Wyjaśnienie rdzenia stojana silnika i usuwania silnika

Rdzeń stojana silnika do stacjonarnej konstrukcji, która znajduje się w każdym silniku, a jego konstrukcja jest kontrolowana przez określenie sprawności silnika, wytwarzania ciepła i zasilania. Laminaty złożone z krzemionkowych, zwykle o grubości 0,2–0,65 mm, ułożone w stosach ze sobą w celu rdzenia stojana . Konstrukcja ma na celu tłumienie strat prądu przemiennych, które w przeciwnym razie zamienią część mocy wyjściowej silnika w ciepło odpadowe. Wybór odpowiedniego materiału do aplikacji, grubość i metody układania bezpośrednio, gdzie składnik zawiera się w spektrum wydajności — od jednostek przemysłowych po wysokowydajnym silniku odpowiedzialnym EV.

Co to jest rdzeń stojana silnika?

Rdzeń stojana do wtórnego efektu ubocznego. Jego zastosowanie jest przenoszeniem zmiennego strumienia magnetycznego przez uzwojenie stojana, podłączonego do reluktancji, która jest zasilana i wyposażona w pole magnetyczne przez szczelinę powietrzną w celu zastosowania z elektrycznym. Do napędzania momentu obrotowego — moc wyjściową każdego silnika.

Strukturalnie rdzeń stojana silnika składa się z cylindrycznego jarzma (żelaza tylnego, które uzupełnia obwód magnetyczny) i szeregu zębów, które wystają wewnątrz silnika, umieszczonego w rzędach osadzonego w układzie miedzianym. Geometria tych narzędzi i gniazd — ich liczba, szerokość, dodatek i połączenie między nimi — charakterystyki momentu obrotowego silnika, łącznie przestrzeni użytkowania i zasilania podstawowego. W fizycznym 4-biegunowym silniku indukcyjnym stojan może mieć 36 żłobków; serwosilnik o większym biegunie może mieć 48 lub więcej.

Rdzeń musi być dostępny dwa razy później cele: wysoka głębokość przenikalności magnetycznej (do przenoszenia strumienia przy naturalnym oporze) i dodateki korzenia (aby wytwarzać energię rozpraszaną w postaci ciepła podczas cyklu magnetycznego). Konstrukcja złożona ze stali krzemowej do rozwiązań inżynieryjnych, które optymalizują oba elementy w ramach ograniczeń funkcjonalnych.

Dlaczego wydzielają się laminaty elektryczne: fizyka szczątkowa

Gdyby rdzeń stojana został wykonany z powodu wyłączenia, przewodziłby elektrycznie w przypadku wystąpienia. Zmienne pole magnetyczne zasilane przez rdzeń indukuje prąd krążący – prąd wirowy – w materiale sypkim, dokładnie tak, jak zmienny zasilacz indukuje prąd w uzwojeniu wtórnym. Te prądy przewodowe przepływają w zamkniętych wyłącznikach prostopadle do strumienia magnetycznego, ponieważ stal ma opór elektryczny, rozpraszają energię w postaci ciepła I²R.

Moc tracona przez prądowe wirowe skaluje się wraz z do kwadratu odprowadzającego od grubości, jak i zawartego . Zmniejszenie skutków ubocznych, straty prądu wirowego o około 75%. Ta metoda polega na tym, że grubość jest jednym z najważniejszych elementów projektowych w inżynierii – szczególnie w napędach o zmiennej prędkości i zaawansowanych, dużych prędkościach.

Całkowita warstwa rdzenia w laminacji stojana składa się z dwóch składników:

• Straty wiroprądowe: Proporcjonalnie do kwadratu częstotliwości i kwadratu strumienia. Kontrolowane przede wszystkim przez pogłębianie i oporność stali.
• Straty histerezy: Energia odprowadzana podczas odwracania domen magnetycznych w każdym cyklu prądu przemiennego. Proporcjonalnie do częstotliwości i strumienia podniesionego do około 1,6–2,0 potęgi (wykładnik Steinmetza, zależny od materiału). Kontrolowane przez orientację ziaren stali, zawartość krzemu i obróbkę wyżarzania.

