วิธีลดการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการบริโภคธาตุเหล็กขั้นพื้นฐาน

เพื่อวิเคราะห์ปัญหา ก่อนอื่นเราต้องรู้ทฤษฎีพื้นฐานบางประการซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจได้ ประการแรก เราต้องรู้สองแนวคิด ประการหนึ่งคือการสลับสนามแม่เหล็ก ซึ่งพูดง่ายๆ ก็คือเกิดขึ้นในแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าและในสเตเตอร์หรือฟันโรเตอร์ของมอเตอร์ ประการแรกคือคุณสมบัติการหมุนแม่เหล็กซึ่งผลิตโดยสเตเตอร์หรือแอกโรเตอร์ของมอเตอร์ มีบทความมากมายที่เริ่มต้นจากจุดสองจุดและคำนวณการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์ตามคุณลักษณะที่แตกต่างกันตามวิธีการแก้ปัญหาข้างต้น การทดลองแสดงให้เห็นว่าเหล็กแผ่นซิลิกอนแสดงปรากฏการณ์ต่อไปนี้ภายใต้คุณสมบัติแม่เหล็กสองประการ:
เมื่อความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กต่ำกว่า 1.7 เทสลา การสูญเสียฮิสเทรีซีสที่เกิดจากการหมุนแม่เหล็กจะมากกว่าการสูญเสียที่เกิดจากการแม่เหล็กสลับ เมื่อสูงกว่า 1.7 Tesla สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริง ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กของแอกของมอเตอร์โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1.0 ถึง 1.5 เทสลา และการสูญเสียฮิสเทรีซีสของสนามแม่เหล็กแบบหมุนที่สอดคล้องกันนั้นมากกว่าการสูญเสียฮิสเทรีซีสของสนามแม่เหล็กแบบสลับประมาณ 45 ถึง 65%
แน่นอนว่ามีการใช้ข้อสรุปข้างต้นด้วย และในทางปฏิบัติฉันไม่ได้ตรวจสอบเป็นการส่วนตัว นอกจากนี้ เมื่อสนามแม่เหล็กในแกนเหล็กเปลี่ยนแปลง กระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำในนั้น เรียกว่า กระแสไหลวน และความสูญเสียที่เกิดจากสิ่งนี้เรียกว่า การสูญเสียกระแสไหลวน เพื่อลดการสูญเสียกระแสไหลวน แกนเหล็กของมอเตอร์มักจะไม่สามารถสร้างเป็นบล็อกทั้งหมดได้ และจะถูกซ้อนกันในแนวแกนด้วยแผ่นเหล็กหุ้มฉนวนเพื่อขัดขวางการไหลของกระแสไหลวน สูตรการคำนวณเฉพาะการบริโภคธาตุเหล็กจะไม่ยุ่งยากที่นี่ สูตรพื้นฐานและความสำคัญของการคำนวณปริมาณการใช้เหล็กของ Baidu จะมีความชัดเจนมาก ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์ปัจจัยสำคัญหลายประการที่ส่งผลต่อการบริโภคธาตุเหล็กของเรา เพื่อให้ทุกคนสามารถส่งต่อหรือย้อนกลับอนุมานปัญหาในการใช้งานทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติได้

