O efeito da tensão do núcleo de ferro no desempenho de motores de ímã permanente

O efeito do estresse do núcleo de ferro no desempenho deMotores de ímã permanente

O rápido desenvolvimento da economia promoveu ainda mais a tendência de profissionalização da indústria de motores de ímã permanente, apresentando requisitos mais elevados para desempenho relacionado ao motor, padrões técnicos e estabilidade de operação do produto. Para que os motores de ímã permanente se desenvolvam em um campo de aplicação mais amplo, é necessário fortalecer o desempenho relevante em todos os aspectos, para que os indicadores gerais de qualidade e desempenho do motor possam atingir um nível superior.

Para motores de ímã permanente, o núcleo de ferro é um componente muito importante do motor. Para a seleção dos materiais do núcleo de ferro, é necessário considerar totalmente se a condutividade magnética pode atender às necessidades de trabalho do motor de ímã permanente. Geralmente, o aço elétrico é selecionado como material de núcleo para motores de ímã permanente, e a principal razão é que o aço elétrico tem boa condutividade magnética.

A seleção dos materiais do núcleo do motor tem um impacto muito importante no desempenho geral e no controle de custos dos motores de ímã permanente. Durante a fabricação, montagem e operação formal de motores de ímã permanente, certas tensões se formarão no núcleo. No entanto, a existência de tensão afetará diretamente a condutividade magnética da chapa de aço elétrica, fazendo com que a condutividade magnética diminua em vários graus, de modo que o desempenho do motor de ímã permanente diminuirá e aumentará a perda do motor.

No projeto e fabricação de motores de ímã permanente, os requisitos para a seleção e utilização de materiais estão cada vez mais elevados, chegando até perto do padrão limite e do nível de desempenho do material. Como material do núcleo dos motores de ímã permanente, o aço elétrico deve atender a requisitos de precisão muito elevados em tecnologias de aplicação relevantes e cálculo preciso da perda de ferro para atender às necessidades reais.

O método tradicional de projeto de motor usado para calcular as características eletromagnéticas do aço elétrico é obviamente impreciso, porque esses métodos convencionais são principalmente para condições convencionais e os resultados do cálculo terão um grande desvio. Portanto, um novo método de cálculo é necessário para calcular com precisão a condutividade magnética e a perda de ferro do aço elétrico sob condições de campo de tensão, de modo que o nível de aplicação dos materiais do núcleo de ferro seja maior e os indicadores de desempenho, como a eficiência dos motores de ímã permanente, alcancem um nível superior.

Zheng Yong e outros pesquisadores se concentraram no impacto da tensão do núcleo no desempenho de motores de ímã permanente e combinaram análises experimentais para explorar os mecanismos relevantes de propriedades magnéticas de tensão e desempenho de perda de ferro por tensão de materiais de núcleo de motor de ímã permanente. A tensão no núcleo de ferro de um motor de ímã permanente sob condições operacionais é influenciada por várias fontes de tensão, e cada fonte de tensão exibe muitas propriedades completamente diferentes.

Do ponto de vista da forma de tensão do núcleo do estator dos motores de ímã permanente, as fontes de sua formação incluem puncionamento, rebitagem, laminação, montagem de interferência da carcaça, etc. área de impacto mais significativa. Para o rotor de um motor de ímã permanente, as principais fontes de tensão que ele suporta incluem tensão térmica, força centrífuga, força eletromagnética, etc. Em comparação com motores comuns, a velocidade normal de um motor de ímã permanente é relativamente alta e uma estrutura de isolamento magnético também é instalado no núcleo do rotor.

Portanto, o estresse centrífugo é a principal fonte de estresse. A tensão no núcleo do estator gerada pelo conjunto de interferência da carcaça do motor de ímã permanente existe principalmente na forma de tensão compressiva, e seu ponto de ação está concentrado na forquilha do núcleo do estator do motor, com a direção da tensão manifestada como tangencial circunferencial. A propriedade de tensão formada pela força centrífuga do rotor do motor de ímã permanente é a tensão de tração, que atua quase completamente no núcleo de ferro do rotor. A tensão centrífuga máxima atua na interseção da ponte de isolamento magnético do rotor do motor de ímã permanente e da nervura de reforço, facilitando a ocorrência de degradação do desempenho nesta área.

O efeito da tensão do núcleo de ferro no campo magnético de motores de ímã permanente

Analisando as alterações na densidade magnética das peças-chave dos motores de ímã permanente, constatou-se que sob a influência da saturação não houve alteração significativa na densidade magnética nas nervuras de reforço e nas pontes de isolamento magnético do rotor do motor. A densidade magnética do estator e do circuito magnético principal do motor varia significativamente. Isto também pode explicar melhor o efeito da tensão do núcleo na distribuição da densidade magnética e na condutividade magnética do motor durante a operação do motor de ímã permanente.

O efeito do estresse na perda central

Devido ao estresse, o estresse de compressão na forquilha do estator do motor de ímã permanente será relativamente concentrado, resultando em perda significativa e degradação de desempenho. Há um problema significativo de perda de ferro na forquilha do estator do motor de ímã permanente, especialmente na junção dos dentes do estator e da forquilha, onde a perda de ferro aumenta mais devido ao estresse. A pesquisa descobriu por meio de cálculos que a perda de ferro dos motores de ímã permanente aumentou de 40% a 50% devido à influência da tensão de tração, o que ainda é bastante surpreendente, levando assim a um aumento significativo na perda total de motores de ímã permanente. Através da análise, verifica-se também que a perda de ferro do motor é a principal forma de perda causada pela influência da tensão de compressão na formação do núcleo de ferro do estator. Para o rotor do motor, quando o núcleo de ferro está sob tensão de tração centrífuga durante a operação, não só não aumentará a perda de ferro, mas também terá um certo efeito de melhoria.

O efeito do estresse na indutância e no torque

O desempenho da indução magnética do núcleo de ferro do motor se deteriora sob as condições de estresse do núcleo de ferro e a indutância do eixo diminuirá até certo ponto. Especificamente, analisando o circuito magnético de um motor de ímã permanente, o circuito magnético do eixo inclui principalmente três partes: entreferro, ímã permanente e núcleo de ferro do rotor do estator. Entre eles, o ímã permanente é a parte mais importante. Com base neste motivo, quando o desempenho da indução magnética do núcleo de ferro do motor de ímã permanente muda, ele não pode causar alterações significativas na indutância do eixo.

A parte do circuito magnético do eixo composta pelo entreferro e o núcleo do rotor do estator de um motor de ímã permanente é muito menor que a resistência magnética do ímã permanente. Tendo em conta a influência da tensão do núcleo, o desempenho da indução magnética deteriora-se e a indutância do eixo diminui significativamente. Analise o impacto das propriedades magnéticas de tensão no núcleo de ferro de um motor de ímã permanente. À medida que o desempenho da indução magnética do núcleo do motor diminui, a ligação magnética do motor diminui e o torque eletromagnético do motor de ímã permanente também diminui.