Factoren die de consumptie van basisijzer beïnvloeden
Om een probleem te analyseren, moeten we eerst enkele basistheorieën kennen, die ons zullen helpen het te begrijpen. Ten eerste moeten we twee concepten kennen. Ten eerste is er de wisselmagnetisatie, die, simpel gezegd, plaatsvindt in de ijzeren kern van een transformator en in de stator- of rotortanden van een motor; ten tweede is er de rotatiemagnetisatie-eigenschap, die wordt geproduceerd door het stator- of rotorjuk van de motor. Er zijn veel artikelen die vanuit twee punten vertrekken en het ijzerverlies van de motor berekenen op basis van verschillende eigenschappen volgens de bovenstaande oplossingsmethode. Experimenten hebben aangetoond dat siliciumstaalplaten de volgende verschijnselen vertonen onder magnetisatie van twee eigenschappen:
Wanneer de magnetische fluxdichtheid lager is dan 1,7 Tesla, is het hystereseverlies door roterende magnetisatie groter dan dat door wisselmagnetisatie. Wanneer de fluxdichtheid hoger is dan 1,7 Tesla, geldt het tegenovergestelde. De magnetische fluxdichtheid van het motorjuk ligt over het algemeen tussen 1,0 en 1,5 Tesla, en het bijbehorende hystereseverlies door rotatiemagnetisatie is ongeveer 45 tot 65% groter dan het hystereseverlies door wisselmagnetisatie.
Uiteraard worden bovenstaande conclusies ook gebruikt en ik heb ze niet persoonlijk in de praktijk geverifieerd. Bovendien wordt er, wanneer het magnetische veld in de ijzerkern verandert, een stroom in geïnduceerd, wervelstroom genoemd, en de verliezen die hierdoor ontstaan, worden wervelstroomverliezen genoemd. Om wervelstroomverliezen te verminderen, kan de ijzerkern van de motor meestal niet in één blok worden gevormd, maar wordt deze axiaal gestapeld met geïsoleerde stalen platen om de doorstroming van wervelstromen te belemmeren. De specifieke rekenformule voor ijzerverbruik zal hier niet omslachtig zijn. De basisformule en de betekenis van de Baidu-berekening van ijzerverbruik zullen zeer duidelijk zijn. Hieronder volgt een analyse van verschillende belangrijke factoren die van invloed zijn op ons ijzerverbruik, zodat iedereen het probleem ook in praktische technische toepassingen kan afleiden.
Na bovenstaande bespreking, waarom beïnvloedt de productie van stansen het ijzerverbruik? De kenmerken van het ponsproces hangen voornamelijk af van de verschillende vormen van de ponsmachines en bepalen de bijbehorende afschuifmodus en het bijbehorende spanningsniveau op basis van de behoeften van verschillende soorten gaten en groeven, waardoor de omstandigheden van ondiepe spanningsgebieden rond de omtrek van de laminering worden gewaarborgd. Vanwege de relatie tussen diepte en vorm wordt dit vaak beïnvloed door scherpe hoeken, in die mate dat hoge spanningsniveaus aanzienlijk ijzerverlies kunnen veroorzaken in ondiepe spanningsgebieden, met name in de relatief lange afschuifranden binnen het lamineringsbereik. Dit komt met name voor in de alveolaire regio, die vaak een focus van onderzoek wordt in het eigenlijke onderzoeksproces. Siliciumstaalplaten met een laag verlies worden vaak bepaald door grotere korrelgroottes. Impact kan synthetische bramen en scheuring aan de onderrand van de plaat veroorzaken, en de impacthoek kan een aanzienlijke invloed hebben op de grootte van de bramen en vervormingsgebieden. Als een zone met hoge spanning zich uitstrekt langs de randvervormingszone tot aan de binnenkant van het materiaal, zal de korrelstructuur in deze gebieden onvermijdelijk overeenkomstige veranderingen ondergaan, verdraaien of breken, en zal er een extreme verlenging van de grens optreden in de scheurrichting. Op dit moment zal de korrelgrensdichtheid in de spanningszone in de schuifrichting onvermijdelijk toenemen, wat leidt tot een overeenkomstige toename van het ijzerverlies in het gebied. Op dit punt kan het materiaal in het spanningsgebied dus worden beschouwd als een materiaal met hoog verlies dat bovenop de normale laminering langs de impactrand valt. Op deze manier kan de werkelijke constante van het randmateriaal worden bepaald en kan het werkelijke verlies van de impactrand verder worden bepaald met behulp van het ijzerverliesmodel.