หลังจากพูดคุยกันข้างต้นแล้ว เหตุใดการผลิตงานปั๊มขึ้นรูปจึงส่งผลต่อการบริโภคเหล็ก ลักษณะของกระบวนการเจาะส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับรูปร่างที่แตกต่างกันของเครื่องเจาะ และกำหนดโหมดแรงเฉือนและระดับความเค้นที่สอดคล้องกันตามความต้องการของรูและร่องประเภทต่างๆ ดังนั้นจึงรับประกันสภาพของพื้นที่ความเค้นตื้นรอบขอบของการเคลือบ เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างความลึกและรูปร่าง จึงมักได้รับผลกระทบจากมุมที่แหลมคม ในระดับที่ระดับความเค้นสูงอาจทำให้สูญเสียธาตุเหล็กอย่างมีนัยสำคัญในบริเวณที่มีความเค้นตื้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขอบเฉือนที่ค่อนข้างยาวภายในช่วงการเคลือบ โดยเฉพาะส่วนใหญ่เกิดขึ้นในบริเวณถุงซึ่งมักจะกลายเป็นจุดเน้นของการวิจัยในกระบวนการวิจัยจริง แผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีการสูญเสียต่ำมักถูกกำหนดโดยขนาดเกรนที่ใหญ่ขึ้น การกระแทกอาจทำให้เกิดเสี้ยนสังเคราะห์และแรงเฉือนฉีกขาดที่ขอบด้านล่างของแผ่น และมุมของการกระแทกอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อขนาดของเสี้ยนและพื้นที่ที่เสียรูป หากโซนความเค้นสูงขยายไปตามโซนการเสียรูปของขอบไปจนถึงด้านในของวัสดุ โครงสร้างเกรนในพื้นที่เหล่านี้จะมีการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ บิดเบี้ยวหรือแตกหัก และขอบเขตการยืดตัวสุดขีดจะเกิดขึ้นตามทิศทางการฉีกขาด ในเวลานี้ ความหนาแน่นของขอบเขตเกรนในเขตความเค้นในทิศทางแรงเฉือนจะเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่งผลให้สูญเสียธาตุเหล็กในภูมิภาคเพิ่มขึ้นตามลำดับ ดังนั้น ณ จุดนี้ วัสดุในพื้นที่ความเค้นถือได้ว่าเป็นวัสดุที่มีการสูญเสียสูงซึ่งตกลงไปทับชั้นเคลือบธรรมดาตามขอบกระแทก ด้วยวิธีนี้ สามารถกำหนดค่าคงที่ที่แท้จริงของวัสดุขอบได้ และสามารถกำหนดการสูญเสียที่แท้จริงของขอบกระแทกเพิ่มเติมได้โดยใช้แบบจำลองการสูญเสียเหล็ก
1.อิทธิพลของกระบวนการหลอมต่อการสูญเสียธาตุเหล็ก
สภาวะอิทธิพลของการสูญเสียธาตุเหล็กส่วนใหญ่มีอยู่ในลักษณะของแผ่นเหล็กซิลิกอน และความเค้นทางกลและความร้อนจะส่งผลต่อแผ่นเหล็กซิลิกอนที่มีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่แท้จริง ความเครียดทางกลเพิ่มเติมจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการสูญเสียธาตุเหล็ก ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิภายในของมอเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิดปัญหาการสูญเสียธาตุเหล็กอีกด้วย การใช้มาตรการการอบอ่อนที่มีประสิทธิผลเพื่อขจัดความเครียดทางกลเพิ่มเติมจะมีประโยชน์ในการลดการสูญเสียธาตุเหล็กภายในมอเตอร์

2.สาเหตุของการสูญเสียมากเกินไปในกระบวนการผลิต

แผ่นเหล็กซิลิคอนเป็นวัสดุแม่เหล็กหลักสำหรับมอเตอร์ มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์เนื่องจากเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ นอกจากนี้ประสิทธิภาพของเหล็กแผ่นซิลิกอนเกรดเดียวกันอาจแตกต่างกันไปในผู้ผลิตแต่ละราย เมื่อเลือกวัสดุ ควรพยายามเลือกวัสดุจากผู้ผลิตเหล็กซิลิคอนที่ดี ด้านล่างนี้คือปัจจัยสำคัญบางประการที่ส่งผลต่อการบริโภคธาตุเหล็กที่เคยพบมาก่อน

แผ่นเหล็กซิลิกอนไม่ได้รับการหุ้มฉนวนหรือบำบัดอย่างเหมาะสม ปัญหาประเภทนี้สามารถตรวจพบได้ในระหว่างกระบวนการทดสอบแผ่นเหล็กซิลิกอน แต่ไม่ใช่ผู้ผลิตมอเตอร์ทุกรายที่มีรายการทดสอบนี้ และปัญหานี้มักไม่ค่อยได้รับการยอมรับจากผู้ผลิตมอเตอร์

ฉนวนเสียหายระหว่างแผ่นหรือไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างแผ่น ปัญหาประเภทนี้เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตแกนเหล็ก หากความดันในระหว่างการเคลือบแกนเหล็กสูงเกินไปทำให้ฉนวนระหว่างแผ่นเสียหาย หรือหากเสี้ยนมีขนาดใหญ่เกินไปหลังจากเจาะสามารถลบออกได้โดยการขัดเงาส่งผลให้ฉนวนของพื้นผิวเจาะเสียหายอย่างร้ายแรง หลังจากการเคลือบแกนเหล็กเสร็จสิ้น ร่องจะไม่เรียบ และใช้วิธีการยื่น หรืออีกทางหนึ่ง เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น รูสเตเตอร์ไม่เท่ากันและความไม่ร่วมศูนย์กลางระหว่างรูสเตเตอร์กับขอบเบาะนั่งเครื่องจักร อาจใช้การกลึงเพื่อแก้ไข การใช้งานทั่วไปของกระบวนการผลิตและการประมวลผลมอเตอร์เหล่านี้จริงๆ แล้วมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสูญเสียธาตุเหล็ก

