ผลกระทบของความเครียดของแกนเหล็กต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

ผลกระทบของความเครียดของแกนเหล็กต่อประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจได้ส่งเสริมแนวโน้มความเป็นมืออาชีพของอุตสาหกรรมมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมากขึ้น โดยกำหนดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์ มาตรฐานทางเทคนิค และความเสถียรในการใช้งานผลิตภัณฑ์ เพื่อให้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรพัฒนาในสาขาการใช้งานที่กว้างขึ้น จำเป็นต้องเสริมประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องจากทุกแง่มุม เพื่อให้คุณภาพโดยรวมและตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของมอเตอร์สามารถเข้าถึงระดับที่สูงขึ้น

สำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แกนเหล็กเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากภายในมอเตอร์ สำหรับการเลือกวัสดุแกนเหล็ก จำเป็นต้องพิจารณาอย่างเต็มที่ว่าการนำแม่เหล็กสามารถตอบสนองความต้องการการทำงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรได้หรือไม่ โดยทั่วไป เหล็กกล้าไฟฟ้าจะถูกเลือกเป็นวัสดุแกนสำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวร และเหตุผลหลักคือเหล็กกล้าไฟฟ้ามีการนำแม่เหล็กที่ดี

การเลือกวัสดุแกนมอเตอร์มีผลกระทบสำคัญมากต่อประสิทธิภาพโดยรวมและการควบคุมต้นทุนของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ในระหว่างการผลิต การประกอบ และการทำงานอย่างเป็นทางการของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ความเครียดบางอย่างจะก่อตัวขึ้นที่แกน อย่างไรก็ตาม การมีความเครียดจะส่งผลโดยตรงต่อการนำไฟฟ้าของแผ่นเหล็กไฟฟ้า ทำให้การนำไฟฟ้าของแม่เหล็กลดลงในระดับที่แตกต่างกัน ดังนั้นประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะลดลงและจะทำให้มอเตอร์สูญเสียพลังงานมากขึ้น

ในการออกแบบและผลิตมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ข้อกำหนดในการเลือกและการใช้วัสดุมีมากขึ้นเรื่อยๆ แม้จะใกล้เคียงกับมาตรฐานขีดจำกัดและระดับประสิทธิภาพของวัสดุก็ตาม เนื่องจากเหล็กไฟฟ้าเป็นวัสดุหลักของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร จึงต้องตอบสนองความต้องการความแม่นยำสูงในเทคโนโลยีการใช้งานที่เกี่ยวข้องและคำนวณการสูญเสียเหล็กได้อย่างแม่นยำเพื่อตอบสนองความต้องการที่แท้จริง

วิธีการออกแบบมอเตอร์แบบดั้งเดิมที่ใช้ในการคำนวณลักษณะทางแม่เหล็กไฟฟ้าของเหล็กไฟฟ้านั้นไม่แม่นยำอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากวิธีการแบบเดิมเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเงื่อนไขแบบเดิม และผลการคำนวณจะมีค่าเบี่ยงเบนมาก ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการคำนวณใหม่เพื่อคำนวณค่าการนำแม่เหล็กและการสูญเสียเหล็กของเหล็กไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขสนามแรงได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้ระดับการใช้งานของวัสดุแกนเหล็กสูงขึ้น และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ เช่น ประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะไปถึงระดับที่สูงขึ้น

เจิ้งหยงและนักวิจัยคนอื่นๆ มุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของความเครียดแกนกลางต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร และการวิเคราะห์การทดลองร่วมกันเพื่อสำรวจกลไกที่เกี่ยวข้องของคุณสมบัติแม่เหล็กของความเครียดและประสิทธิภาพการสูญเสียเหล็กของวัสดุแกนกลางของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ความเครียดบนแกนกลางเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรภายใต้เงื่อนไขการทำงานได้รับอิทธิพลจากแหล่งความเครียดต่างๆ และแหล่งความเครียดแต่ละแห่งแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงหลายประการ

จากมุมมองของรูปแบบความเค้นของแกนสเตเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แหล่งที่มาของการก่อตัวของมัน ได้แก่ การเจาะ การหมุดย้ำ การเคลือบ การประกอบแบบรบกวนของตัวเรือน ฯลฯ ผลกระทบของความเค้นที่เกิดจากการประกอบแบบรบกวนของตัวเรือนมีพื้นที่การกระทบที่ใหญ่โตและสำคัญที่สุด สำหรับโรเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แหล่งที่มาหลักของความเค้นที่เกิดขึ้น ได้แก่ ความเค้นจากความร้อน แรงเหวี่ยง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ เมื่อเทียบกับมอเตอร์ทั่วไป ความเร็วปกติของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรนั้นค่อนข้างสูง และโครงสร้างแยกแม่เหล็กยังติดตั้งอยู่ที่แกนโรเตอร์อีกด้วย

