Cómo reducir la pérdida de hierro del motor

Factores que afectan el consumo básico de hierro.

Para analizar un problema, primero necesitamos conocer algunas teorías básicas, que nos ayudarán a comprenderlo. En primer lugar, necesitamos conocer dos conceptos. Una es la magnetización alterna, que, en pocas palabras, se produce en el núcleo de hierro de un transformador y en los dientes del estator o rotor de un motor; Una es la propiedad de magnetización rotacional, que es producida por el estator o el yugo del rotor del motor. Hay muchos artículos que parten de dos puntos y calculan la pérdida de hierro del motor en función de diferentes características según el método de solución anterior. Los experimentos han demostrado que las láminas de acero al silicio presentan los siguientes fenómenos bajo la magnetización de dos propiedades:
Cuando la densidad de flujo magnético es inferior a 1,7 Tesla, la pérdida por histéresis causada por la magnetización giratoria es mayor que la causada por la magnetización alterna; Cuando es superior a 1,7 Tesla, ocurre lo contrario. La densidad de flujo magnético del yugo del motor está generalmente entre 1,0 y 1,5 Tesla, y la correspondiente pérdida por histéresis de magnetización rotacional es aproximadamente entre un 45 y un 65 % mayor que la pérdida por histéresis de magnetización alterna.
Por supuesto, las conclusiones anteriores también se utilizan y no las he verificado personalmente en la práctica. Además, cuando cambia el campo magnético en el núcleo de hierro, se induce una corriente en él, llamada corriente de Foucault, y las pérdidas provocadas por ella se denominan pérdidas por corrientes de Foucault. Para reducir la pérdida por corrientes parásitas, el núcleo de hierro del motor generalmente no se puede convertir en un bloque completo y se apila axialmente mediante láminas de acero aisladas para impedir el flujo de corrientes parásitas. La fórmula de cálculo específica del consumo de hierro no resultará engorrosa aquí. La fórmula básica y la importancia del cálculo del consumo de hierro de Baidu serán muy claras. El siguiente es un análisis de varios factores clave que afectan nuestro consumo de hierro, para que todos puedan deducir el problema hacia adelante o hacia atrás en aplicaciones prácticas de ingeniería.

Después de discutir lo anterior, ¿por qué la fabricación de estampado afecta el consumo de hierro? Las características del proceso de punzonado dependen principalmente de las diferentes formas de las punzonadoras y determinan el modo de corte y el nivel de tensión correspondientes según las necesidades de los diferentes tipos de orificios y ranuras, garantizando así las condiciones de las áreas de tensión poco profundas alrededor de la periferia de la laminación. Debido a la relación entre profundidad y forma, a menudo se ve afectado por ángulos agudos, hasta el punto de que los altos niveles de tensión pueden causar una pérdida significativa de hierro en áreas de tensión poco profundas, especialmente en los bordes cortantes relativamente largos dentro del rango de laminación. Específicamente, ocurre principalmente en la región alveolar, que a menudo se convierte en un foco de investigación en el proceso de investigación real. Las láminas de acero al silicio de bajas pérdidas suelen estar determinadas por tamaños de grano más grandes. El impacto puede provocar rebabas sintéticas y desgarros en el borde inferior de la lámina, y el ángulo de impacto puede tener un impacto significativo en el tamaño de las rebabas y las áreas de deformación. Si una zona de alta tensión se extiende a lo largo de la zona de deformación del borde hasta el interior del material, la estructura del grano en estas áreas inevitablemente sufrirá los cambios correspondientes, se torcerá o fracturará, y se producirá un alargamiento extremo del límite a lo largo de la dirección de desgarro. En este momento, la densidad del límite de grano en la zona de tensión en la dirección de corte aumentará inevitablemente, lo que provocará un aumento correspondiente en la pérdida de hierro dentro de la región. Entonces, en este punto, el material en el área de tensión puede considerarse como un material de alta pérdida que cae encima de la laminación ordinaria a lo largo del borde de impacto. De esta manera, se puede determinar la constante real del material del borde y se puede determinar aún más la pérdida real del borde de impacto utilizando el modelo de pérdida de hierro.
1.La influencia del proceso de recocido en la pérdida de hierro
Las condiciones de influencia de la pérdida de hierro existen principalmente en el aspecto de las láminas de acero al silicio, y las tensiones mecánicas y térmicas afectarán las láminas de acero al silicio con cambios en sus características reales. Una tensión mecánica adicional provocará cambios en la pérdida de hierro. Al mismo tiempo, el aumento continuo de la temperatura interna del motor también promoverá la aparición de problemas de pérdida de hierro. La adopción de medidas de recocido eficaces para eliminar la tensión mecánica adicional tendrá un efecto beneficioso a la hora de reducir la pérdida de hierro dentro del motor.