เมื่อใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเผาหรือการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าเพื่อแยกชิ้นส่วนขดลวด อาจทำให้แกนเหล็กร้อนเกินไป ส่งผลให้ค่าการนำแม่เหล็กลดลง และทำให้ฉนวนระหว่างแผ่นเสียหายได้ ปัญหานี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างการซ่อมแซมขดลวดและมอเตอร์ในระหว่างกระบวนการผลิตและการประมวลผล

การเชื่อมแบบซ้อนและกระบวนการอื่นๆ ยังสามารถทำให้เกิดความเสียหายต่อฉนวนระหว่างปล่อง ทำให้เกิดการสูญเสียกระแสไหลวนเพิ่มมากขึ้น
น้ำหนักเหล็กไม่เพียงพอและการบดอัดระหว่างแผ่นไม่สมบูรณ์ ผลลัพธ์สุดท้ายคือน้ำหนักของแกนเหล็กไม่เพียงพอ และผลตรงที่สุดคือ กระแสไฟฟ้าเกินพิกัดความเผื่อ ในขณะที่อาจมีการสูญเสียธาตุเหล็กเกินมาตรฐาน
การเคลือบบนแผ่นเหล็กซิลิกอนหนาเกินไปทำให้วงจรแม่เหล็กอิ่มตัวเกินไป ในเวลานี้ เส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างกระแสที่ไม่มีโหลดและแรงดันไฟฟ้ามีการโค้งงออย่างรุนแรง นี่เป็นองค์ประกอบสำคัญในกระบวนการผลิตและการแปรรูปเหล็กแผ่นซิลิกอน

ในระหว่างการผลิตและการแปรรูปแกนเหล็ก การวางแนวเกรนของการเจาะและยึดพื้นผิวแผ่นเหล็กซิลิคอนอาจได้รับความเสียหาย ส่งผลให้สูญเสียธาตุเหล็กเพิ่มขึ้นภายใต้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กเดียวกัน สำหรับมอเตอร์ความถี่แปรผัน ควรพิจารณาการสูญเสียธาตุเหล็กเพิ่มเติมที่เกิดจากฮาร์โมนิคด้วย นี่เป็นปัจจัยที่ควรพิจารณาอย่างครอบคลุมในกระบวนการออกแบบ

นอกเหนือจากปัจจัยข้างต้นแล้ว ค่าการออกแบบการสูญเสียเหล็กของมอเตอร์ควรขึ้นอยู่กับการผลิตและการแปรรูปแกนเหล็กจริง และควรใช้ความพยายามทุกวิถีทางเพื่อให้แน่ใจว่าค่าทางทฤษฎีตรงกับค่าจริง เส้นโค้งลักษณะเฉพาะที่จัดหาโดยซัพพลายเออร์วัสดุทั่วไปนั้นวัดโดยใช้วิธีขดลวดสี่เหลี่ยม Epstein แต่ทิศทางการทำให้เป็นแม่เหล็กของชิ้นส่วนต่างๆ ในมอเตอร์นั้นแตกต่างกัน และในปัจจุบันยังไม่สามารถพิจารณาการสูญเสียเหล็กหมุนแบบพิเศษนี้ได้ ซึ่งอาจนำไปสู่ระดับความไม่สอดคล้องกันระหว่างค่าที่คำนวณและค่าที่วัดได้