ดังนั้น แรงเหวี่ยงจึงเป็นแหล่งที่มาหลักของแรงเหวี่ยง แรงเหวี่ยงของแกนสเตเตอร์ที่เกิดจากชุดประกอบของตัวเรือนมอเตอร์แม่เหล็กถาวรนั้นมีอยู่ในรูปแบบของแรงอัดเป็นหลัก และจุดกระทำของแรงเหวี่ยงจะรวมตัวอยู่ในแอกของแกนสเตเตอร์ของมอเตอร์ โดยทิศทางของแรงเหวี่ยงจะแสดงออกมาเป็นเส้นรอบวงแบบสัมผัส คุณสมบัติของแรงเหวี่ยงที่เกิดจากแรงเหวี่ยงของโรเตอร์มอเตอร์แม่เหล็กถาวรคือแรงดึง ซึ่งกระทำกับแกนเหล็กของโรเตอร์เกือบทั้งหมด แรงเหวี่ยงสูงสุดจะกระทำกับจุดตัดระหว่างสะพานแยกแม่เหล็กของโรเตอร์มอเตอร์แม่เหล็กถาวรและซี่โครงเสริมแรง ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงได้ง่ายในบริเวณนี้

ผลกระทบของความเครียดของแกนเหล็กต่อสนามแม่เหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

จากการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของแม่เหล็กในชิ้นส่วนสำคัญของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร พบว่าภายใต้อิทธิพลของความอิ่มตัว ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของแม่เหล็กที่ซี่โครงเสริมแรงและสะพานแยกแม่เหล็กของโรเตอร์มอเตอร์อย่างมีนัยสำคัญ ความหนาแน่นของแม่เหล็กของสเตเตอร์และวงจรแม่เหล็กหลักของมอเตอร์แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายผลกระทบของความเครียดของแกนกลางต่อการกระจายความหนาแน่นของแม่เหล็กและสภาพนำแม่เหล็กของมอเตอร์ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรได้อีกด้วย

ผลกระทบของความเครียดต่อการสูญเสียแกนกลาง

เนื่องจากความเครียด ความเครียดจากการบีบอัดที่แอกของสเตเตอร์มอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะค่อนข้างเข้มข้น ส่งผลให้สูญเสียและประสิทธิภาพลดลงอย่างมาก มีปัญหาการสูญเสียเหล็กอย่างมีนัยสำคัญที่แอกของสเตเตอร์มอเตอร์แม่เหล็กถาวร โดยเฉพาะที่จุดเชื่อมต่อระหว่างฟันสเตเตอร์และแอก ซึ่งการสูญเสียเหล็กเพิ่มขึ้นมากที่สุดเนื่องจากความเครียด การวิจัยพบจากการคำนวณว่าการสูญเสียเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเพิ่มขึ้น 40% -50% เนื่องจากอิทธิพลของความเครียดแรงดึง ซึ่งยังคงน่าประหลาดใจมาก จึงทำให้การสูญเสียทั้งหมดของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จากการวิเคราะห์ ยังพบอีกว่าการสูญเสียเหล็กของมอเตอร์เป็นรูปแบบหลักของการสูญเสียที่เกิดจากอิทธิพลของความเครียดแรงอัดต่อการก่อตัวของแกนเหล็กของสเตเตอร์ สำหรับโรเตอร์มอเตอร์ เมื่อแกนเหล็กอยู่ภายใต้ความเครียดแรงดึงแบบแรงเหวี่ยงระหว่างการทำงาน ไม่เพียงแต่จะไม่เพิ่มการสูญเสียเหล็ก แต่ยังมีผลในการปรับปรุงบางอย่างอีกด้วย

ผลกระทบของความเครียดต่อความเหนี่ยวนำและแรงบิด

ประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแกนเหล็กของมอเตอร์จะเสื่อมลงภายใต้สภาวะความเค้นของแกนเหล็ก และความเหนี่ยวนำของเพลาจะลดลงในระดับหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อวิเคราะห์วงจรแม่เหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร วงจรแม่เหล็กของเพลาประกอบด้วยส่วนหลักสามส่วน ได้แก่ ช่องอากาศ แม่เหล็กถาวร และแกนเหล็กของโรเตอร์สเตเตอร์ โดยแม่เหล็กถาวรเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด จากเหตุผลนี้ เมื่อประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแกนเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเปลี่ยนแปลง ก็ไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความเหนี่ยวนำของเพลาได้

ส่วนวงจรแม่เหล็กของเพลาที่ประกอบด้วยช่องว่างอากาศและแกนโรเตอร์สเตเตอร์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีขนาดเล็กกว่าความต้านทานแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรมาก เมื่อพิจารณาถึงอิทธิพลของความเครียดของแกน ประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะลดลงและความเหนี่ยวนำของเพลาจะลดลงอย่างมาก วิเคราะห์ผลกระทบของคุณสมบัติแม่เหล็กของความเครียดต่อแกนเหล็กของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร เมื่อประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแกนมอเตอร์ลดลง การเชื่อมโยงแม่เหล็กของมอเตอร์จะลดลง และแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรก็จะลดลงเช่นกัน