1. De invloed van het gloeiproces op ijzerverlies
De invloed van ijzerverlies bestaat voornamelijk in siliciumstaalplaten. Mechanische en thermische spanningen beïnvloeden siliciumstaalplaten met veranderingen in hun eigenschappen. Extra mechanische spanning leidt tot veranderingen in het ijzerverlies. Tegelijkertijd zal de continue stijging van de interne temperatuur van de motor ook het optreden van problemen met ijzerverlies bevorderen. Het nemen van effectieve gloeimaatregelen om extra mechanische spanning te verwijderen, zal een gunstig effect hebben op het verminderen van het ijzerverlies in de motor.
2. Redenen voor overmatige verliezen in productieprocessen
Siliciumstaalplaten, als belangrijkste magnetische materiaal voor motoren, hebben een aanzienlijke invloed op de prestaties van de motor vanwege hun naleving van de ontwerpeisen. Bovendien kunnen de prestaties van siliciumstaalplaten van dezelfde kwaliteit per fabrikant verschillen. Bij de materiaalkeuze is het belangrijk om materialen te selecteren van betrouwbare siliciumstaalfabrikanten. Hieronder staan enkele belangrijke factoren die het ijzerverbruik daadwerkelijk hebben beïnvloed en die eerder zijn aangetroffen.
De siliciumstaalplaat is niet geïsoleerd of correct behandeld. Dit soort problemen kan worden gedetecteerd tijdens het testproces van siliciumstaalplaten, maar niet alle motorfabrikanten beschikken over dit testmateriaal en dit probleem wordt vaak niet goed herkend door motorfabrikanten.
Beschadigde isolatie tussen platen of kortsluiting tussen platen. Dit soort problemen doet zich voor tijdens het productieproces van de ijzeren kern. Als de druk tijdens het lamineren van de ijzeren kern te hoog is, waardoor de isolatie tussen de platen beschadigd raakt; of als de bramen na het ponsen te groot zijn, kunnen ze worden verwijderd door polijsten, wat resulteert in ernstige schade aan de isolatie van het ponsoppervlak; Nadat het lamineren van de ijzeren kern is voltooid, is de groef niet glad en wordt de vijlmethode gebruikt; Als alternatief, vanwege factoren zoals een ongelijkmatige statorboring en niet-concentriciteit tussen de statorboring en de lip van de machinezitting, kan draaien worden gebruikt ter correctie. Het conventionele gebruik van deze motorproductie- en verwerkingsprocessen heeft een aanzienlijke impact op de prestaties van de motor, met name op het ijzerverlies.
Bij het demonteren van de wikkeling met behulp van methoden zoals verbranding of verhitting met elektriciteit kan de ijzerkern oververhit raken, wat resulteert in een afname van de magnetische geleidbaarheid en schade aan de isolatie tussen de platen. Dit probleem doet zich vooral voor tijdens de reparatie van de wikkeling en motor tijdens het productie- en verwerkingsproces.
Stapellassen en andere processen kunnen ook schade aan de isolatie tussen de stapels veroorzaken, waardoor de wervelstroomverliezen toenemen.
Onvoldoende ijzergewicht en onvolledige verdichting tussen de platen. Het uiteindelijke resultaat is dat het gewicht van de ijzerkern onvoldoende is, en het meest directe gevolg is dat de stroomsterkte de tolerantie overschrijdt, terwijl het ijzerverlies de norm kan overschrijden.
De coating op de siliciumstaalplaat is te dik, waardoor het magnetische circuit te verzadigd raakt. Hierdoor wordt de verhouding tussen nullaststroom en spanning sterk vervormd. Dit is ook een belangrijk element in het productie- en verwerkingsproces van siliciumstaalplaten.
Bij de productie en verwerking van ijzerkernen kan de korreloriëntatie van de bevestiging van het pons- en knipvlak van de siliciumstaalplaat worden beschadigd, waardoor er bij dezelfde magnetische inductie meer ijzerverlies optreedt. Bij motoren met variabele frequentie moet bovendien rekening worden gehouden met extra ijzerverliezen door harmonischen. Dit is een factor waarmee in het ontwerpproces uitgebreid rekening moet worden gehouden.
