El efecto de la tensión del núcleo de hierro en el rendimiento de los motores de imanes permanentes

El efecto de la tensión del núcleo de hierro en el rendimiento deMotores de imanes permanentes

El rápido desarrollo de la economía ha promovido aún más la tendencia a la profesionalización de la industria de motores de imanes permanentes, planteando requisitos más altos para el rendimiento relacionado con el motor, los estándares técnicos y la estabilidad de operación del producto. Para que los motores de imanes permanentes se desarrollen en un campo de aplicación más amplio, es necesario fortalecer el rendimiento relevante en todos los aspectos, de modo que los indicadores generales de calidad y rendimiento del motor puedan alcanzar un nivel más alto.

Para los motores de imanes permanentes, el núcleo de hierro es un componente muy importante dentro del motor. Para la selección de materiales de núcleo de hierro, es necesario considerar completamente si la conductividad magnética puede satisfacer las necesidades de funcionamiento del motor de imán permanente. Generalmente, el acero eléctrico se selecciona como material central para los motores de imanes permanentes y la razón principal es que el acero eléctrico tiene buena conductividad magnética.

La selección de los materiales del núcleo del motor tiene un impacto muy importante en el rendimiento general y el control de costos de los motores de imanes permanentes. Durante la fabricación, montaje y operación formal de motores de imanes permanentes, se formarán ciertas tensiones en el núcleo. Sin embargo, la existencia de tensión afectará directamente la conductividad magnética de la chapa de acero eléctrica, provocando que la conductividad magnética disminuya en diversos grados, por lo que el rendimiento del motor de imán permanente disminuirá y aumentará la pérdida del motor.

En el diseño y fabricación de motores de imanes permanentes, los requisitos para la selección y utilización de materiales son cada vez más altos, incluso cerca del límite estándar y nivel de rendimiento del material. Como material central de los motores de imanes permanentes, el acero eléctrico debe cumplir requisitos de precisión muy altos en tecnologías de aplicación relevantes y un cálculo preciso de la pérdida de hierro para satisfacer las necesidades reales.

El método tradicional de diseño de motores utilizado para calcular las características electromagnéticas del acero eléctrico es obviamente inexacto, porque estos métodos convencionales son principalmente para condiciones convencionales y los resultados del cálculo tendrán una gran desviación. Por lo tanto, se necesita un nuevo método de cálculo para calcular con precisión la conductividad magnética y la pérdida de hierro del acero eléctrico en condiciones de campo de tensión, de modo que el nivel de aplicación de los materiales con núcleo de hierro sea mayor y los indicadores de rendimiento, como la eficiencia de los motores de imanes permanentes, alcancen un nivel superior.

Zheng Yong y otros investigadores se centraron en el impacto de la tensión del núcleo en el rendimiento de los motores de imanes permanentes y combinaron análisis experimentales para explorar los mecanismos relevantes de las propiedades magnéticas de la tensión y el rendimiento de la pérdida de hierro por tensión de los materiales del núcleo de los motores de imanes permanentes. La tensión sobre el núcleo de hierro de un motor de imán permanente en condiciones de funcionamiento está influenciada por varias fuentes de tensión, y cada fuente de tensión exhibe muchas propiedades completamente diferentes.

Desde la perspectiva de la forma de tensión del núcleo del estator de los motores de imanes permanentes, las fuentes de su formación incluyen punzonado, remachado, laminación, ensamblaje de interferencia de la carcasa, etc. El efecto de tensión causado por el ensamblaje de interferencia de la carcasa tiene el mayor y zona de mayor impacto. Para el rotor de un motor de imán permanente, las principales fuentes de tensión que soporta incluyen tensión térmica, fuerza centrífuga, fuerza electromagnética, etc. En comparación con los motores ordinarios, la velocidad normal de un motor de imán permanente es relativamente alta y una estructura de aislamiento magnético También está instalado en el núcleo del rotor.

Por tanto, el estrés centrífugo es la principal fuente de estrés. La tensión del núcleo del estator generada por el conjunto de interferencia de la carcasa del motor de imán permanente existe principalmente en forma de tensión de compresión, y su punto de acción se concentra en el yugo del núcleo del estator del motor, con la dirección de la tensión manifestada como tangencial circunferencial. La propiedad de tensión formada por la fuerza centrífuga del rotor del motor de imán permanente es la tensión de tracción, que actúa casi por completo sobre el núcleo de hierro del rotor. La tensión centrífuga máxima actúa en la intersección del puente de aislamiento magnético del rotor del motor de imán permanente y la nervadura de refuerzo, lo que facilita que se produzca una degradación del rendimiento en esta área.

El efecto de la tensión del núcleo de hierro en el campo magnético de los motores de imanes permanentes

Al analizar los cambios en la densidad magnética de partes clave de los motores de imanes permanentes, se encontró que bajo la influencia de la saturación, no había cambios significativos en la densidad magnética en las nervaduras de refuerzo y los puentes de aislamiento magnético del rotor del motor. La densidad magnética del estator y del circuito magnético principal del motor varía significativamente. Esto también puede explicar mejor el efecto de la tensión del núcleo sobre la distribución de la densidad magnética y la conductividad magnética del motor durante el funcionamiento del motor de imán permanente.

El efecto del estrés sobre la pérdida del núcleo

Debido a la tensión, la tensión de compresión en el yugo del estator del motor de imán permanente estará relativamente concentrada, lo que provocará una pérdida significativa y una degradación del rendimiento. Existe un importante problema de pérdida de hierro en el yugo del estator del motor de imán permanente, especialmente en la unión de los dientes del estator y el yugo, donde la pérdida de hierro aumenta más debido a la tensión. La investigación ha descubierto mediante cálculos que la pérdida de hierro de los motores de imanes permanentes ha aumentado entre un 40% y un 50% debido a la influencia de la tensión de tracción, lo que sigue siendo bastante sorprendente, lo que lleva a un aumento significativo en la pérdida total de los motores de imanes permanentes. A través del análisis, también se puede encontrar que la pérdida de hierro del motor es la principal forma de pérdida causada por la influencia de la tensión de compresión en la formación del núcleo de hierro del estator. Para el rotor del motor, cuando el núcleo de hierro está bajo tensión de tracción centrífuga durante el funcionamiento, no solo no aumentará la pérdida de hierro, sino que también tendrá un cierto efecto de mejora.

El efecto del estrés sobre la inductancia y el par

El rendimiento de la inducción magnética del núcleo de hierro del motor se deteriora bajo las condiciones de tensión del núcleo de hierro y la inductancia de su eje disminuirá hasta cierto punto. Específicamente, al analizar el circuito magnético de un motor de imán permanente, el circuito magnético del eje incluye principalmente tres partes: entrehierro, imán permanente y núcleo de hierro del rotor del estator. Entre ellos, el imán permanente es la parte más importante. Por esta razón, cuando cambia el rendimiento de la inducción magnética del núcleo de hierro del motor de imán permanente, no puede causar cambios significativos en la inductancia del eje.

La parte del circuito magnético del eje compuesta por el entrehierro y el núcleo del rotor del estator de un motor de imán permanente es mucho más pequeña que la resistencia magnética del imán permanente. Teniendo en cuenta la influencia de la tensión del núcleo, el rendimiento de la inducción magnética se deteriora y la inductancia del eje disminuye significativamente. Analizar el impacto de las propiedades magnéticas de tensión en el núcleo de hierro de un motor de imán permanente. A medida que disminuye el rendimiento de inducción magnética del núcleo del motor, disminuye el enlace magnético del motor y también disminuye el par electromagnético del motor de imán permanente.