Raua põhitarbimist mõjutavad tegurid
Probleemi analüüsimiseks peame kõigepealt teadma mõningaid põhiteooriaid, mis aitavad meil probleemi mõista. Esiteks peame teadma kahte mõistet. Esiteks on vahelduv magnetiseerumine, mis lihtsustatult öeldes toimub trafo rauast südamikus ja mootori staatori või rootori hammastes; teiseks on pöörlev magnetiseerumine, mille tekitab mootori staatori või rootori ikke. On palju artikleid, mis lähtuvad kahest punktist ja arvutavad mootori rauakao erinevate omaduste põhjal vastavalt ülaltoodud lahendusmeetodile. Katsed on näidanud, et räniterasest lehed näitavad kahe omaduse magnetiseerumisel järgmisi nähtusi:
Kui magnetvoo tihedus on alla 1,7 tesla, on pöörleva magnetiseerimise põhjustatud hüstereesikaotus suurem kui vahelduva magnetiseerimise põhjustatud hüstereesikaotus; kui see on üle 1,7 tesla, on vastupidi. Mootori ikke magnetvoo tihedus on üldiselt vahemikus 1,0–1,5 teslat ja vastav pöörleva magnetiseerimise hüstereesikaotus on umbes 45–65% suurem kui vahelduva magnetiseerimise hüstereesikaotus.
Loomulikult kasutatakse ka ülaltoodud järeldusi ja ma pole neid praktikas isiklikult kontrollinud. Lisaks indutseeritakse rauast südamiku magnetvälja muutumisel selles vool, mida nimetatakse pöörisvooluks, ja sellest tulenevaid kadusid nimetatakse pöörisvoolu kadudeks. Pöörisvoolu kadude vähendamiseks ei saa mootori rauast südamikku tavaliselt terveks plokiks teha ja see on aksiaalselt virnastatud isoleeritud teraslehtedega, et takistada pöörisvoolude voolamist. Raua tarbimise konkreetne arvutusvalem ei ole siin tülikas. Baidu raua tarbimise arvutamise põhivalem ja tähtsus on väga selged. Järgnevalt on analüüs mitmest võtmetegurist, mis mõjutavad meie raua tarbimist, et igaüks saaks probleemi ka praktilistes insenerirakendustes edasi või tagasi tuletada.
Pärast eelneva arutamist, miks mõjutab stantsimise tootmine raua tarbimist? Stantsimisprotsessi omadused sõltuvad peamiselt stantsimismasinate erinevast kujust ning määravad vastava nihkerežiimi ja pingetaseme vastavalt erinevat tüüpi aukude ja soonte vajadustele, tagades seeläbi madalate pingealade tingimused laminaadi perimeetri ümber. Sügavuse ja kuju vahelise seose tõttu mõjutavad seda sageli teravad nurgad, sedavõrd, et kõrge pingetase võib põhjustada märkimisväärset rauakadu madalates pingealades, eriti laminaadi piirkonnas asuvates suhteliselt pikkades nihkeservades. Täpsemalt toimub see peamiselt alveolaarses piirkonnas, mis muutub tegeliku uurimisprotsessi uurimisfookuseks. Madala kaduga räniterasest lehed on sageli määratud suuremate terade suurusega. Löök võib põhjustada sünteetilisi ebatasasusi ja rebenemisnõrkust lehe alumises servas ning lööginurk võib oluliselt mõjutada ebatasasuste ja deformatsioonipiirkondade suurust. Kui kõrge pingega tsoon ulatub mööda serva deformatsioonitsooni materjali sisemusse, siis toimub nende piirkondade terastruktuuris paratamatult vastavad muutused, see väändub või puruneb ning rebenemissuunas toimub piiri äärmuslik pikenemine. Sel ajal suureneb pingetsoonis nihkesuunas terade piirtihedus paratamatult, mis viib vastava rauakao suurenemiseni selles piirkonnas. Seega võib pingetsoonis olevat materjali sel hetkel pidada suure kaoga materjaliks, mis langeb löögiserva piki tavalise kihi peale. Sel viisil saab määrata servamaterjali tegeliku konstandi ja löögiserva tegelikku kaod saab edasi määrata rauakao mudeli abil.
