Die Auswirkung der Eisenkernspannung auf die Leistung vonPermanentmagnetmotoren
Die rasante wirtschaftliche Entwicklung hat den Professionalisierungstrend in der Permanentmagnetmotorenindustrie weiter vorangetrieben und höhere Anforderungen an die Motorleistung, die technischen Standards und die Betriebsstabilität der Produkte gestellt. Damit Permanentmagnetmotoren ein breiteres Anwendungsspektrum erschließen können, ist es notwendig, die Leistung in allen Bereichen zu verbessern, um die Gesamtqualität und die Leistungsindikatoren des Motors zu verbessern.
Bei Permanentmagnetmotoren ist der Eisenkern ein sehr wichtiger Bestandteil des Motors. Bei der Auswahl des Eisenkernmaterials muss sorgfältig geprüft werden, ob die magnetische Leitfähigkeit den Anforderungen des Permanentmagnetmotors entspricht. In der Regel wird Elektrostahl als Kernmaterial für Permanentmagnetmotoren gewählt, da Elektrostahl eine gute magnetische Leitfähigkeit aufweist.
Die Wahl des Motorkernmaterials hat einen entscheidenden Einfluss auf die Gesamtleistung und die Kostenkontrolle von Permanentmagnetmotoren. Bei der Herstellung, Montage und im Betrieb von Permanentmagnetmotoren entstehen Spannungen im Kern. Diese wirken sich jedoch direkt auf die magnetische Leitfähigkeit von Elektroblechen aus und führen zu einer unterschiedlich starken Abnahme der magnetischen Leitfähigkeit. Dies führt zu Leistungseinbußen und höheren Motorverlusten.
Bei der Entwicklung und Herstellung von Permanentmagnetmotoren steigen die Anforderungen an die Auswahl und Verwendung von Materialien immer weiter an und stoßen sogar an die Grenzwerte und das Leistungsniveau der Materialien. Als Kernmaterial von Permanentmagnetmotoren muss Elektroband sehr hohe Genauigkeitsanforderungen in relevanten Anwendungstechnologien erfüllen und den Eisenverlust präzise berechnen, um den tatsächlichen Bedarf zu decken.
Die herkömmliche Motorkonstruktionsmethode zur Berechnung der elektromagnetischen Eigenschaften von Elektroband ist offensichtlich ungenau, da diese Methoden hauptsächlich für herkömmliche Bedingungen gelten und die Berechnungsergebnisse stark abweichen. Daher ist eine neue Berechnungsmethode erforderlich, um die magnetische Leitfähigkeit und den Eisenverlust von Elektroband unter Spannungsfeldbedingungen präzise zu berechnen, damit der Anwendungsbereich von Eisenkernmaterialien erweitert und Leistungsindikatoren wie der Wirkungsgrad von Permanentmagnetmotoren verbessert werden können.
Zheng Yong und andere Forscher untersuchten den Einfluss der Kernspannung auf die Leistung von Permanentmagnetmotoren und kombinierten experimentelle Analysen, um die relevanten Mechanismen der spannungsbedingten magnetischen Eigenschaften und des spannungsbedingten Eisenverlustverhaltens von Permanentmagnetmotorkernmaterialien zu untersuchen. Die Spannung des Eisenkerns eines Permanentmagnetmotors unter Betriebsbedingungen wird von verschiedenen Spannungsquellen beeinflusst, und jede Spannungsquelle weist viele völlig unterschiedliche Eigenschaften auf.
Die Spannungsform des Statorkerns von Permanentmagnetmotoren kann durch Stanzen, Nieten, Laminieren und die Gehäusemontage entstehen. Die durch die Gehäusemontage verursachte Spannung hat die größte und bedeutendste Wirkungsfläche. Der Rotor eines Permanentmagnetmotors ist hauptsächlich thermischen Belastungen, Zentrifugalkräften und elektromagnetischen Kräften ausgesetzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Motoren ist die Drehzahl eines Permanentmagnetmotors relativ hoch, und der Rotorkern ist zusätzlich mit einer magnetischen Isolationsstruktur ausgestattet.
