier môže byť poškodená orientácia zŕn dierovacieho a strihového pripevnenia plechu z kremíkovej ocele, čo vedie k zvýšeniu strát železa pri rovnakej magnetickej indukcii; Pri motoroch s premenlivou frekvenciou by sa mali zvážiť aj dodatočné straty železa spôsobené harmonickými; Toto je faktor, ktorý by sa mal komplexne zvážiť v procese návrhu.
Okrem vyššie uvedených faktorov by návrhová hodnota straty motorového železa mala vychádzať zo skutočnej výroby a spracovania železného jadra a malo by sa vyvinúť maximálne úsilie, aby sa teoretická hodnota zhodovala so skutočnou hodnotou. Charakteristické krivky poskytované všeobecnými dodávateľmi materiálov sa merajú pomocou metódy Epsteinovej štvorcovej cievky, ale smer magnetizácie rôznych častí v motore je odlišný a túto špeciálnu rotujúcu stratu železa v súčasnosti nemožno brať do úvahy. To môže viesť k rôznym stupňom nesúladu medzi vypočítanými a nameranými hodnotami.
Metódy znižovania strát železa v inžinierskom dizajne
Existuje mnoho spôsobov, ako znížiť spotrebu železa v strojárstve, a najdôležitejšie je prispôsobiť liek situácii. Samozrejme, nejde len o spotrebu železa, ale aj o ďalšie straty. Najzásadnejším spôsobom je poznať dôvody vysokej straty železa, ako je vysoká magnetická hustota, vysoká frekvencia alebo nadmerná lokálna saturácia. Samozrejme, bežným spôsobom je na jednej strane potrebné zo strany simulácie sa čo najviac priblížiť realite a na druhej strane je proces kombinovaný s technológiou na zníženie ďalšej spotreby železa. Najbežnejšie používanou metódou je zvýšenie používania dobrých plechov z kremíkovej ocele a bez ohľadu na náklady je možné zvoliť dovážanú superkremíkovú oceľ. Samozrejme, vývoj domácich nových technológií poháňaných energiou viedol k lepšiemu rozvoju v dodávateľskom a dolnom smere. Domáce oceliarne uvádzajú na trh aj špecializované výrobky z kremíkovej ocele. Genealógia má dobrú klasifikáciu produktov pre rôzne aplikačné scenáre. Tu je niekoľko jednoduchých metód, s ktorými sa môžete stretnúť:
1. Optimalizujte magnetický obvod
Optimalizácia magnetického obvodu, aby som bol presný, je optimalizácia sínusu magnetického poľa. To je rozhodujúce nielen pre indukčné motory s pevnou frekvenciou. Rozhodujúce sú indukčné motory s premenlivou frekvenciou a synchrónne motory. Keď som pracoval v priemysle textilných strojov, vyrobil som dva motory s rôznym výkonom, aby som znížil náklady. Samozrejme, najdôležitejšou vecou bola prítomnosť alebo absencia zošikmených pólov, čo malo za následok nekonzistentné sínusové charakteristiky magnetického poľa vzduchovej medzery. V dôsledku práce pri vysokých rýchlostiach má strata železa veľký podiel, čo vedie k značnému rozdielu v stratách medzi týmito dvoma motormi. Nakoniec, po niekoľkých spätných výpočtoch, sa rozdiel strát železa motora pod riadiacim algoritmom zvýšil viac ako dvakrát. To tiež každému pripomína, aby pri opätovnom vytváraní motorov s reguláciou otáčok s premenlivou frekvenciou spájal riadiace algoritmy.
2.Znížte magnetickú hustotu
Zväčšenie dĺžky železného jadra alebo zvýšenie oblasti magnetickej vodivosti magnetického obvodu na zníženie hustoty magnetického toku, ale zodpovedajúcim spôsobom sa zvýši množstvo železa použitého v motore;
3. Zníženie hrúbky železných triesok na zníženie straty indukovaného prúdu
Výmena za tepla valcovaných kremíkových oceľových plechov za studena valcované kremíkové oceľové plechy môže znížiť hrúbku kremíkových oceľových plechov, ale tenké železné triesky zvýšia počet železných triesok a náklady na výrobu motora;
4.Prijatie plechov z kremíkovej ocele valcovaných za studena s dobrou magnetickou vodivosťou na zníženie straty hysterézy;
5.Prijatie vysokovýkonného izolačného povlaku zo železných triesok;
6. Tepelné spracovanie a technológia výroby
Zvyškové napätie po spracovaní železných triesok môže vážne ovplyvniť stratu motora. Pri spracovaní plechov z kremíkovej ocele má smer rezu a šmykové napätie pri dierovaní významný vplyv na stratu železného jadra. Rezanie pozdĺž smeru valcovania plechu z kremíkovej ocele a tepelné spracovanie na plechu z kremíkovej ocele môže znížiť straty o 10 % až 20 %.
Čas uverejnenia: 1. novembra 2023
