ผลของความเครียดแกนเหล็กต่อสมรรถนะของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

ผลกระทบของความเครียดแกนเหล็กต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจได้ส่งเสริมแนวโน้มความเป็นมืออาชีพของอุตสาหกรรมมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ทำให้เกิดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์ มาตรฐานทางเทคนิค และเสถียรภาพในการดำเนินงานของผลิตภัณฑ์ เพื่อให้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรพัฒนาในด้านการใช้งานที่กว้างขึ้น จำเป็นต้องเสริมสร้างประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องจากทุกด้าน เพื่อให้ตัวบ่งชี้คุณภาพและประสิทธิภาพโดยรวมของมอเตอร์สามารถไปถึงระดับที่สูงขึ้น

สำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แกนเหล็กเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากภายในมอเตอร์ ในการเลือกวัสดุแกนเหล็ก จำเป็นต้องพิจารณาอย่างเต็มที่ว่าค่าการนำแม่เหล็กสามารถตอบสนองความต้องการในการทำงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรได้หรือไม่ โดยทั่วไป เหล็กไฟฟ้าจะถูกเลือกเป็นวัสดุหลักสำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวร และเหตุผลหลักก็คือ เหล็กไฟฟ้ามีค่าการนำไฟฟ้าแม่เหล็กที่ดี

การเลือกใช้วัสดุแกนมอเตอร์มีผลกระทบสำคัญมากต่อประสิทธิภาพโดยรวมและการควบคุมต้นทุนของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ในระหว่างการผลิต การประกอบ และการทำงานอย่างเป็นทางการของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ความเครียดบางอย่างจะเกิดขึ้นที่แกนกลาง อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของความเครียดจะส่งผลโดยตรงต่อการนำแม่เหล็กของแผ่นเหล็กไฟฟ้า ทำให้ค่าการนำแม่เหล็กลดลงไปเป็นองศาที่แตกต่างกัน ดังนั้น ประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะลดลง และจะทำให้การสูญเสียของมอเตอร์เพิ่มขึ้น

ในการออกแบบและการผลิตมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ข้อกำหนดในการเลือกและการใช้วัสดุมีเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ แม้จะใกล้เคียงกับมาตรฐานขีดจำกัดและระดับประสิทธิภาพของวัสดุก็ตาม เนื่องจากเป็นวัสดุหลักของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร เหล็กกล้าไฟฟ้าจึงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่มีความแม่นยำสูงมากในเทคโนโลยีการใช้งานที่เกี่ยวข้อง และการคำนวณการสูญเสียธาตุเหล็กอย่างแม่นยำ เพื่อตอบสนองความต้องการที่แท้จริง

วิธีการออกแบบมอเตอร์แบบดั้งเดิมที่ใช้ในการคำนวณคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของเหล็กไฟฟ้านั้นไม่ถูกต้องอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากวิธีการทั่วไปเหล่านี้มีไว้สำหรับเงื่อนไขทั่วไปเป็นหลัก และผลการคำนวณจะมีค่าเบี่ยงเบนมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการคำนวณใหม่เพื่อคำนวณค่าการนำไฟฟ้าและการสูญเสียเหล็กของเหล็กไฟฟ้าภายใต้สภาวะสนามความเครียดอย่างแม่นยำ เพื่อให้ระดับการใช้งานของวัสดุแกนเหล็กสูงขึ้น และตัวชี้วัดประสิทธิภาพ เช่น ประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรถึง ระดับที่สูงขึ้น

เจิ้งหยงและนักวิจัยคนอื่นๆ มุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของความเค้นแกนต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร และการวิเคราะห์เชิงทดลองแบบผสมผสานเพื่อสำรวจกลไกที่เกี่ยวข้องของคุณสมบัติแม่เหล็กความเค้นและประสิทธิภาพการสูญเสียเหล็กความเค้นของวัสดุแกนมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ความเครียดบนแกนเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรภายใต้สภาวะการทำงานจะได้รับอิทธิพลจากแหล่งที่มาของความเครียดต่างๆ และแหล่งที่มาของความเครียดแต่ละแหล่งก็แสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงมากมาย

จากมุมมองของรูปแบบความเค้นของแกนสเตเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แหล่งที่มาของการก่อตัวของมันรวมถึงการเจาะ การโลดโผน การเคลือบ การประกอบการรบกวนของปลอก ฯลฯ ผลกระทบของความเค้นที่เกิดจากการรบกวนการประกอบของปลอกมีมากที่สุดและ พื้นที่ปะทะที่สำคัญที่สุด สำหรับโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แหล่งที่มาหลักของความเครียด ได้แก่ ความเครียดจากความร้อน แรงเหวี่ยง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ทั่วไป ความเร็วปกติของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะค่อนข้างสูง และมีโครงสร้างการแยกแม่เหล็ก ติดตั้งอยู่ที่แกนโรเตอร์ด้วย