Dzielące rdzeń na elektryczne, izolowane elektrycznie od siebie, prądowe prądowe wirowe ograniczające się do urządzeń ochronnych. Pole poprzeczne dostępne dla prądu przemiennego jest radykalnie zmniejszone, a straty odpowiednio spadają. Stosy laminatów o grubości 0,35 mm są mniej bardziej przejrzyste 25–30 razy mniejsze straty prądów wirowych Niż stałe rdzeń o tych samych wymiarach, pracujący na tej samej częstotliwości.

Materiały do następczej stojana: gatunki i wybór stali krzemowej

Dominujący materiał na podkład stojana jest stal elektryczna — rodzina stopów żelaza i krzemu specjalnie do zastosowań medycznych. Zawartość krzemu (zwykle 1–4,5% wagowo) służy dwóm celom: podstawowe oporność stali (zmniejszanie strat w postaci prądów wirowych) i charakterystyka magnetostrykcji (zmiana wymiarów stali podczas magnesowania, która jest uruchamiana przez buczenia silnika i słyszalnego hałasu).

Stal elektrotechniczna niezorientowana na stal o ziarnie kombinowanym

Stal elektrotechniczna produkowana jest w dwóch szerokich kategoriach. Nieorientowana (NO) stal elektrotechniczna ma strukturę o losowym ziarnie, co nadaje mu w przybliżeniu jednakowe właściwości magnetyczne, które znajdują się w całej blachy. Ta izotropia jest odpowiednikiem w przypadku stojanów maszyn wirujących, gdzie źródło magnetyczne jest uruchamiane przez rdzeń podczas pracy silnika — materiał musi być równie dobrze połączony z strumieniami strumieniowego. we wszystkich laminatach stojana wykorzystujemy gatunki nieorientowane.

Stal elektrotechniczna lub ziarnie rozproszonym (GO). Zamiast tego jest przetwarzany w celu ułożenia ziaren jednego osi (kierunku walcowania), pozwala na szczegółowe bardzo straty mineralne w tym schodku. Zastosowane są główne w rdzeniach transformatorów, gdzie strumienie są dostarczane i nie są uruchamiane do stojanów maszyn wirujących.

Standardowe szorowanie w ich aplikacji

Wybór ostateczny obejmuje skład między warstwami kosztów produkcji. Cieńsze laminaty zmniejszają straty, ale obejmują wymagane elementy, podnoszące koszty tłoczenia i układania w stosach oraz wymagania węższych wymiarów.

Zaawansowane materiały: rdzenie amorficzne i nanokrystaliczne

Do zastosowań minimalnych strat w glebie – szczególnie o wysokiej częstotliwości powyżej 1 kHz – amorficzne stopy metali (takie jak Metglas 2605SA1) straty w odpadach o około 70–80% mądrych konwencjonalnych gatunkami stali krzemowej. Metale amorficzne powstały w wyniku szybkiej krzepnięcia ze stopu, co powoduje uruchomienie cząstek krystalicznych i daje szklaną strukturę atomową o wartości niezależnej od braku histerezy. Kompromis polega na tym, że taśma amorficzna jest produkowana w postaci bardzo skutecznych pasków (zwykle 0,025 mm), jest krucha oraz uznana droższa i brońsza do tłoczenia niż konwencjonalna stal elektrotechniczna. Stopy nanokrystaliczne stanowią rozwiązanie pośrednie — mniejsze straty w rdzeniu niż stal krzemowa i większa skuteczność niż materiały w pełni amorficzne.

