Wybór wysokowydajnych blach ze stali krzemowej silnikowej

GNEE Blacha ze stali krzemowej

Rozkład strat silnika

Obecnie silniki o wysokiej wydajności stały się głównym nurtem w rozwoju i zastosowaniu małych i średnich silników. W szczególności kraje uprzemysłowione, takie jak Europa i Stany Zjednoczone, przywiązują dużą wagę do oszczędzania energii i ochrony środowiska. Rozwój i zastosowanie silników elektrycznych. Aby zwiększyć udział silników elektrycznych w międzynarodowym rynku, dla chińskich producentów silników elektrycznych priorytetem stało się przyjęcie nowych technologii, nowych procesów i nowych materiałów w celu jak największej poprawy wydajności silników elektrycznych.

Ponieważ rozkład strat silnika zmienia się w zależności od mocy i liczby biegunów, należy podjąć środki w celu uwzględnienia powiązanych strat przy różnych mocach i liczbie biegunów. Wśród nich szczególnie ważny jest dobór materiałów magnetycznie przepuszczalnych, który ma większy wpływ na straty miedzi w stojanie, straty żelaza i inne właściwości, a koszt materiału rdzenia żelaznego stanowi główną część kosztu silnika. Dlatego wybór blach ze stali krzemowej odpowiednich do silników o wysokiej sprawności jest kluczem do projektowania i produkcji silników o wysokiej sprawności i powinien być wybierany ostrożnie.

Poprzez analizę porównawczą właściwości elektromagnetycznych blach ze stali krzemowej do silników, dobór i zastosowanieblachy ze stali krzemowejdla silników o wysokiej sprawności zostały zbadane i omówione. W drodze eksperymentów i analizy danych zaproponowano zasady doboru blach ze stali krzemowej na silniki o dużej sprawności. Materiały rdzenia służą do doboru silnika w celach informacyjnych.

Wprowadzenie do blach ze stali krzemowej

Nazywa się również blachy ze stali krzemowejblachy stalowe elektryczne. Dodanie niewielkiej ilości krzemu do żelaza może zwiększyć rezystywność materiału, znacznie poprawić starzenie magnetyczne, zwiększyć kruchość materiału i zmniejszyć intensywność indukcji magnetycznej. Dlatego limit krzemu wynosi 4,5%. Blachy ze stali krzemowej są stosowane głównie w urządzeniach elektromagnetycznych prądu przemiennego o częstotliwości sieciowej, takich jak transformatory, silniki, przełączniki transformatorów i rdzenie przekaźników. W naszym kraju blachy ze stali krzemowej tradycyjnie dzieli się na blachy ze stali krzemowej walcowanej na gorąco istal krzemowa walcowana na zimnoblachy, ale w dzisiejszym świecie blachy ze stali krzemowej dzieli się głównie nanieorientowana stal krzemowaprześcieradła istal krzemowa o ziarnie zorientowanymarkuszy w oparciu o orientację ziarna.

Walcowana na gorąco blacha ze stali krzemowej jest magnetyczną, nieorientowaną blachą ze stali krzemowej, która jest stopem żelazokrzemu. W porównaniu z blachami walcowanymi na zimno charakteryzuje się dobrą stabilnością materiału, znacznie mniejszymi naprężeniami przebijającymi niż blachy walcowane na zimno, małym ciężarem właściwym i dużą różnicą między tymi samymi arkuszami. Blacha walcowana na zimno jest stopem o niskiej zawartości krzemu i węgla, charakteryzującym się małą utratą żelaza, wysoką indukcją magnetyczną, gładką powierzchnią, jednolitą grubością i niewielką różnicą między tymi samymi arkuszami. Zastosowanie w rdzeniach silników blach ze stali krzemowej zamiast blach ze stali węglowej i czystego żelaza to ogromny postęp w historii. Blachy ze stali krzemowej o niskiej stratności poprawiają wydajność silnika i zmniejszają jego rozmiar.

Obecnie w rdzeniach małych silników zamiast blach krzemowych stosuje się blachy ze stali bezkrzemowej, ponieważ blachy ze stali bezkrzemowej wytapiane nowoczesną technologią różnią się od oryginalnych blach ze stali niskowęglowej. Ma nie tylko wysoką intensywność indukcji magnetycznej, ale także utratę żelaza podobną do blach ze stali krzemowej. Niezależnie od tego, czy jest to blacha ze stali krzemowej walcowanej na zimno, czy blacha ze stali bezkrzemowej, jej indukcja i straty magnetyczne są bardzo wrażliwe na naprężenia mechaniczne. Dlatego też przywrócenie pierwotnej przenikalności magnetycznej i ubytków żelaza po przebiciu jest kwestią, którą należy wziąć pod uwagę przy wyborze blach ze stali krzemowej.

