Быстрое экономическое развитие способствовало дальнейшему формированию тенденции специализации в отрасли двигателей с постоянными магнитами и предъявило более высокие требования к характеристикам двигателей, техническим стандартам и стабильности работы продукции. Для достижения этого развития необходимо усилить соответствующие характеристики во всех аспектах, чтобы общее качество и показатели производительности двигателя достигли более высокого уровня.
Для двигателей с постоянными магнитами железный сердечник является очень важной частью двигателя. При выборе материалов железного сердечника необходимо полностью учитывать, может ли магнитная проницаемость удовлетворить рабочие потребности двигателей с постоянными магнитами. Обычно в двигателях с постоянными магнитами в качестве материала сердечника выбирают электротехническую сталь. Основная причина заключается в том, что электротехническая сталь обладает лучшими показателями магнитной проницаемости.
Выбор материала сердечника двигателя оказывает очень важное влияние на общую производительность двигателя с постоянными магнитами и контроль затрат на двигатель. Когда двигатель с постоянными магнитами изготовлен, собран и официально эксплуатируется, на железном сердечнике образуется определенное напряжение. Существование напряжения напрямую повлияет на магнитную проницаемость листа электротехнической стали, что приведет к различной степени снижения магнитной проницаемости, что снизит производительность двигателя с постоянными магнитами и увеличит потери двигателя.
При проектировании и производстве двигателей с постоянными магнитами требования к выбору и использованию материалов становятся все выше и выше, приближаясь даже к предельным стандартам и уровням характеристик материалов. В качестве основного материала двигателей с постоянными магнитами электротехническая сталь в соответствующей технологии применения и точном расчете потерь в железе и т. д. должна соответствовать очень высоким требованиям точности, чтобы удовлетворить фактические потребности.
Очевидно, неточно рассчитывать электромагнитные характеристики электротехнической стали традиционным методом расчета двигателей, использовавшимся в прошлом, поскольку эти традиционные методы ориентированы в основном на обычные условия, и результаты расчета будут иметь большие отклонения. Поэтому необходим новый метод расчета для точного расчета магнитной проницаемости и потерь в железе электротехнической стали в условиях поля напряжений, чтобы уровень применения материалов сердечника был выше, а эффективность и другие показатели производительности двигателей с постоянными магнитами достигли более высокий уровень.
Исследователи сосредоточились на влиянии напряжения сердечника на производительность двигателей с постоянными магнитами в сочетании с экспериментальным анализом и обсудили связанные механизмы магнитных свойств напряжения и свойств потерь в железе под напряжением материалов сердечника двигателя с постоянными магнитами. Существует множество источников напряжений, которые влияют на напряжение железного сердечника в условиях работы двигателей с постоянными магнитами, и различные источники напряжений обладают множеством совершенно разных свойств.
С точки зрения формы напряжения сердечника статора двигателя на постоянных магнитах источниками его образования являются штамповка, клепка, расслоение, сборка с натягом корпуса и т. д., причем наиболее крупной и значимой областью влияния является воздействие напряжений, вызванное натягом узла обсадной колонны. Что касается ротора двигателя с постоянными магнитами, источники напряжений, которые он несет, в основном включают тепловое напряжение, центробежную силу, электромагнитную силу и т. д. По сравнению с обычными двигателями двигатель с постоянными магнитами имеет относительно высокую скорость при нормальных условиях и в то же время необходимо установить магнитную изоляционную конструкцию на сердечнике ротора.
Таким образом, центробежное напряжение является наиболее важным источником стресса. Напряжение сердечника статора, вызванное натяговым узлом корпуса двигателя с постоянными магнитами, в основном существует в форме сжимающего напряжения, и его точка действия сосредоточена на ярме сердечника статора двигателя, а направление напряжения является касательным к окружности. . Характер напряжений, образуемых центробежной силой ротора двигателя с постоянными магнитами, - растягивающее напряжение, которое почти полностью действует на железный сердечник ротора, максимальное его центробежное напряжение действует в месте расположения магнитного изолирующего моста двигателя с постоянными магнитами. Ротор встречается с ребром жесткости, что делает эту деталь склонной к ухудшению производительности.
Влияние напряжения железного сердечника на магнитное поле двигателя с постоянными магнитами
Проанализированы изменения магнитной плотности в ключевых частях двигателя с постоянными магнитами. Под воздействием насыщения магнитная плотность ребер ротора двигателя и магнитоизолирующих перемычек существенно не меняется. Очень существенные изменения происходят в магнитной плотности статора двигателя и основного магнитопровода. Это также может дополнительно объяснить влияние напряжения сердечника на распределение магнитной плотности и магнитную проницаемость двигателя с постоянными магнитами во время работы.
Влияние стресса на потерю сердечника
Из-за напряжения сжимающее напряжение на ярме статора двигателя с постоянными магнитами будет относительно сконцентрированным, потери этой детали будут большими, и производительность значительно ухудшится. На потерю больше всего влияет стресс. Расчетами установлено, что потери в железе двигателей с постоянными магнитами увеличиваются на 40-50% из-за влияния растягивающих напряжений. Это увеличение весьма удивительно, поэтому оно также приводит к значительному увеличению общих потерь двигателей с постоянными магнитами. В результате анализа также можно обнаружить, что потери в железе двигателя являются основной формой потерь в сердечнике статора, вызванной влиянием сжимающего напряжения. Что касается ротора двигателя, железный сердечник в рабочем состоянии находится в состоянии центробежного растяжения, что не только не приведет к увеличению потерь в железном сердечнике, но также будет иметь определенный эффект улучшения.
Влияние напряжения на индуктивность и крутящий момент
Характеристики магнитной индукции сердечника двигателя ухудшаются в условиях напряжения сердечника, и индуктивность его вала в определенной степени снижается. В частности, анализируется магнитная цепь двигателя с постоянными магнитами. Магнитная цепь вала в основном состоит из трех частей: воздушного зазора, постоянного магнита, а также сердечника статора и ротора. Среди них наиболее важной частью является постоянный магнит. По этой причине, когда характеристики магнитной индукции сердечника двигателя с постоянными магнитами изменяются, это не может вызвать большое изменение индуктивности вала.
Часть магнитной цепи вала, состоящая из воздушного зазора двигателя с постоянными магнитами, а также сердечника статора и ротора, намного меньше, чем сопротивление постоянного магнита. Влияние напряжения сердечника полностью учитывается, характеристики магнитной индукции ухудшаются, а индуктивность вала значительно снижается. Проанализировано влияние напряженно-магнитных свойств сердечника двигателя на постоянных магнитах. Поскольку характеристики магнитной индукции сердечника двигателя уменьшаются, потокосцепление двигателя уменьшается, и электромагнитный крутящий момент двигателя с постоянными магнитами также уменьшается.