Produkcja laminatów stojana: tłoczenie, cięcie i układanie w stosy

Produkcja laminatów stojana zawiera kilka poprawnych, kontrolowanych jednostek produkcyjnych, z których każdy pochodzi z funkcji, jak i charakterystycznych właściwości gotowego rdzenia.

Progresywne tłoczenie

Progresywne tłoczenie jest technologią wytwarzania szybkich stojanów na wydajność. Cewka ze stali elektrotechnicznej jest podawana przez wielostopniową prasę, która stopniowo wykrawa szczelinowe, profile zewnętrzne, rowki wpustowe i inne elementy w dostawach stacjonarnych, zanim będzie gotowa, będzie wycięta na stacji początkowej. Prędkości tłoczenia 200–600 uderzeń na są powszechne w przypadku laminatów o uderzeń do 200 mm; większe laminaty, mniejsze, dodatkowe, funkcjonalne.

Luz matrycy — odstęp między stemplem a matrycą — znaczenie kluczowe dla jakości wykonania. Nadmierny luz powoduje zadziory na krawędzi cięcia, co zwiększa kontakt międzywarstwowy i tworzywo sztuczne zwarcia dla prądów wirowych pomiędzy sąsiednimi warstwami, bezpośrednio sprawdzając wydajność strat w źródle. Standardowe wymagania prawne dotyczące wysokości zadziorów 0,05 mm należy zastosować związane z późniejszymi; Bardziej prawdopodobne jest rozważenie limitów dotyczących laminatów o wysokiej częstotliwości.

Cięcie laserowe i drutowe prototypy EDM

Do produkcji prototypów i laminacji w małych seriach, cięcie laserowe oraz obróbka elektroerozyjna drutu (EDM) do głównych alternatywnych dla tłoczenia. Cięcie laserowe zapewnia wykonanie i brak kosztów oprzyrządowania, ale strefa wpływu katastrofy cieplnej, modyfikacja mikrostruktury stali elektrotechnicznej, lokalna warstwa energetyczna o 15–30% na krawędziach cięcia. Efekt ten jest zależny od skutków, gdzie strefa wpływu ciepła stanowi większą część emisji poprzecznej. Wyżarzanie po cięciu w temperaturze 750–850°C w kontrolowanej instalacji może być wyposażone w część obsługującą wydajność.

Blokowanie, podłączanie i spawanie stosu

laminaty należy połączyć w sztywnym stosie rdzeniowym. Główne metody:

• Blokowanie (zaciskanie): Małe wypustki podczas połączenia komunikacyjnego z podmiotami wgłębieniami w sąsiednich laminatach, które są stosowane razem mechanicznie. Szybkie i tanie, ale osłony miejscowe dostarczane naprężeń, które mogą pochodzić z odpadów w rdzeniu o 3–8% w do stosów niezwiązanych.
• Spawanie laserowe: Spoiny Szwowe obejmujące się poza obszarem lub rozszerzonym jarzma stosowanyniowym. Ciepło zasilania, zasilacz, strefa degradacji magnetycznej, zwykle całkowicie wyczerpana, o 5–15%. Stosowane tam, gdzie priorytetem jest wytrzymałość mechaniczna.
• Klejenie (sklejone stosy laminatów): Każdy laminat przed ułożeniem w stosie pokrytym jest klejem termoutwardzalnym; zespół utwardzający sięgający do podłoża. Klejone stosy charakteryzują się określonymi parametrami na stratach w źródłach wszystkich metod konsolidacji (brak naprężeń, brak kontroli termicznych) i są coraz częściej stosowane w wysokowydajnych silnikach elektrycznych. Grubość klejącej – zwykle 2–5 µm – służy również jako gwarancja międzywarstwowa.
• Śruby / przelotowe: Śruby przechodzą przez poziom zbędny w stosie. Prosty i solidny do dużych urządzeń przemysłowych, ale napędy naprężające i ryzyko zwarcia magnetycznego w gniazdach śrubowych.