Wybór wysokowydajnych blach ze stali krzemowej silnikowej

Wybór wysokowydajnych blach ze stali krzemowej do silników musi nie tylko zapewniać wysoką jakość i niską utratę żelaza, ale także musi być brany pod uwagę kompleksowo. Chociaż im wyższy stopień, tym mniejsza utrata żelaza, ale przenikalność magnetyczna będzie stosunkowo słaba, co jest szczególnie ważne w przypadku małych silników. .W silniku o mocy 5 kW, ponieważ prąd bierny stanowi dużą część prądu stojana, prąd jałowy (głównie prąd magnesujący) stanowi znaczną część prądu pełnego obciążenia, osiągając około 70%. Wraz ze wzrostem mocy proporcja prądu jałowego do prądu pełnego obciążenia stopniowo maleje.

Dlatego w przypadku silników o mniejszej mocy straty w miedzi stojana stanowią dużą część strat całkowitych. Po pierwsze, jako rdzeń stojana należy zastosować blachy ze stali elektrotechnicznej o dobrej przenikalności magnetycznej. Może to znacznie zmniejszyć prąd wzbudzenia i znacznie poprawić utratę żelaza i stojan. Żelazny rdzeń. Zużycie miedzi.

W przypadku silników dużej mocy, ponieważ stosunek prądu jałowego do prądu pełnego obciążenia jest bardzo mały, straty w żelazie stanowią już znaczną część strat całkowitych. Stosowanie blach ze stali krzemowej o wysokiej przenikalności magnetycznej nie wpływa w sposób oczywisty na poprawę wydajności, dlatego zmniejszenie strat jednostkowych materiału rdzenia pomoże zmniejszyć straty żelaza.

Ze względu na konstrukcję i produkcję silnika, ubytek żelaza w teście silnika znacznie przekracza wartość obliczoną na podstawie jednostkowej wartości ubytku żelaza dostarczonej przez hutę. Jednakże po wykrawaniu, cięciu i laminowaniu materiał będzie poddany większym naprężeniom, co pogorszy przenikalność magnetyczną blachy wykrawanej i zwiększy straty żelaza. Ponadto, ze względu na występowanie uzębienia, harmoniczne pole magnetyczne zębów szczeliny powietrznej występuje na powierzchni rdzenia. Strata wysokiej częstotliwości spowodowana brakiem obciążenia doprowadzi do znacznego wzrostu strat żelaza po wyprodukowaniu silnika. Dlatego oprócz wyboru materiałów magnetycznych o niższych jednostkowych stratach żelaza, konieczna jest również kontrola ciśnienia laminowania i podjęcie niezbędnych działań procesowych w celu ograniczenia strat żelaza.

Ten gatunek blachy ze stali krzemowej ma wysoką zawartość węgla krzemowego, niską gęstość, lekkość, dobrą stabilność materiału, zasadniczo nie ma daty ważności, a naprężenie przebijania jest znacznie mniejsze niż w przypadku blachy walcowanej na zimno. Jak widać z tabeli 1, jego magnetyzm w niskim polu nie jest zbyt dobry, ale jest wystarczający dla silników o wysokiej sprawności, ponieważ gęstość strumienia stojana silników o wysokiej sprawności mieści się w przedziale od 1,0T do 1,5 T, a gęstość strumienia wirnika mieści się w przedziale od 1.{{10}}T do 1.0T. do 1,0T. Między 1,6T.

Jeśli stosuje się blachy walcowane na zimno, aby w pełni wykorzystać ich zalety, należy usunąć naprężenia mechaniczne powstające po przebiciu i ścinaniu. Istnieje wiele teoretycznych metod rozwiązywania naprężeń ścinających podczas przebijania blach walcowanych na zimno, a najskuteczniejszą metodą jest wybór rozsądnego procesu wyżarzania. Jednak ze względu na ograniczenia sprzętowe i parametry procesu proces ten nie był dotychczas promowany w Chinach. Proces ten jest stosowany tylko w przypadku małych silników.

Bazując na teoretycznych wstępach i parametrach testowych innych producentów silników, w połączeniu z produktami eksportowymi AGD, przeprowadziliśmy również próbę symulacyjną tego procesu. Ze względu na ograniczenia sprzętowe po prostu włożyliśmy dziurkowane blachy ze stali krzemowej do pieca grzewczego i trzymaliśmy je w temperaturze 500 stopni przez 2 godziny. Wyniki pokazują, że przenikalność magnetyczna blachy ze stali krzemowej odzyskuje się lepiej po wyżarzaniu, a straty żelaza są znacznie zmniejszone.

Czynniki determinujące sprawność silników o dużej sprawności

Stopień realizacji wysokiej sprawności silnika jest ściśle powiązany z doborem surowców, zwłaszcza materiałów magnetycznych. Silniki o wysokiej wydajności skupiają się głównie na ograniczaniu różnych strat. Stopień odchylenia pomiędzy wartościami projektowymi a wartościami testowymi strat w żelazie, strat w miedzi stojana, strat w miedzi w wirniku i strat bezpańskich zależy całkowicie od doboru blach ze stali krzemowej i rdzeni żelaznych. Jakość wykonania.