Como reduzir a perda de ferro do motor

Fatores que afetam o consumo básico de ferro

Para analisar um problema, primeiro precisamos conhecer algumas teorias básicas, que nos ajudarão a entendê-lo. Primeiramente, precisamos conhecer dois conceitos. Uma delas é a magnetização alternada, que, simplificando, ocorre no núcleo de ferro de um transformador e nos dentes do estator ou rotor de um motor; Uma é a propriedade de magnetização rotacional, que é produzida pelo estator ou rotor do motor. Existem muitos artigos que partem de dois pontos e calculam a perda de ferro do motor com base em diferentes características de acordo com o método de solução acima. Experimentos mostraram que chapas de aço silício exibem os seguintes fenômenos sob magnetização de duas propriedades:
Quando a densidade do fluxo magnético está abaixo de 1,7 Tesla, a perda de histerese causada pela magnetização rotativa é maior do que a causada pela magnetização alternada; Quando é superior a 1,7 Tesla, o oposto é verdadeiro. A densidade do fluxo magnético da forquilha do motor está geralmente entre 1,0 e 1,5 Tesla, e a perda de histerese de magnetização rotacional correspondente é cerca de 45 a 65% maior do que a perda de histerese de magnetização alternada.
É claro que as conclusões acima também são utilizadas e não as verifiquei pessoalmente na prática. Além disso, quando o campo magnético no núcleo de ferro muda, uma corrente é induzida nele, chamada corrente parasita, e as perdas causadas por ela são chamadas de perdas por correntes parasitas. A fim de reduzir a perda de correntes parasitas, o núcleo de ferro do motor geralmente não pode ser feito em um bloco inteiro e é empilhado axialmente por chapas de aço isoladas para impedir o fluxo de correntes parasitas. A fórmula de cálculo específica para o consumo de ferro não será complicada aqui. A fórmula básica e o significado do cálculo do consumo de ferro do Baidu serão muito claros. A seguir está uma análise de vários fatores-chave que afetam nosso consumo de ferro, para que todos possam também deduzir o problema para frente ou para trás em aplicações práticas de engenharia.

Depois de discutir o acima exposto, por que a fabricação de estamparia afeta o consumo de ferro? As características do processo de puncionamento dependem principalmente dos diferentes formatos das puncionadeiras e determinam o modo de cisalhamento e o nível de tensão correspondentes de acordo com as necessidades dos diferentes tipos de furos e ranhuras, garantindo assim as condições de áreas de tensão rasas ao redor da periferia da laminação. Devido à relação entre profundidade e forma, é frequentemente afetado por ângulos agudos, na medida em que altos níveis de tensão podem causar perda significativa de ferro em áreas de tensão rasa, especialmente nas bordas de cisalhamento relativamente longas dentro da faixa de laminação. Especificamente, ocorre principalmente na região alveolar, que muitas vezes se torna foco de pesquisa no próprio processo de pesquisa. Chapas de aço silício de baixa perda são frequentemente determinadas por tamanhos de grãos maiores. O impacto pode causar rebarbas sintéticas e cisalhamento na borda inferior da chapa, e o ângulo de impacto pode ter um impacto significativo no tamanho das rebarbas e nas áreas de deformação. Se uma zona de alta tensão se estender ao longo da zona de deformação da borda até o interior do material, a estrutura do grão nessas áreas sofrerá inevitavelmente alterações correspondentes, será torcida ou fraturada, e um alongamento extremo da fronteira ocorrerá ao longo da direção do rompimento. Neste momento, a densidade do contorno de grão na zona de tensão na direção de cisalhamento aumentará inevitavelmente, levando a um aumento correspondente na perda de ferro na região. Portanto, neste ponto, o material na área de tensão pode ser considerado como um material de alta perda que cai sobre a laminação comum ao longo da borda de impacto. Desta forma, a constante real do material da borda pode ser determinada e a perda real da borda de impacto pode ser determinada posteriormente usando o modelo de perda de ferro.
1.A influência do processo de recozimento na perda de ferro
As condições de influência da perda de ferro existem principalmente no aspecto das chapas de aço silício, e as tensões mecânicas e térmicas afetarão as chapas de aço silício com alterações em suas características reais. O estresse mecânico adicional levará a alterações na perda de ferro. Ao mesmo tempo, o aumento contínuo da temperatura interna do motor também promoverá a ocorrência de problemas de perda de ferro. Tomar medidas eficazes de recozimento para remover tensões mecânicas adicionais terá um efeito benéfico na redução da perda de ferro dentro do motor.

2. Razões para perdas excessivas nos processos de fabricação

As chapas de aço silício, como principal material magnético dos motores, têm um impacto significativo no desempenho do motor devido à sua conformidade com os requisitos de projeto. Além disso, o desempenho das chapas de aço silício do mesmo tipo pode variar de fabricante para fabricante. Ao selecionar materiais, devem ser feitos esforços para selecionar materiais de bons fabricantes de aço silício. Abaixo estão alguns fatores-chave que realmente afetaram o consumo de ferro encontrados antes.

A chapa de aço silício não foi isolada ou tratada adequadamente. Esse tipo de problema pode ser detectado durante o processo de teste de chapas de aço silício, mas nem todos os fabricantes de motores possuem esse item de teste, e esse problema muitas vezes não é bem reconhecido pelos fabricantes de motores.