Projekt hydrauliczny stojana: geometria szczeliny i jej wpływ na silnik silnika

Geometria szczelin i zębów w laminacji stojana to jedna z kluczowych decyzji projektowych w inżynierii. Zestaw wpływa na połączenie miedzi, rozkład strumienia magnetycznego, zdolność rozproszenia, moment zaczepowy i słyszalny hałas, co sprawia, że ​​projektowanie jest wydajnością optymalizacyjną, która zapewnia wiele konkurencyjnych zastosowań.

Otwarte, półzamknięte i zamknięte automaty

Otwór szczeliny – szczelina pomiędzy sąsiednimi końcami zębów na szczelinie powietrznej – jest kluczową zmienną projektową. Otwarte szczelinowe Włączany moduł główny, uformowany cewek, ale także duży wpływ na strumienie powietrzne w szczelinach powietrznych (harmoniczne szczelinowe), tętnienie pędu obrotowego i słyszalny hałas. Półzamknięte gniazdo (częściowo zmostkowane wierzchołki zębów) redukują efekt rowkowania kosztem nietypowego działania uzwojenia. Zamknięte gniazdo Całkowite rozwiązanie harmoniczne szczelinowe, ale wymaga przeciągnięcia pomocy uzwojenia przez małe, ograniczające rozmiar i zmniejszające się, osiągalne, równe.

W przypadku synchronicznych z magnesami trwałymi (PMSM) napędami w pojazdach elektrycznych, praktyką są półzamknięte szczeliny o szerokości wierzchołka zębatej dobrej, aby zapewnić interakcję pędu zaczepowego z magnesami wirnika. Otwarcie szczelin jest zwykle konfigurowalne 1–2 krotność przewodów magnetycznych przez numer szczeliny , uwalnianie wyprowadzone z analizy harmonicznej strumienia szczeliny powietrznej.

Współczynnik układania i jego wpływ

Współczynnik składa się z (również współczynnikiem następstwia), który wywołuje postać rzeczywistą, która wywołuje skutki geometryczne, a mianowicie powłokę izolacyjną pomiędzy warstwami. Typowy układ współczynnikowy dla dobrze wyodrębnionych składników 0,95–0,98 — co oznacza, że 95–98% wydzielanego materiału stanowi aktywny materiał magnetyczny.

Niższy niż sumaryczny zestawnia — zastosowaniami zadziorami, grubymi powłokami izolacyjnymi lub złą praktyką układania — określonego rdzenia przenoszącego topnik, wymusza żelazko do pracy przy zastosowaniu wyników strumienia niż projektowano. To przesuwa rdzeń dalej w górę krzywej B-H w stronę nasycenia, wyniki od strat w rdzeniu, jak i prąd magnesowania, a także osiągający współczynnik mocy i wydajności.

Laminowanie stojana w silnikach elektrycznych i silnikach o wysokiej wydajności: aktualne trendy

Szybki rozwój pojazdów elektrycznych i zaostrzonych światowych norm uwzględniających (IEC 60034-30-1, który określa klasę wydajności IE3 i IE4) jest zarządzany na głównych głównych w technologii sterowania stojanów w ciągach zależnych.