2.Razones de las pérdidas excesivas en los procesos de fabricación

Las láminas de acero al silicio, como principal material magnético de los motores, tienen un impacto significativo en el rendimiento del motor debido a su cumplimiento de los requisitos de diseño. Además, el rendimiento de las láminas de acero al silicio del mismo grado puede variar según los diferentes fabricantes. Al seleccionar materiales, se deben hacer esfuerzos para seleccionar materiales de buenos fabricantes de acero al silicio. A continuación se detallan algunos factores clave que realmente han afectado el consumo de hierro y que se han encontrado antes.

La chapa de acero al silicio no ha sido aislada ni tratada adecuadamente. Este tipo de problema se puede detectar durante el proceso de prueba de láminas de acero al silicio, pero no todos los fabricantes de motores tienen este elemento de prueba y, a menudo, los fabricantes de motores no reconocen bien este problema.

Aislamiento dañado entre láminas o cortocircuitos entre láminas. Este tipo de problema ocurre durante el proceso de fabricación del núcleo de hierro. Si la presión durante la laminación del núcleo de hierro es demasiado alta, provocando daños al aislamiento entre las láminas; O si las rebabas son demasiado grandes después del punzonado, se pueden eliminar puliendo, lo que provocará graves daños al aislamiento de la superficie de punzonado; Una vez completada la laminación del núcleo de hierro, la ranura no es lisa y se utiliza el método de limado; Alternativamente, debido a factores tales como el orificio del estator desigual y la falta de concentricidad entre el orificio del estator y el labio del asiento de la máquina, se puede utilizar el giro para corregirlo. El uso convencional de estos procesos de producción y procesamiento de motores en realidad tiene un impacto significativo en el rendimiento del motor, especialmente en la pérdida de hierro.

Cuando se utilizan métodos como quemar o calentar con electricidad para desmontar el devanado, se puede sobrecalentar el núcleo de hierro, lo que provoca una disminución de la conductividad magnética y daños al aislamiento entre las láminas. Este problema ocurre principalmente durante la reparación del devanado y del motor durante el proceso de producción y procesamiento.

La soldadura de apilamiento y otros procesos también pueden causar daños al aislamiento entre las pilas, aumentando las pérdidas por corrientes parásitas.
Peso de hierro insuficiente y compactación incompleta entre láminas. El resultado final es que el peso del núcleo de hierro es insuficiente, y el resultado más directo es que la corriente excede la tolerancia, mientras que puede ocurrir que la pérdida de hierro exceda el estándar.
El recubrimiento de la lámina de acero al silicio es demasiado grueso, lo que provoca que el circuito magnético se sature demasiado. En este momento, la curva de relación entre la corriente sin carga y el voltaje está severamente doblada. Este también es un elemento clave en el proceso de producción y procesamiento de láminas de acero al silicio.

Durante la producción y procesamiento de núcleos de hierro, la orientación del grano de la superficie de unión de punzonado y corte de la lámina de acero al silicio puede dañarse, lo que lleva a un aumento en la pérdida de hierro bajo la misma inducción magnética; Para motores de frecuencia variable, también se deben considerar pérdidas adicionales en el hierro causadas por armónicos; Este es un factor que debe considerarse de manera integral en el proceso de diseño.