ดังนั้นความเครียดจากแรงเหวี่ยงจึงเป็นแหล่งที่มาหลักของความเครียด ความเค้นแกนสเตเตอร์ที่เกิดจากการประกอบการรบกวนของโครงมอเตอร์แม่เหล็กถาวรส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของความเค้นอัด และจุดออกฤทธิ์ของมันจะกระจุกตัวอยู่ในแอกของแกนสเตเตอร์ของมอเตอร์ โดยมีทิศทางความเค้นปรากฏเป็นเส้นสัมผัสเส้นรอบวง คุณสมบัติความเค้นที่เกิดจากแรงเหวี่ยงของโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรคือความเค้นดึง ซึ่งกระทำต่อแกนเหล็กของโรเตอร์เกือบทั้งหมด ความเค้นจากแรงเหวี่ยงสูงสุดจะกระทำที่จุดตัดของสะพานแยกแม่เหล็กของโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรและโครงเสริมแรง ทำให้ประสิทธิภาพลดลงได้ง่ายในบริเวณนี้

ผลของความเครียดแกนเหล็กต่อสนามแม่เหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

จากการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กของส่วนสำคัญของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร พบว่าภายใต้อิทธิพลของความอิ่มตัว ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่โครงเสริมแรงและสะพานแยกสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ของมอเตอร์ ความหนาแน่นแม่เหล็กของสเตเตอร์และวงจรแม่เหล็กหลักของมอเตอร์แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายเพิ่มเติมถึงผลกระทบของความเค้นแกนต่อการกระจายความหนาแน่นของแม่เหล็กและค่าการนำไฟฟ้าของแม่เหล็กของมอเตอร์ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

ผลกระทบของความเครียดต่อการสูญเสียแกนกลาง

เนื่องจากความเครียด ความเค้นอัดที่แอกของสเตเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะมีความเข้มข้นค่อนข้างมาก ส่งผลให้สูญเสียอย่างมีนัยสำคัญและลดประสิทธิภาพลง มีปัญหาการสูญเสียธาตุเหล็กอย่างมีนัยสำคัญที่แอกของสเตเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จุดเชื่อมต่อของฟันสเตเตอร์และแอก ซึ่งการสูญเสียธาตุเหล็กจะเพิ่มขึ้นมากที่สุดเนื่องจากความเครียด การวิจัยพบว่าจากการคำนวณพบว่าการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเพิ่มขึ้น 40% -50% เนื่องจากอิทธิพลของความเครียดแรงดึง ซึ่งยังคงค่อนข้างน่าประหลาดใจ จึงนำไปสู่การสูญเสียมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จากการวิเคราะห์ ยังพบว่าการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์เป็นรูปแบบหลักของการสูญเสียที่เกิดจากอิทธิพลของความเค้นอัดต่อการก่อตัวของแกนเหล็กสเตเตอร์ สำหรับโรเตอร์ของมอเตอร์ เมื่อแกนเหล็กอยู่ภายใต้ความเค้นดึงแบบแรงเหวี่ยงระหว่างการทำงาน ไม่เพียงแต่จะไม่เพิ่มการสูญเสียเหล็กเท่านั้น แต่ยังจะมีผลการปรับปรุงบางอย่างด้วย

ผลของความเครียดต่อการเหนี่ยวนำและแรงบิด

ประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแกนเหล็กของมอเตอร์จะลดลงภายใต้สภาวะความเค้นของแกนเหล็ก และการเหนี่ยวนำของเพลาจะลดลงในระดับหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวิเคราะห์วงจรแม่เหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร วงจรแม่เหล็กเพลาส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน: ช่องว่างอากาศ แม่เหล็กถาวร และแกนเหล็กโรเตอร์สเตเตอร์ แม่เหล็กถาวรเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด ด้วยเหตุนี้ เมื่อประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแกนเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเปลี่ยนแปลงไป ก็ไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการเหนี่ยวนำของเพลาได้

ส่วนวงจรแม่เหล็กเพลาที่ประกอบด้วยช่องว่างอากาศและแกนโรเตอร์สเตเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรนั้นมีขนาดเล็กกว่าความต้านทานแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรมาก เมื่อคำนึงถึงอิทธิพลของความเครียดแกน ประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะลดลง และการเหนี่ยวนำของเพลาลดลงอย่างมาก วิเคราะห์ผลกระทบของคุณสมบัติแม่เหล็กความเค้นบนแกนเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร เมื่อประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแกนมอเตอร์ลดลง การเชื่อมต่อแม่เหล็กของมอเตอร์จะลดลง และแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรก็ลดลงเช่นกัน