วิธีลดการสูญเสียธาตุเหล็กในการออกแบบทางวิศวกรรม
มีหลายวิธีในการลดการใช้ธาตุเหล็กในงานวิศวกรรม และสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการปรับยาให้เข้ากับสถานการณ์ แน่นอนว่าไม่ใช่แค่การบริโภคธาตุเหล็กเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสูญเสียอื่นๆ ด้วย วิธีพื้นฐานที่สุดคือการทราบสาเหตุของการสูญเสียธาตุเหล็กสูง เช่น ความหนาแน่นของแม่เหล็กสูง ความถี่สูง หรือความอิ่มตัวเฉพาะที่มากเกินไป แน่นอนว่า ในทางปกติ ในด้านหนึ่ง จำเป็นต้องเข้าถึงความเป็นจริงให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จากด้านการจำลอง และในทางกลับกัน กระบวนการจะรวมเข้ากับเทคโนโลยีเพื่อลดการใช้ธาตุเหล็กเพิ่มเติม วิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือการเพิ่มการใช้เหล็กแผ่นซิลิกอนที่ดีและไม่ว่าจะมีราคาเท่าใดก็สามารถเลือกเหล็กซูเปอร์ซิลิกอนที่นำเข้าได้ แน่นอนว่า การพัฒนาเทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานใหม่ภายในประเทศได้ช่วยขับเคลื่อนการพัฒนาที่ดีขึ้นทั้งต้นน้ำและปลายน้ำด้วย โรงงานเหล็กในประเทศกำลังเปิดตัวผลิตภัณฑ์เหล็กซิลิกอนเฉพาะทางด้วย ลำดับวงศ์ตระกูลมีการจำแนกประเภทผลิตภัณฑ์ที่ดีสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ต่อไปนี้เป็นวิธีการง่ายๆ บางประการที่ต้องเผชิญ:

1. ปรับวงจรแม่เหล็กให้เหมาะสม

ถ้าพูดให้ตรงก็คือการปรับวงจรแม่เหล็กให้เหมาะสมที่สุดคือการปรับไซน์ของสนามแม่เหล็กให้เหมาะสม นี่เป็นสิ่งสำคัญ ไม่เพียงแต่สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำความถี่คงที่เท่านั้น มอเตอร์เหนี่ยวนำความถี่แปรผันและมอเตอร์ซิงโครนัสมีความสำคัญ ตอนที่ฉันทำงานในอุตสาหกรรมเครื่องจักรสิ่งทอ ฉันสร้างมอเตอร์สองตัวที่มีประสิทธิภาพแตกต่างกันเพื่อลดต้นทุน แน่นอนว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการมีหรือไม่มีเสาที่บิดเบี้ยว ซึ่งส่งผลให้เกิดลักษณะไซน์ซอยด์ที่ไม่สอดคล้องกันของสนามแม่เหล็กช่องว่างอากาศ เนื่องจากการทำงานที่ความเร็วสูง การสูญเสียธาตุเหล็กจึงมีสัดส่วนมาก ส่งผลให้การสูญเสียระหว่างมอเตอร์ทั้งสองแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ในที่สุด หลังจากการคำนวณแบบย้อนกลับ ผลต่างการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์ภายใต้อัลกอริธึมควบคุมเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า นอกจากนี้ยังเตือนให้ทุกคนใช้อัลกอริธึมควบคุมการเชื่อมต่อเมื่อสร้างมอเตอร์ควบคุมความเร็วความถี่แบบแปรผันอีกครั้ง

2.ลดความหนาแน่นของแม่เหล็ก
การเพิ่มความยาวของแกนเหล็กหรือเพิ่มพื้นที่การนำแม่เหล็กของวงจรแม่เหล็กเพื่อลดความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก แต่ปริมาณเหล็กที่ใช้ในมอเตอร์ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

3.ลดความหนาของเศษเหล็กเพื่อลดการสูญเสียกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
การเปลี่ยนแผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนด้วยแผ่นเหล็กซิลิกอนรีดเย็นสามารถลดความหนาของแผ่นเหล็กซิลิกอนได้ แต่เศษเหล็กบางจะเพิ่มจำนวนเศษเหล็กและต้นทุนการผลิตมอเตอร์

4. การใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดเย็นที่มีค่าการนำแม่เหล็กที่ดีเพื่อลดการสูญเสียฮิสเทรีซิส
5. การนำการเคลือบฉนวนชิปเหล็กประสิทธิภาพสูงมาใช้
6. เทคโนโลยีการรักษาความร้อนและการผลิต
ความเค้นตกค้างหลังจากการแปรรูปเศษเหล็กอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการสูญเสียของมอเตอร์ เมื่อแปรรูปเหล็กแผ่นซิลิกอน ทิศทางการตัดและความเค้นเฉือนของการเจาะมีผลกระทบอย่างมากต่อการสูญเสียแกนเหล็ก การตัดตามทิศทางการกลิ้งของแผ่นเหล็กซิลิกอนและการบำบัดความร้อนบนแผ่นเหล็กซิลิกอนสามารถลดการสูญเสียได้ 10% ถึง 20%