Daher ist die Zentrifugalspannung die Hauptursache für die Spannung. Die durch die Interferenzanordnung des Permanentmagnetmotorgehäuses erzeugte Statorkernspannung liegt hauptsächlich in Form von Druckspannung vor und konzentriert sich auf das Joch des Motorstatorkerns, wobei die Spannungsrichtung tangential umlaufend verläuft. Die durch die Zentrifugalkraft des Permanentmagnetmotorrotors entstehende Zugspannung wirkt fast vollständig auf den Eisenkern des Rotors. Die maximale Zentrifugalspannung wirkt am Schnittpunkt der magnetischen Isolationsbrücke des Permanentmagnetmotorrotors und der Verstärkungsrippe, wodurch in diesem Bereich leicht Leistungseinbußen auftreten können.
Die Auswirkung der Eisenkernspannung auf das Magnetfeld von Permanentmagnetmotoren
Die Analyse der Veränderungen der magnetischen Dichte wichtiger Teile von Permanentmagnetmotoren ergab, dass sich die magnetische Dichte an den Verstärkungsrippen und magnetischen Isolationsbrücken des Motorrotors unter dem Einfluss der Sättigung nicht signifikant ändert. Die magnetische Dichte des Stators und des Hauptmagnetkreises des Motors variiert erheblich. Dies erklärt auch den Einfluss der Kernspannung auf die magnetische Dichteverteilung und die magnetische Leitfähigkeit des Motors während des Betriebs des Permanentmagnetmotors.
Die Auswirkung von Spannung auf den Kernverlust
Aufgrund von Spannungen konzentriert sich die Druckspannung am Joch des Permanentmagnetmotorstators relativ stark, was zu erheblichen Verlusten und Leistungseinbußen führt. Am Joch des Permanentmagnetmotorstators, insbesondere an der Verbindungsstelle zwischen Statorzähnen und Joch, treten erhebliche Eisenverluste auf, da diese durch Spannungen am stärksten ansteigen. Untersuchungen haben durch Berechnungen ergeben, dass sich die Eisenverluste von Permanentmagnetmotoren durch Zugspannungen um 40–50 % erhöhen, was immer noch erstaunlich ist und zu einer deutlichen Erhöhung der Gesamtverluste von Permanentmagnetmotoren führt. Analysen haben außerdem ergeben, dass die Eisenverluste des Motors die Hauptverlustform sind, die durch die Druckspannungen bei der Bildung des Statoreisenkerns verursacht wird. Wenn der Eisenkern im Betrieb einer zentrifugalen Zugspannung ausgesetzt ist, erhöht dies nicht nur die Eisenverluste nicht, sondern hat sogar einen gewissen Verbesserungseffekt.
Die Auswirkung von Spannung auf Induktivität und Drehmoment
Die magnetische Induktionsleistung des Motoreisenkerns verschlechtert sich unter Belastung des Eisenkerns, und seine Welleninduktivität nimmt bis zu einem gewissen Grad ab. Bei der Analyse des Magnetkreises eines Permanentmagnetmotors besteht der Wellenmagnetkreis hauptsächlich aus drei Teilen: Luftspalt, Permanentmagnet und Statorrotor-Eisenkern. Der Permanentmagnet ist dabei der wichtigste Bestandteil. Aus diesem Grund kann eine Änderung der magnetischen Induktionsleistung des Permanentmagnetmotor-Eisenkerns keine signifikanten Änderungen der Welleninduktivität verursachen.
Der Wellenmagnetkreis, bestehend aus Luftspalt und Statorrotorkern eines Permanentmagnetmotors, ist deutlich kleiner als der magnetische Widerstand des Permanentmagneten. Unter Berücksichtigung der Kernspannung verschlechtert sich die magnetische Induktionsleistung und die Welleninduktivität nimmt deutlich ab. Analysieren Sie den Einfluss der Spannung auf die magnetischen Eigenschaften des Eisenkerns eines Permanentmagnetmotors. Mit abnehmender magnetischer Induktionsleistung des Motorkerns verringert sich die magnetische Kopplung des Motors und damit auch das elektromagnetische Drehmoment des Permanentmagnetmotors.
Beitragszeit: 07.08.2023
