Geležies šerdies įtempio poveikis veikimuiNuolatinių magnetų varikliai
Spartus ekonomikos vystymasis dar labiau paskatino nuolatinių magnetų variklių pramonės profesionalėjimo tendenciją, keliant aukštesnius reikalavimus variklių veikimui, techniniams standartams ir gaminių veikimo stabilumui. Kad nuolatinių magnetų varikliai būtų plačiau pritaikomi, būtina stiprinti atitinkamą našumą visais aspektais, kad bendra variklio kokybė ir našumo rodikliai pasiektų aukštesnį lygį.
Nuolatinių magnetų varikliams geležinė šerdis yra labai svarbus variklio komponentas. Renkantis geležinės šerdies medžiagas, būtina visapusiškai apsvarstyti, ar magnetinis laidumas gali atitikti nuolatinio magneto variklio darbinius poreikius. Paprastai nuolatinių magnetų variklių šerdies medžiaga yra elektrotechninis plienas, o pagrindinė priežastis yra ta, kad elektrotechninis plienas turi gerą magnetinį laidumą.
Variklio šerdies medžiagų pasirinkimas daro labai didelę įtaką bendram nuolatinių magnetų variklių našumui ir sąnaudų kontrolei. Gaminant, surenkant ir oficialiai eksploatuojant nuolatinių magnetų variklius, šerdyje susidaro tam tikri įtempiai. Tačiau įtempių buvimas tiesiogiai paveiks elektrotechninio plieno lakšto magnetinį laidumą, todėl magnetinis laidumas įvairiu laipsniu mažės, todėl nuolatinių magnetų variklio našumas mažės ir padidės variklio nuostoliai.
Projektuojant ir gaminant nuolatinių magnetų variklius, medžiagų parinkimo ir naudojimo reikalavimai tampa vis didesni, netgi artėjant prie ribinių standartų ir medžiagų eksploatacinių savybių lygio. Elektrotechninis plienas, kaip nuolatinių magnetų variklių pagrindinė medžiaga, turi atitikti labai aukštus tikslumo reikalavimus atitinkamose taikymo technologijose ir tiksliai apskaičiuoti geležies nuostolius, kad būtų patenkinti faktiniai poreikiai.
Tradicinis variklių projektavimo metodas, naudojamas elektrotechninio plieno elektromagnetinėms charakteristikoms apskaičiuoti, yra akivaizdžiai netikslus, nes šie įprasti metodai daugiausia skirti įprastinėms sąlygoms, o skaičiavimo rezultatai bus labai nukrypę. Todėl reikalingas naujas skaičiavimo metodas, leidžiantis tiksliai apskaičiuoti elektrotechninio plieno magnetinį laidumą ir geležies nuostolius įtempio lauko sąlygomis, kad būtų galima plačiau naudoti geležines šerdis, o tokie našumo rodikliai kaip nuolatinių magnetų variklių efektyvumas pasiektų aukštesnį lygį.
Zheng Yong ir kiti tyrėjai daugiausia dėmesio skyrė šerdies įtempių poveikiui nuolatinių magnetų variklių veikimui ir atliko eksperimentinę analizę, kad ištirtų atitinkamus įtempių, magnetinių savybių ir įtempių, geležies nuostolių mechanizmus nuolatinių magnetų variklių šerdies medžiagose. Įtempį nuolatinio magneto variklio geležinėje šerdyje eksploatavimo sąlygomis lemia įvairūs įtempių šaltiniai, ir kiekvienas įtempių šaltinis pasižymi daugybe visiškai skirtingų savybių.
Nuolatinio magneto variklio statoriaus šerdies įtempių formos požiūriu, jų susidarymo šaltiniai yra perforavimas, kniedėmis sujungimas, laminavimas, korpuso interferencinis surinkimas ir kt. Korpuso interferencinio surinkimo sukeltas įtempių poveikis turi didžiausią ir reikšmingiausią smūgio plotą. Pagrindiniai nuolatinio magneto variklio rotoriaus įtempių šaltiniai yra terminis įtempis, išcentrinė jėga, elektromagnetinė jėga ir kt. Palyginti su įprastais varikliais, nuolatinio magneto variklio įprastas greitis yra gana didelis, o rotoriaus šerdyje taip pat įrengta magnetinės izoliacijos konstrukcija.