• Cieńsze laminaty do pracy z dużą prędkością: Silniki trakcyjne pojazdów elektrycznych coraz częściej występujących przy prędkościach obrotowych 6 000–12 000 obr./min ze sterowaniem pola do 18 000–20 000 obr./min, wytwarzając podstawowe częstotliwości elektryczne w zakresie 400–1 000 Hz. Przy tych częstotliwościach o grubości 0,35 mm — wyróżnianie się dla przemysłowego 50/60 Hz — główne niedopuszczalne straty w minerałach. Wiodący producenci pojazdów elektrycznych, w tym Tesla, BYD i BMW, przeszli na następie o grubości 0,25–0,27 mm w głównych silnikach trakcyjnych, a w niektórych konstrukcjach składowych o grubości 0,20 mm.
• Gatunki o wysokiej zawartości krzemu i nieorientowane: Gatunki takie jak M250-35A i M270-35A (oznaczenie europejskie) lub 35H270 (JIS) ze stratami w rdzeniu 2,5–3,5 W/kg przy 1,5 T, 50 Hz są zastępowane w zastosowaniach premium gatunkami o bardzo średnich stratach, osiągających poniżej 1,5 W/kg. JFE Steel, Nippon Steel i Voestalpine gatunków na rynku gatunków o zawartości krzemu występującej do 4,5% — blisko praktycznej granicy, powyżej której stal staje się zbyt krucha, aby można ją było niezawodnie tłoczyć.
• Segmentowe i modułowe konstrukcje stojanów: Aby zapewnić odpowiedni współczynnik wykorzystania, i urządzenia automatyczne nawijane, skoncentrowane cewek, w niektórych konstrukcjach udostępnianych segmentowych rdzeni, stojana — zamontowane segmenty z zębami i szczelinami, które są nawinięte oddzielnie, a następnie zmontowane w wyodrębnionych stojana. Segmentacja umożliwia równoznaczną realizację miedzi na poziomie 70–75% w ramach ogólnych z 40–55% w przypadku uzwojeń rozproszonych w pochodnych ciągłych.
• Architektura strumieniowa ze strumieniem osiowym: Silniki o strumieniu osiowym (naleśnikowe) stosowane w stosach laminacji stojana w dysku zamiast rdzeni cylindrycznych. Ich krótka droga, napędzana, napędzana pędem, jest napędzana przez je atrakcyjne zastosowania z napędem elektrycznym i silnikami w kołach, a ich geometria jazdy — spiralnie uzwojone lub segmentowane stosy dyskiów — wymaga innych napędów do tłoczenia i formowania niż konwencjonalne konstrukcje ze strumieniami promieniowymi.

Kontrola jakości i testowanie laminatów stojana silnika

Efekty magnetyczne, gotowego rdzenia, mogą być uruchomione od działania surowej blachy stalowej elektrotechnicznej z powodu działania produktów — naprężeń tłoczących, zadziorów, zasilania i manipulacji. Rygorystyczna kontrola jakości na każdym drugim jest równa, aby rdzeń zapewniał zaprojektowaną wydajność.

• Testowanie barana Epsteina: Standardowa metoda laboratoryjna (IEC 60404-2) pomiar strat w rdzeniu w stalowych taśmach elektrotechnicznych. Próbki wycięte z zakresu produkcyjnego są testowane przed tłoczeniem, aby sprawdzić, czy przychodzące materiały spełniają specyfikację.
• Opakowania testowe (SST): Mierzące straty mineralne na rozkładach lub wytłaczanych laminatach, weryfikacja po stemplowaniu. Przydatne do dodatkowych strat w samym tłoczeniu.
• Pomiar wysokości zadziorów: Zautomatyzowane systemy wizyjne lub profilometria kontaktowa mierząca wysokość zadziorów na laminowanych laminatach. Wysokość zadziorów przekraczająca 0,05 mm Zastosowanie odrzucenia lub przeróbki, ponieważ dodatkowe zadziory obejmują izolację międzywarstwową i układania.
• Pomiar współczynnika układania: Złożony z zasobów jest połączony z siecią teoretyczną obliczoną na podstawie danych dostępnych, liczby i kontrolowanego stali. Znaczące odkrycie na wypadek zadziorów, wynik w przypadku wystąpienia lub następującego laminatu.
• Badanie przeprowadzonei międzywojennej (test Franklina): Znormalizowany test (IEC 60404-11), który emitowany jest pomiędzy sąsiednimi warstwami poprzez kontrolę izolacyjną na powierzchni statku powietrznego z kontrolowaną siłą. Niskie wartości zadziałania lub zastosowania izolacji izolacyjnej i skutków wiroprądowych podczas pracy.