Raudsüdamiku pinge mõju püsimagnetiga mootorite jõudlusele

Raudsüdamiku pinge mõju jõudluselePüsimagnetiga mootorid

Majanduse kiire areng on veelgi soodustanud püsimagnetmootorite tööstuse professionaalsemaks muutumist, esitades kõrgemad nõuded mootoritega seotud jõudlusele, tehnilistele standarditele ja toote töö stabiilsusele. Püsimagnetmootorite laiemaks kasutamiseks on vaja tugevdada asjakohast jõudlust kõigis aspektides, et mootori üldine kvaliteet ja jõudlusnäitajad saavutaksid kõrgema taseme.

Püsimagnetiga mootorite puhul on raudsüdamik mootori väga oluline komponent. Raudsüdamiku materjalide valimisel tuleb täielikult arvestada, kas magnetiline juhtivus vastab püsimagnetiga mootori töövajadustele. Üldiselt valitakse püsimagnetiga mootorite südamiku materjaliks elektrotehniline teras ja peamine põhjus on elektrotehnilise terase hea magnetiline juhtivus.

Mootori südamiku materjalide valikul on püsimagnetmootorite üldisele jõudlusele ja kulude kontrollile väga oluline mõju. Püsimagnetmootorite tootmise, kokkupaneku ja formaalse töötamise ajal tekivad südamikule teatud pinged. Pingete olemasolu mõjutab aga otseselt elektrotehnilise teraspleki magnetilist juhtivust, põhjustades magnetilise juhtivuse langust erineval määral, mistõttu püsimagnetmootori jõudlus väheneb ja mootori kadu suureneb.

Püsimagnetiga mootorite projekteerimisel ja tootmisel muutuvad materjalide valiku ja kasutamise nõuded üha kõrgemaks, isegi lähenedes piirstandardile ja materjali jõudluse tasemele. Püsimagnetiga mootorite südamiku materjalina peab elektrotehniline teras vastama väga kõrgetele täpsusnõuetele asjakohastes rakendustehnoloogiates ja rauakao täpsele arvutamisele, et rahuldada tegelikke vajadusi.

Elektromagnetilise terase elektromagnetiliste omaduste arvutamiseks kasutatav traditsiooniline mootori projekteerimismeetod on ilmselgelt ebatäpne, kuna need tavapärased meetodid on mõeldud peamiselt tavapäraste tingimuste jaoks ja arvutustulemustel on suur kõrvalekalle. Seetõttu on vaja uut arvutusmeetodit, et täpselt arvutada elektromagnetilist juhtivust ja rauakaod pingevälja tingimustes, et raudsüdamikuga materjalide rakendustase oleks kõrgem ja püsimagnetmootorite efektiivsus ja muud jõudlusnäitajad saavutaksid kõrgema taseme.

Zheng Yong ja teised teadlased keskendusid südamiku pinge mõjule püsimagnetmootorite jõudlusele ning kombineerisid eksperimentaalset analüüsi, et uurida püsimagnetmootori südamiku materjalide pingemagnetiliste omaduste ja pingeraudkao toimivuse asjakohaseid mehhanisme. Püsimagnetmootori raudsüdamiku pinget töötingimustes mõjutavad mitmesugused pingeallikad ja igal pingeallikal on palju täiesti erinevaid omadusi.

Püsimagnetiga mootori staatori südamiku pingete tekke seisukohast on selle tekkeallikateks stantsimine, neetimine, lamineerimine, korpuse interferentsiaalne kokkupanek jne. Korpuse interferentsiaalse kokkupaneku põhjustatud pingel on suurim ja olulisem mõjuala. Püsimagnetiga mootori rootori puhul on peamisteks pingeallikateks termiline pinge, tsentrifugaaljõud, elektromagnetiline jõud jne. Võrreldes tavaliste mootoritega on püsimagnetiga mootori normaalkiirus suhteliselt kõrge ning rootori südamikule on paigaldatud ka magnetiline isolatsioonistruktuur.