Naast de bovengenoemde factoren moet de ontwerpwaarde van het ijzerverlies in motoren gebaseerd zijn op de daadwerkelijke productie en verwerking van de ijzerkern, en moet er alles aan worden gedaan om ervoor te zorgen dat de theoretische waarde overeenkomt met de werkelijke waarde. De karakteristieke curven die door algemene materiaalleveranciers worden geleverd, worden gemeten met behulp van de Epstein-vierkante-spoelmethode, maar de magnetisatierichting van verschillende onderdelen in de motor is verschillend, waardoor dit specifieke roterende ijzerverlies momenteel niet in aanmerking kan worden genomen. Dit kan leiden tot een wisselende mate van inconsistentie tussen berekende en gemeten waarden.
Methoden voor het verminderen van ijzerverlies in technisch ontwerp
Er zijn veel manieren om het ijzerverbruik in de techniek te verminderen, en het belangrijkste is om de medicatie af te stemmen op de situatie. Natuurlijk gaat het hierbij niet alleen om ijzerverbruik, maar ook om andere verliezen. De meest fundamentele manier is om de oorzaken van hoog ijzerverlies te achterhalen, zoals een hoge magnetische dichtheid, hoge frequentie of overmatige lokale verzadiging. Normaal gesproken is het enerzijds noodzakelijk om de realiteit zo dicht mogelijk te benaderen vanuit de simulatiekant, en anderzijds wordt het proces gecombineerd met technologie om het extra ijzerverbruik te verminderen. De meest gebruikte methode is het gebruik van hoogwaardige siliciumstaalplaten te verhogen, en ongeacht de kosten kan er worden gekozen voor geïmporteerd supersiliciumstaal. Uiteraard heeft de ontwikkeling van binnenlandse nieuwe energietechnologieën ook geleid tot een betere ontwikkeling in de upstream- en downstream-sector. Binnenlandse staalfabrieken lanceren ook gespecialiseerde siliciumstaalproducten. Genealogy heeft een goede classificatie van producten voor verschillende toepassingsscenario's. Hier zijn een paar eenvoudige methoden om dit te bereiken:
1. Optimaliseer het magnetische circuit
Het optimaliseren van het magnetische circuit, om precies te zijn, is het optimaliseren van de sinus van het magnetische veld. Dit is cruciaal, niet alleen voor inductiemotoren met een vaste frequentie. Inductiemotoren met een variabele frequentie en synchrone motoren zijn cruciaal. Toen ik in de textielmachine-industrie werkte, maakte ik twee motoren met verschillende prestaties om kosten te besparen. Het belangrijkste was natuurlijk de aan- of afwezigheid van scheve polen, wat resulteerde in inconsistente sinusvormige karakteristieken van het magnetische veld met een luchtspleet. Door de hoge snelheden is het ijzerverlies verantwoordelijk voor een groot deel, wat resulteert in een aanzienlijk verschil in de verliezen tussen de twee motoren. Uiteindelijk, na wat terugrekenen, is het verschil in ijzerverlies van de motor onder het regelalgoritme meer dan verdubbeld. Dit herinnert iedereen er ook aan om regelalgoritmen te koppelen bij het opnieuw produceren van motoren met een variabele frequentieregeling.
2. Verminder de magnetische dichtheid
Door de lengte van de ijzeren kern te vergroten of het magnetische geleidingsgebied van het magnetische circuit te vergroten, wordt de magnetische fluxdichtheid verminderd, maar de hoeveelheid ijzer die in de motor wordt gebruikt, neemt dienovereenkomstig toe;
3. Het verminderen van de dikte van ijzerspanen om het verlies van geïnduceerde stroom te verminderen
Het vervangen van warmgewalste siliciumstaalplaten door koudgewalste siliciumstaalplaten kan de dikte van de siliciumstaalplaten verminderen, maar dunne ijzerspanen zullen het aantal ijzerspanen en de productiekosten van de motor verhogen;
4. Het gebruik van koudgewalste siliciumstaalplaten met een goede magnetische geleidbaarheid om hystereseverlies te verminderen;
5.Aanbrengen van een hoogwaardige isolatiecoating met ijzerchips;
6. Warmtebehandeling en productietechnologie
De restspanning na het bewerken van ijzerspanen kan het verlies van de motor ernstig beïnvloeden. Bij het bewerken van siliciumstaalplaten hebben de snijrichting en de ponsschuifspanning een aanzienlijke invloed op het verlies van de ijzerkern. Door langs de walsrichting van de siliciumstaalplaat te snijden en de siliciumstaalplaat te verwarmen, kunnen de verliezen met 10% tot 20% worden verminderd.
Plaatsingstijd: 1 november 2023