1. Lõõmutamise mõju rauakaotusele
Rauakao mõju tingimused esinevad peamiselt räniterasest lehtede puhul ning mehaanilised ja termilised pinged mõjutavad räniterasest lehtmetalli, muutes selle tegelikke omadusi. Täiendav mehaaniline pinge põhjustab rauakao muutusi. Samal ajal soodustab mootori sisetemperatuuri pidev tõus ka rauakao probleemide teket. Tõhusate lõõmutusmeetmete võtmine täiendava mehaanilise pinge eemaldamiseks avaldab soodsat mõju mootori rauakao vähendamisele.
2. Liigsete kadude põhjused tootmisprotsessides
Räniterasest lehed kui mootorite peamine magnetiline materjal mõjutavad oluliselt mootori jõudlust, kuna need vastavad konstruktsiooninõuetele. Lisaks võivad sama klassi räniterasest lehtede jõudlus erineda erinevate tootjate lõikes. Materjalide valimisel tuleks püüda valida materjale headelt räniterase tootjatelt. Allpool on toodud mõned peamised tegurid, mis on varem raua tarbimist mõjutanud.
Räniteraslehte pole isoleeritud ega korralikult töödeldud. Seda tüüpi probleemi saab tuvastada räniterasest lehtede testimise käigus, kuid mitte kõigil mootoritootjatel pole seda testimisseadet ja mootoritootjad ei pruugi seda probleemi hästi ära tunda.
Lehtede vaheline isolatsioonikahjustus või lühis. Seda tüüpi probleem tekib raudsüdamiku tootmisprotsessi ajal. Kui raudsüdamiku lamineerimise ajal on rõhk liiga kõrge, kahjustab see lehtede vahelist isolatsiooni; või kui pärast stantsimist on ebatasasused liiga suured, saab need poleerimise teel eemaldada, mis kahjustab stantsimispinna isolatsiooni tõsiselt; pärast raudsüdamiku lamineerimist ei ole soon sile ja kasutatakse viilimismeetodit; teise võimalusena võib ebaühtlase staatori ava ja staatori ava ning masina istme serva mittekontsentrilisuse tõttu paranduseks kasutada treimist. Nende mootorite tootmis- ja töötlemisprotsesside tavapärane kasutamine mõjutab tegelikult oluliselt mootori jõudlust, eriti rauakaod.
Kui mähise lahtivõtmiseks kasutatakse selliseid meetodeid nagu põletamine või elektriga kuumutamine, võib see põhjustada rauast südamiku ülekuumenemist, mille tulemuseks on magnetjuhtivuse vähenemine ja lehtede vahelise isolatsiooni kahjustumine. See probleem tekib peamiselt mähise ja mootori remondi ajal tootmis- ja töötlemisprotsessi käigus.
Virnastuskeevitus ja muud protsessid võivad samuti kahjustada virnade vahelist isolatsiooni, suurendades pöörisvoolukadusid.
Ebapiisav rauakaal ja mittetäielik tihendamine lehtede vahel. Lõpptulemuseks on ebapiisav rauasüdamiku kaal ja kõige otsesem tagajärg on tolerantsi ületamine voolutugevuse korral, samal ajal kui võib esineda ka asjaolu, et rauakaod ületavad standardi.
Räniterasest lehe kate on liiga paks, mistõttu magnetiline vooluring muutub liiga küllastunud. Sel ajal on koormuseta voolu ja pinge vaheline sõltuvuskõver tugevalt painutatud. See on ka räniterasest lehtede tootmis- ja töötlemisprotsessi võtmeelement.
Raudsüdamike tootmise ja töötlemise ajal võib räniterasest lehtmetalli stantsimis- ja nihkepinna kinnituse tera orientatsioon kahjustuda, mis suurendab rauakaod sama magnetilise induktsiooni korral; Muutuva sagedusega mootorite puhul tuleks arvestada ka harmoonikute põhjustatud täiendavate rauakaodega; See on tegur, mida tuleks projekteerimisprotsessis põhjalikult arvesse võtta.