Isolamento danificado entre folhas ou curto-circuito entre folhas. Esse tipo de problema ocorre durante o processo de fabricação do núcleo de ferro. Se a pressão durante a laminação do núcleo de ferro for muito alta, causando danos ao isolamento entre as chapas; Ou se as rebarbas forem muito grandes após a punção, elas podem ser removidas por polimento, resultando em sérios danos ao isolamento da superfície da punção; Após a conclusão da laminação do núcleo de ferro, a ranhura não é lisa e o método de lima é usado; Alternativamente, devido a fatores como furo irregular do estator e não concentricidade entre o furo do estator e a borda da sede da máquina, o torneamento pode ser usado para correção. O uso convencional desses processos de produção e processamento de motores tem, na verdade, um impacto significativo no desempenho do motor, especialmente na perda de ferro.

Ao utilizar métodos como queima ou aquecimento com eletricidade para desmontar o enrolamento, pode causar superaquecimento do núcleo de ferro, resultando em diminuição da condutividade magnética e danos ao isolamento entre as folhas. Este problema ocorre principalmente durante o reparo do enrolamento e do motor durante o processo de produção e processamento.

A soldagem de empilhamento e outros processos também podem causar danos ao isolamento entre as pilhas, aumentando as perdas por correntes parasitas.
Peso de ferro insuficiente e compactação incompleta entre chapas. O resultado final é que o peso do núcleo de ferro é insuficiente, e o resultado mais direto é que a corrente excede a tolerância, embora possa haver o fato de a perda de ferro exceder o padrão.
O revestimento da chapa de aço silício é muito espesso, fazendo com que o circuito magnético fique muito saturado. Neste momento, a curva de relação entre a corrente sem carga e a tensão está severamente curvada. Este também é um elemento chave no processo de produção e processamento de chapas de aço silício.

Durante a produção e processamento de núcleos de ferro, a orientação dos grãos da punção da chapa de aço silício e da fixação da superfície de cisalhamento pode ser danificada, levando a um aumento na perda de ferro sob a mesma indução magnética; Para motores de frequência variável, também devem ser consideradas perdas adicionais de ferro causadas por harmônicos; Este é um fator que deve ser considerado de forma abrangente no processo de design.

Além dos fatores acima, o valor de projeto da perda de ferro do motor deve ser baseado na produção e processamento reais do núcleo de ferro, e todos os esforços devem ser feitos para garantir que o valor teórico corresponda ao valor real. As curvas características fornecidas pelos fornecedores de materiais em geral são medidas usando o método da bobina quadrada de Epstein, mas a direção de magnetização das diferentes partes do motor é diferente, e esta perda rotativa especial do ferro não pode ser considerada no momento. Isso pode levar a vários graus de inconsistência entre os valores calculados e medidos.

Métodos para reduzir a perda de ferro em projetos de engenharia
Existem muitas maneiras de reduzir o consumo de ferro na engenharia, e o mais importante é adequar o medicamento à situação. Claro, não se trata apenas do consumo de ferro, mas também de outras perdas. A forma mais fundamental é conhecer as razões da alta perda de ferro, como alta densidade magnética, alta frequência ou saturação local excessiva. Claro que da forma normal, por um lado, é necessário aproximar-se da realidade o mais próximo possível do lado da simulação e, por outro lado, o processo é aliado à tecnologia para reduzir o consumo adicional de ferro. O método mais comumente utilizado é aumentar o uso de boas chapas de aço silício e, independentemente do custo, pode-se escolher o aço supersilício importado. É claro que o desenvolvimento de novas tecnologias nacionais impulsionadas pela energia também impulsionou um melhor desenvolvimento a montante e a jusante. As siderúrgicas nacionais também estão lançando produtos especializados de aço silício. A genealogia possui uma boa classificação de produtos para diferentes cenários de aplicação. Aqui estão alguns métodos simples de encontrar:

1. Otimize o circuito magnético

Otimizar o circuito magnético, para ser mais preciso, é otimizar o seno do campo magnético. Isto é crucial, não apenas para motores de indução de frequência fixa. Motores de indução de frequência variável e motores síncronos são cruciais. Quando trabalhava na indústria de máquinas têxteis, fiz dois motores com desempenhos diferentes para reduzir custos. Claro, o mais importante foi a presença ou ausência de pólos distorcidos, o que resultou em características sinusoidais inconsistentes do campo magnético do entreferro. Por trabalhar em altas velocidades, a perda de ferro é responsável por grande proporção, resultando em uma diferença significativa nas perdas entre os dois motores. Finalmente, após alguns cálculos retroativos, a diferença de perda de ferro do motor sob o algoritmo de controle aumentou mais de duas vezes. Isso também lembra a todos que devem acoplar algoritmos de controle ao fabricar motores de controle de velocidade de frequência variável novamente.

2.Reduzir a densidade magnética
Aumentar o comprimento do núcleo de ferro ou aumentar a área de condutividade magnética do circuito magnético para reduzir a densidade do fluxo magnético, mas a quantidade de ferro usada no motor aumenta de acordo;

3.Reduzindo a espessura dos cavacos de ferro para reduzir a perda de corrente induzida
A substituição de chapas de aço silício laminadas a quente por chapas de aço silício laminadas a frio pode reduzir a espessura das chapas de aço silício, mas chips finos de ferro aumentarão o número de chips de ferro e os custos de fabricação de motores;

4. Adotando chapas de aço silício laminadas a frio com boa condutividade magnética para reduzir a perda de histerese;
5. Adotando revestimento de isolamento de cavacos de ferro de alto desempenho;
6.Tratamento térmico e tecnologia de fabricação
A tensão residual após o processamento de cavacos de ferro pode afetar seriamente a perda do motor. Ao processar chapas de aço silício, a direção de corte e a tensão de punçoamento têm um impacto significativo na perda do núcleo de ferro. Cortar ao longo da direção de laminação da chapa de aço silício e realizar tratamento térmico na chapa de aço silício pode reduzir as perdas em 10% a 20%.