Lựa chọn tấm thép silicon động cơ hiệu suất cao

Tấm thép silicon GNEE

Phân phối tổn thất động cơ

Hiện nay, động cơ hiệu suất cao đã trở thành xu hướng chủ đạo trong việc phát triển và ứng dụng động cơ vừa và nhỏ. Đặc biệt, các nước công nghiệp phát triển như Châu Âu, Mỹ rất coi trọng việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Sự phát triển và ứng dụng của động cơ điện. Để mở rộng thị phần động cơ điện quốc tế, ưu tiên hàng đầu của các nhà sản xuất động cơ điện Trung Quốc là áp dụng công nghệ mới, quy trình mới và vật liệu mới để cải thiện hiệu suất của động cơ điện càng nhiều càng tốt.

Vì sự phân bố tổn hao của động cơ thay đổi theo công suất và số cực nên cần thực hiện các biện pháp đối với các tổn hao liên quan ở các công suất và số cực khác nhau. Trong số đó, việc lựa chọn vật liệu thấm từ đặc biệt quan trọng, điều này có tác động lớn hơn đến tổn thất đồng, tổn thất sắt và các tính chất khác của stato, và giá thành của vật liệu lõi sắt là bộ phận chính trong giá thành động cơ. Vì vậy, việc lựa chọn tấm thép silicon phù hợp với động cơ hiệu suất cao là chìa khóa để thiết kế và chế tạo động cơ hiệu suất cao và cần được lựa chọn cẩn thận.

Thông qua phân tích so sánh tính chất điện từ của tấm thép silic dùng cho động cơ, việc lựa chọn và ứng dụngtấm thép siliccho động cơ hiệu suất cao đã được nghiên cứu và thảo luận. Thông qua thực nghiệm và phân tích số liệu, các nguyên tắc lựa chọn tấm thép silic dùng cho động cơ hiệu suất cao đã được đề xuất. Vật liệu cốt lõi được cung cấp để lựa chọn động cơ để tham khảo.

Giới thiệu về tấm thép silic

Tấm thép silicon còn được gọi làtấm thép điện. Thêm một lượng nhỏ silicon vào sắt có thể làm tăng điện trở suất của vật liệu, cải thiện đáng kể sự lão hóa từ tính, tăng độ giòn của vật liệu và giảm cường độ cảm ứng từ. Vì vậy, giới hạn của silicon là 4,5%. Tấm thép silicon chủ yếu được sử dụng cho các thiết bị điện từ AC tần số nguồn, chẳng hạn như máy biến áp, động cơ, công tắc máy biến áp và lõi rơle. Ở nước ta, thép tấm silic thường được chia thành thép tấm silic cán nóng vàthép silic cán nguộitấm, nhưng trong thế giới ngày nay, tấm thép silicon chủ yếu được chia thànhthép silic không định hướngtờ vàthép silicon định hướng hạttấm dựa trên hướng hạt.

Tấm thép silic cán nóng là tấm thép silic không định hướng từ tính, là hợp kim ferrosilicon. So với tấm cán nguội, nó có đặc tính ổn định vật liệu tốt, ứng suất đục lỗ thấp hơn nhiều so với tấm cán nguội, trọng lượng riêng nhỏ và chênh lệch lớn giữa các tấm cùng loại. Tấm cán nguội là hợp kim có hàm lượng silicon thấp và hàm lượng carbon thấp với đặc tính tổn hao sắt nhỏ, cảm ứng từ cao, bề mặt nhẵn, độ dày đồng đều và chênh lệch nhỏ giữa các tấm giống nhau. Việc sử dụng tấm thép silicon trong lõi động cơ thay cho tấm thép carbon và sắt nguyên chất là một tiến bộ vượt bậc trong lịch sử. Tấm thép silicon tổn thất thấp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm kích thước động cơ.

Ngày nay, các tấm thép không chứa silicon được sử dụng trong các lõi động cơ nhỏ thay vì các tấm thép silicon, bởi vì các tấm thép không chứa silicon được nung chảy bằng công nghệ hiện đại khác với các tấm thép có hàm lượng carbon thấp ban đầu. Nó không chỉ có cường độ cảm ứng từ cao mà còn có khả năng mất sắt tương tự như tấm thép silicon. Cho dù đó là tấm thép silicon cán nguội hay tấm thép không chứa silicon, cảm ứng từ và mất mát của nó rất nhạy cảm với ứng suất cơ học. Vì vậy, làm thế nào để khôi phục lại tính thấm từ ban đầu và tổn thất sắt sau khi đột dập là một vấn đề cần được cân nhắc khi lựa chọn tấm thép silic.