Lisaks ülaltoodud teguritele peaks mootori rauakao arvutusväärtus põhinema rauasüdamiku tegelikul tootmisel ja töötlemisel ning tuleks teha kõik endast olenev, et teoreetiline väärtus vastaks tegelikule väärtusele. Üldmaterjalide tarnijate esitatud karakteristikud mõõdetakse Epsteini ruudukujulise mähise meetodil, kuid mootori eri osade magnetiseerimissuund on erinev ja seda spetsiaalset pöörleva rauakao ei saa praegu arvesse võtta. See võib viia arvutatud ja mõõdetud väärtuste erineva vastuoluni.
Meetodid rauakao vähendamiseks projekteerimisel
Inseneriteaduses on raua tarbimise vähendamiseks palju võimalusi ja kõige olulisem on kohandada ravimit olukorrale vastavalt. Loomulikult ei puuduta see ainult raua tarbimist, vaid ka muid kadusid. Kõige olulisem on teada suure raua kadu põhjuseid, näiteks kõrge magnettihedus, kõrge sagedus või liigne lokaalne küllastus. Muidugi on tavapärasel viisil ühelt poolt vaja simulatsiooni poolelt reaalsusele võimalikult lähedale jõuda ja teiselt poolt kombineeritakse protsess tehnoloogiaga, et vähendada täiendavat raua tarbimist. Kõige sagedamini kasutatav meetod on heade räniterasest lehtede kasutamise suurendamine ja olenemata maksumusest saab valida imporditud superräniterase. Muidugi on kodumaiste uute energiapõhiste tehnoloogiate arendamine soodustanud ka paremat arengut üles- ja allavoolus. Kodumaised terasetehased toovad turule ka spetsiaalseid räniterasest tooteid. Genealogyl on hea toodete klassifikatsioon erinevate rakendusstsenaariumide jaoks. Siin on mõned lihtsad meetodid, millega kokku puutuda:
1. Optimeerige magnetilist vooluringi
Täpsemalt öeldes on magnetahela optimeerimine magnetvälja siinuse optimeerimine. See on ülioluline mitte ainult fikseeritud sagedusega asünkroonmootorite puhul. Muutuva sagedusega asünkroonmootorid ja sünkroonmootorid on üliolulised. Tekstiilimasinate tööstuses töötades valmistasin kulude vähendamiseks kaks erineva jõudlusega mootorit. Loomulikult oli kõige olulisem kaldu pooluste olemasolu või puudumine, mis põhjustas õhupilu magnetvälja ebajärjekindlaid sinusoidaalseid omadusi. Suurel kiirusel töötamise tõttu moodustab rauakaod suure osa, mille tulemuseks on kahe mootori kadude oluline erinevus. Lõpuks, pärast mõningaid tagasiulatuvaid arvutusi, on juhtimisalgoritmi all oleva mootori rauakao erinevus suurenenud enam kui kahekordseks. See tuletab kõigile meelde ka juhtimisalgoritmide ühendamist muutuva sagedusega kiirusega juhtimisega mootorite valmistamisel.
2. Vähendage magnetilist tihedust
Raudsüdamiku pikkuse suurendamine või magnetvooluahela magnetjuhtivusala suurendamine magnetvoo tiheduse vähendamiseks, kuid vastavalt suureneb ka mootoris kasutatava raua kogus;
3. Raudlaastude paksuse vähendamine indutseeritud voolu kadude vähendamiseks
Kuumvaltsitud räniterasest lehtede asendamine külmvaltsitud räniterasest lehtedega võib vähendada räniterasest lehtede paksust, kuid õhukesed rauast laastud suurendavad rauast laastude arvu ja mootori tootmiskulusid;
4. Külmvaltsitud räniterasest lehtede vastuvõtmine hea magnetjuhtivusega hüstereesikao vähendamiseks;
5.Kõrgjõudlusega rauast kiibisolatsioonikatte vastuvõtmine;
6. Kuumtöötlus ja tootmistehnoloogia
Raudlaastude töötlemise järgsed jääkpinged võivad mootori kadusid tõsiselt mõjutada. Räniteraslehtede töötlemisel mõjutavad lõikesuund ja stantsimispinge oluliselt rauast südamiku kadusid. Räniteraslehe valtsimissuunas lõikamine ja räniterasestlehe kuumtöötlus võivad kadusid vähendada 10–20%.
Postituse aeg: 01.11.2023