Todėl išcentrinis įtempis yra pagrindinis įtempių šaltinis. Statoriaus šerdies įtempis, kurį sukuria nuolatinio magneto variklio korpuso interferencinis mazgas, daugiausia pasireiškia gniuždymo įtempio pavidalu, o jo veikimo taškas yra sutelktas variklio statoriaus šerdies jungtyje, o įtempio kryptis pasireiškia kaip apskritiminė tangentinė. Nuolatinio magneto variklio rotoriaus išcentrinės jėgos suformuota įtempio savybė yra tempimo įtempis, kuris beveik visiškai veikia rotoriaus geležinę šerdį. Didžiausias išcentrinis įtempis veikia nuolatinio magneto variklio rotoriaus magnetinės izoliacijos tiltelio ir armatūros briaunos sankirtoje, todėl šioje vietoje lengvai pablogėja našumas.
Geležies šerdies įtempio poveikis nuolatinių magnetų variklių magnetiniam laukui
Analizuojant nuolatinių magnetų variklių pagrindinių dalių magnetinio tankio pokyčius, nustatyta, kad veikiant soties poveikiui, variklio rotoriaus armatūros briaunų ir magnetinės izoliacijos tiltelių magnetinis tankis reikšmingai nepakito. Variklio statoriaus ir pagrindinės magnetinės grandinės magnetinis tankis labai kinta. Tai taip pat gali paaiškinti šerdies įtempio įtaką variklio magnetinio tankio pasiskirstymui ir magnetiniam laidumui nuolatinių magnetų varikliui veikiant.
Streso poveikis šerdies praradimui
Dėl įtempio gniuždymo įtempis nuolatinio magneto variklio statoriaus junge bus gana koncentruotas, todėl atsiras didelių nuostolių ir pablogės našumas. Nuolatinio magneto variklio statoriaus junge yra didelė geležies nuostolių problema, ypač statoriaus dantų ir jungo sandūroje, kur geležies nuostoliai dėl įtempio padidėja labiausiai. Tyrimai, atlikti skaičiavimais, parodė, kad nuolatinio magneto variklių geležies nuostoliai padidėjo 40–50 % dėl tempimo įtempio įtakos, o tai vis dar gana stebina, todėl žymiai padidėjo bendri nuolatinio magneto variklių nuostoliai. Atlikus analizę, taip pat galima nustatyti, kad variklio geležies nuostoliai yra pagrindinė nuostolių forma, kurią sukelia gniuždymo įtempio įtaka statoriaus geležies šerdies formavimuisi. Variklio rotoriaus atveju, kai geležies šerdis eksploatacijos metu patiria išcentrinį tempimo įtempį, geležies nuostoliai ne tik nepadidės, bet ir turės tam tikrą pagerėjimo efektą.
Įtempio įtaka induktyvumui ir sukimo momentui
Variklio geležinės šerdies magnetinės indukcijos charakteristikos prastėja veikiant geležinei šerdiai, o jos veleno induktyvumas tam tikru mastu sumažėja. Tiksliau, analizuojant nuolatinio magneto variklio magnetinę grandinę, veleno magnetinę grandinę daugiausia sudaro trys dalys: oro tarpas, nuolatinis magnetas ir statoriaus rotoriaus geležinė šerdis. Iš jų nuolatinis magnetas yra svarbiausia. Dėl šios priežasties, pasikeitus nuolatinio magneto variklio geležinės šerdies magnetinės indukcijos charakteristikoms, negali pasikeisti veleno induktyvumas.
Nuolatinio magneto variklio veleno magnetinės grandinės dalis, sudaryta iš oro tarpo ir statoriaus rotoriaus šerdies, yra daug mažesnė už nuolatinio magneto magnetinę varžą. Atsižvelgiant į šerdies įtempio įtaką, magnetinės indukcijos charakteristikos blogėja, o veleno induktyvumas žymiai sumažėja. Išanalizuokite įtempio magnetinių savybių įtaką nuolatinio magneto variklio geležinei šerdiai. Mažėjant variklio šerdies magnetinės indukcijos charakteristikoms, mažėja variklio magnetinė jungtis, o kartu mažėja ir nuolatinio magneto variklio elektromagnetinis sukimo momentas.
Įrašo laikas: 2023 m. rugpjūčio 7 d.