Además de los factores anteriores, el valor de diseño de la pérdida de hierro del motor debe basarse en la producción y el procesamiento reales del núcleo de hierro, y se debe hacer todo lo posible para garantizar que el valor teórico coincida con el valor real. Las curvas características proporcionadas por los proveedores de materiales generales se miden utilizando el método de bobina cuadrada de Epstein, pero la dirección de magnetización de las diferentes partes del motor es diferente y esta pérdida especial del hierro giratorio no se puede considerar en este momento. Esto puede dar lugar a distintos grados de inconsistencia entre los valores calculados y medidos.

Métodos para reducir la pérdida de hierro en el diseño de ingeniería.
Hay muchas formas de reducir el consumo de hierro en ingeniería y la más importante es adaptar el medicamento a la situación. Por supuesto, no se trata sólo del consumo de hierro, sino también de otras pérdidas. La forma más fundamental es conocer las razones de la alta pérdida de hierro, como la alta densidad magnética, la alta frecuencia o la excesiva saturación local. Por supuesto, de forma normal, por un lado, es necesario acercarse lo más posible a la realidad desde el lado de la simulación y, por otro lado, el proceso se combina con tecnología para reducir el consumo adicional de hierro. El método más utilizado es aumentar el uso de buenas láminas de acero al silicio y, independientemente del costo, se puede elegir acero súper al silicio importado. Por supuesto, el desarrollo de nuevas tecnologías nacionales impulsadas por la energía también ha impulsado un mejor desarrollo en las fases upstream y downstream. Las acerías nacionales también están lanzando productos especializados de acero al silicio. Genealogy tiene una buena clasificación de productos para diferentes escenarios de aplicación. Aquí hay algunos métodos sencillos de encontrar:

1. Optimizar el circuito magnético

Optimizar el circuito magnético, para ser precisos, es optimizar el seno del campo magnético. Esto es crucial, no sólo para los motores de inducción de frecuencia fija. Los motores de inducción de frecuencia variable y los motores síncronos son cruciales. Cuando trabajaba en la industria de maquinaria textil, fabricé dos motores con diferentes prestaciones para reducir costes. Por supuesto, lo más importante era la presencia o ausencia de polos sesgados, lo que daba como resultado características sinusoidales inconsistentes del campo magnético del entrehierro. Debido al trabajo a altas velocidades, la pérdida de hierro representa una gran proporción, lo que resulta en una diferencia significativa en las pérdidas entre los dos motores. Finalmente, después de algunos cálculos hacia atrás, la diferencia de pérdida de hierro del motor bajo el algoritmo de control ha aumentado en más del doble. Esto también les recuerda a todos que deben acoplar algoritmos de control cuando vuelvan a fabricar motores de control de velocidad de frecuencia variable.

2.Reducir la densidad magnética
Aumentar la longitud del núcleo de hierro o aumentar el área de conductividad magnética del circuito magnético para reducir la densidad del flujo magnético, pero la cantidad de hierro utilizada en el motor aumenta en consecuencia;

3.Reducir el espesor de las virutas de hierro para reducir la pérdida de corriente inducida.
Reemplazar las láminas de acero al silicio laminadas en caliente por láminas de acero al silicio laminadas en frío puede reducir el espesor de las láminas de acero al silicio, pero las virutas de hierro delgadas aumentarán la cantidad de virutas de hierro y los costos de fabricación de motores;

4.Adoptar láminas de acero al silicio laminadas en frío con buena conductividad magnética para reducir la pérdida por histéresis;
5.Adoptar un revestimiento aislante de virutas de hierro de alto rendimiento;
6.Tratamiento térmico y tecnología de fabricación.
La tensión residual después del procesamiento de virutas de hierro puede afectar seriamente la pérdida del motor. Al procesar láminas de acero al silicio, la dirección de corte y el esfuerzo cortante de punzonamiento tienen un impacto significativo en la pérdida del núcleo de hierro. Cortar a lo largo de la dirección de laminación de la lámina de acero al silicio y realizar un tratamiento térmico en la lámina de acero al silicio puede reducir las pérdidas entre un 10% y un 20%.