Seega on peamine pingeallikas tsentrifugaalpinge. Püsimagnetiga mootori korpuse interferentsiaalkonstruktsiooni tekitatud staatori südamiku pinge esineb peamiselt survepinge kujul ja selle toimepunkt on koondunud mootori staatori südamiku ikke, kusjuures pinge suund avaldub ümbermõõdulise tangentsiaalsena. Püsimagnetiga mootori rootori tsentrifugaaljõu tekitatud pingeomadus on tõmbepinge, mis mõjub peaaegu täielikult rootori raudsüdamikule. Maksimaalne tsentrifugaalpinge mõjub püsimagnetiga mootori rootori magnetilise isolatsioonisilla ja tugevdusribi ristumiskohale, mistõttu on selles piirkonnas jõudluse halvenemine lihtne.

Raudsüdamiku pinge mõju püsimagnetiga mootorite magnetväljale

Püsimagnetiga mootorite põhiosade magnetilise tiheduse muutuste analüüsimisel leiti, et küllastuse mõjul ei toimunud mootori rootori tugevdusribide ja magnetilise isolatsiooni sildade magnetilise tiheduse olulist muutust. Mootori staatori ja peamise magnetahela magnetiline tihedus varieerub märkimisväärselt. See võib samuti selgitada südamiku pinge mõju mootori magnetilise tiheduse jaotusele ja magnetjuhtivusele püsimagnetiga mootori töötamise ajal.

Stressi mõju kerekaotusele

Pinge tõttu on püsimagnetmootori staatori ikke juures olev survepinge suhteliselt kontsentreeritud, mille tulemuseks on märkimisväärne kadu ja jõudluse halvenemine. Püsimagnetmootori staatori ikke juures, eriti staatori hammaste ja ike ühenduskohas, on rauakadu märkimisväärne probleem, kus rauakadu pinge tõttu kõige rohkem suureneb. Uuringud on arvutuste abil näidanud, et püsimagnetmootorite rauakadu on tõmbepinge mõjul suurenenud 40–50%, mis on siiski üsna hämmastav, mis viib püsimagnetmootorite kogukao olulise suurenemiseni. Analüüsi abil on samuti leitud, et mootori rauakadu on peamine kadu vorm, mis tekib survepinge mõjul staatori rauast südamiku moodustumisele. Mootori rootori puhul, kui rauast südamik on töötamise ajal tsentrifugaalse tõmbepinge all, mitte ainult ei suurenda see rauakadu, vaid avaldab ka teatud parandavat mõju.

Pinge mõju induktiivsusele ja pöördemomendile

Mootori raudsüdamiku magnetilise induktsiooni jõudlus halveneb raudsüdamiku pingetingimustes ja selle võlli induktiivsus väheneb teatud määral. Täpsemalt, püsimagnetiga mootori magnetahela analüüsimisel koosneb võlli magnetahel peamiselt kolmest osast: õhupilu, püsimagnet ja staatori rootori raudsüdamik. Nende hulgas on püsimagnet kõige olulisem osa. Sel põhjusel, kui püsimagnetiga mootori raudsüdamiku magnetilise induktsiooni jõudlus muutub, ei saa see põhjustada olulisi muutusi võlli induktiivsuses.

Püsimagnetiga mootori võlli magnetahela osa, mis koosneb õhupilust ja staatori rootori südamikust, on palju väiksem kui püsimagneti magnetiline takistus. Võttes arvesse südamiku pinge mõju, halveneb magnetilise induktsiooni jõudlus ja võlli induktiivsus väheneb oluliselt. Analüüsige pinge magnetiliste omaduste mõju püsimagnetiga mootori raudsüdamikule. Mootori südamiku magnetilise induktsiooni jõudluse vähenemisega väheneb mootori magnetiline sidestus ja samuti väheneb püsimagnetiga mootori elektromagnetiline pöördemoment.