Lựa chọn tấm thép silicon động cơ hiệu suất cao

Việc lựa chọn các tấm thép silicon động cơ hiệu suất cao không chỉ phải theo đuổi chất lượng cao và tổn thất sắt thấp mà còn phải được xem xét toàn diện. Mặc dù cấp càng cao thì tổn thất sắt càng thấp nhưng khả năng thấm từ sẽ tương đối kém, điều này đặc biệt quan trọng đối với động cơ nhỏ. Trong động cơ 5kW, do dòng điện phản kháng chiếm tỷ lệ lớn trong dòng điện stato nên dòng không tải (chủ yếu là dòng điện từ hóa) chiếm tỷ lệ đáng kể trong dòng điện đầy tải, đạt khoảng 70%. Khi công suất tăng, tỷ lệ dòng không tải và dòng đầy tải giảm dần.

Vì vậy, đối với động cơ có công suất nhỏ hơn thì tổn hao đồng stato chiếm tỷ trọng lớn trong tổng tổn thất. Đầu tiên, nên sử dụng các tấm thép cách điện có tính thấm từ tốt làm lõi stato. Điều này có thể làm giảm đáng kể dòng điện kích thích và cải thiện đáng kể tổn hao sắt và stato. lõi sắt. Tiêu thụ đồng.

Đối với động cơ công suất cao, do tỷ lệ dòng điện không tải và dòng điện đầy tải rất nhỏ nên tổn hao sắt đã chiếm một tỷ lệ đáng kể trong tổng tổn thất. Việc sử dụng các tấm thép silicon có độ thấm từ cao không rõ ràng để nâng cao hiệu quả, do đó việc giảm tổn thất đơn vị của vật liệu lõi sẽ giúp giảm tổn thất sắt.

Do thiết kế và chế tạo động cơ, tổn thất sắt trong thử nghiệm động cơ vượt quá giá trị được tính toán dựa trên giá trị tổn thất sắt đơn vị do nhà máy thép cung cấp. Tuy nhiên, sau khi vật liệu được đục lỗ, cắt và ép lớp, nó sẽ chịu ứng suất lớn hơn, điều này sẽ làm giảm tính thấm từ của tấm đục lỗ và làm tăng tổn thất sắt. Ngoài ra, do sự tồn tại của răng cưa nên từ trường điều hòa của các răng khe hở không khí nằm trên bề mặt lõi. Tổn thất tần số cao do không tải sẽ dẫn đến tổn thất sắt tăng đáng kể sau khi động cơ được sản xuất. Vì vậy, ngoài việc lựa chọn vật liệu từ tính có đơn vị tổn thất sắt thấp hơn, cần kiểm soát áp suất cán và thực hiện các biện pháp xử lý cần thiết để giảm tổn thất sắt.

Loại thép tấm silicon này có hàm lượng carbon silicon cao, mật độ thấp, trọng lượng nhẹ, độ ổn định vật liệu tốt, về cơ bản không có ngày hết hạn và ứng suất đục lỗ ít hơn nhiều so với tấm cán nguội. Như có thể thấy trong Bảng 1, từ trường thấp của nó không tốt lắm, nhưng nó đủ cho động cơ hiệu suất cao, vì mật độ từ thông stato của động cơ hiệu suất cao nằm trong khoảng từ 1.0T đến 1,5 T và mật độ từ thông rôto nằm trong khoảng từ 1.{{10}}T đến 1.0T. đến 1,0T. Giữa 1,6T.

Nếu sử dụng tấm cán nguội, để phát huy hết ưu điểm của chúng thì ứng suất cơ học sau khi đột và cắt phải được giải quyết. Có nhiều phương pháp lý thuyết để giải quyết ứng suất cắt đột dập của tấm cán nguội, trong đó phương pháp hiệu quả nhất là chọn quy trình ủ hợp lý. Tuy nhiên, do hạn chế về thiết bị và thông số quy trình nên quy trình này vẫn chưa được quảng bá ở Trung Quốc. Quá trình này chỉ được sử dụng cho động cơ nhỏ.

Dựa trên phần giới thiệu lý thuyết và các thông số thử nghiệm của các nhà sản xuất động cơ khác, kết hợp với các sản phẩm xuất khẩu thiết bị gia dụng, chúng tôi cũng đã tiến hành thử nghiệm mô phỏng quy trình này. Do hạn chế về thiết bị, chúng tôi chỉ đưa các tấm thép silicon đã đục lỗ vào lò gia nhiệt và giữ ở nhiệt độ 500 độ trong 2 giờ. Kết quả cho thấy tính thấm từ của tấm thép silicon phục hồi tốt hơn sau khi ủ và độ hao hụt sắt được cải thiện đáng kể.

Các yếu tố quyết định hiệu suất của động cơ hiệu suất cao

Mức độ hiện thực hóa hiệu suất động cơ cao có liên quan chặt chẽ đến việc lựa chọn nguyên liệu thô, đặc biệt là vật liệu từ tính. Động cơ hiệu suất cao chủ yếu tập trung vào cách giảm các tổn thất khác nhau. Mức độ sai lệch giữa giá trị thiết kế và giá trị thử nghiệm của tổn hao sắt, tổn hao đồng stato, tổn hao đồng rôto và tổn hao tản phụ thuộc hoàn toàn vào việc lựa chọn tấm thép silic và lõi sắt. Xây dựng chất lượng.