Influencia de la tensión del núcleo de hierro en el rendimiento del motor de imán permanente

El rápido desarrollo económico ha promovido una mayor formación de la tendencia a la especialización de la industria de motores de imanes permanentes y ha planteado requisitos más altos para el rendimiento relacionado con el motor, los estándares técnicos y la estabilidad de operación del producto. Para lograr el desarrollo, se debe fortalecer el desempeño relevante desde todos los aspectos, de modo que los indicadores generales de calidad y desempeño del motor puedan alcanzar un nivel más alto.

Para los motores de imanes permanentes, el núcleo de hierro es una parte muy importante del motor. Para la selección de materiales con núcleo de hierro, es necesario considerar completamente si la permeabilidad magnética puede satisfacer las necesidades de funcionamiento de los motores de imanes permanentes. Por lo general, los motores de imanes permanentes eligen acero eléctrico como material del núcleo. La razón principal es que el acero eléctrico tiene un mejor rendimiento en términos de permeabilidad magnética.

La elección del material del núcleo del motor tiene un impacto muy importante en el rendimiento general del motor de imán permanente y en el control de costes del motor. Cuando el motor de imán permanente se fabrica, ensambla y opera oficialmente, se formará una cierta tensión en el núcleo de hierro. La existencia de tensión afectará directamente la permeabilidad magnética de la lámina de acero eléctrica, lo que dará como resultado diversos grados de disminución de la permeabilidad magnética, lo que reducirá el rendimiento del motor de imán permanente y aumentará la pérdida del motor.

En el diseño y fabricación de motores de imanes permanentes, los requisitos para la selección y utilización de materiales son cada vez más altos, acercándose incluso a los estándares y niveles límite de rendimiento de los materiales. Como material central de los motores de imanes permanentes, el acero eléctrico, en la tecnología de aplicación relevante y el cálculo preciso de la pérdida de hierro, etc., debe cumplir requisitos de precisión muy altos para satisfacer las necesidades reales.

Obviamente, es inexacto calcular las características electromagnéticas del acero eléctrico mediante el método de diseño de motor tradicional utilizado en el pasado, porque estos métodos convencionales están dirigidos principalmente a condiciones convencionales y los resultados del cálculo tendrán grandes desviaciones. Por lo tanto, se necesita un nuevo método de cálculo para calcular con precisión la permeabilidad magnética y la pérdida de hierro del acero eléctrico en condiciones de campo de tensión, de modo que el nivel de aplicación de los materiales del núcleo sea mayor y la eficiencia y otros indicadores de rendimiento de los motores de imanes permanentes alcancen un nivel superior.

Los investigadores se centraron en la influencia de la tensión del núcleo en el rendimiento de los motores de imanes permanentes, en combinación con análisis experimentales, y discutieron los mecanismos relacionados de las propiedades magnéticas de la tensión y las propiedades de pérdida de hierro por tensión de los materiales del núcleo de los motores de imanes permanentes. Hay muchas fuentes de tensión que afectan la tensión del núcleo de hierro en las condiciones de trabajo de los motores de imanes permanentes, y varias fuentes de tensión presentan muchas propiedades completamente diferentes.

Desde la perspectiva de la forma de tensión del núcleo del estator del motor de imán permanente, las fuentes de su formación incluyen punzonado, remachado, laminación y ensamblaje de interferencia de la carcasa, etc., y el área de influencia más grande y significativa es la Efecto de tensión causado por el conjunto de interferencia de la carcasa. Para el rotor del motor de imán permanente, las fuentes de tensión que soporta incluyen principalmente tensión térmica, fuerza centrífuga, fuerza electromagnética, etc. En comparación con los motores ordinarios, el motor de imán permanente tiene una velocidad relativamente alta en condiciones normales y, al mismo tiempo, Es necesario establecer una estructura de aislamiento magnético en el núcleo del rotor.

Por lo tanto, el estrés centrífugo es la fuente más importante de estrés. La tensión del núcleo del estator causada por el conjunto de interferencia de la carcasa del motor de imán permanente existe principalmente en forma de tensión de compresión, y su punto de acción se concentra en el yugo del núcleo del estator del motor, y la dirección de la tensión es tangencial a la circunferencia. . La naturaleza de la tensión formada por la fuerza centrífuga del rotor del motor de imán permanente es la tensión de tracción, que actúa casi en su totalidad sobre el núcleo de hierro del rotor, su tensión centrífuga máxima actúa en el lugar donde se encuentra el puente de aislamiento magnético del motor de imán permanente. El rotor se encuentra con la nervadura de refuerzo, lo que hace que esta pieza sea propensa a degradar el rendimiento.

Influencia de la tensión del núcleo de hierro en el campo magnético del motor de imán permanente

Se analizan los cambios de densidad magnética en las partes clave del motor de imán permanente. Bajo la influencia de la saturación, la densidad magnética de las nervaduras del rotor del motor y los puentes de aislamiento magnético no cambia mucho. Hay cambios muy significativos en la densidad magnética del estator del motor y del circuito magnético principal. Esto también puede explicar mejor el efecto de la tensión del núcleo sobre la distribución de la densidad magnética y la permeabilidad magnética del motor de imán permanente durante el funcionamiento.

Efecto del estrés sobre la pérdida del núcleo

Debido a la tensión, la tensión de compresión en el yugo del estator del motor de imán permanente estará relativamente concentrada, la pérdida de esta pieza será grande y el rendimiento se deteriorará significativamente. La pérdida se ve afectada por el estrés para aumentar al máximo. Mediante cálculos, se encuentra que la pérdida de hierro del motor de imán permanente aumenta entre un 40% y un 50% debido a la influencia de la tensión de tracción. Este aumento es bastante sorprendente, por lo que también provoca un aumento significativo en la pérdida total del motor de imán permanente. A través del análisis, también se puede encontrar que la pérdida de hierro del motor es la principal forma de pérdida del núcleo del estator causada por la influencia de la tensión de compresión. Para el rotor del motor, el núcleo de hierro está bajo el estado de tensión de tracción centrífuga en el estado de funcionamiento, no solo no aumentará la pérdida del núcleo de hierro, sino que también tendrá un cierto efecto de mejora.

Efecto del estrés sobre la inductancia y el par

El rendimiento de la inducción magnética del núcleo del motor se deteriora bajo la condición de tensión del núcleo y la inductancia del eje disminuirá hasta cierto punto. En concreto se analiza el circuito magnético del motor de imanes permanentes. El circuito magnético del eje incluye principalmente tres partes: el entrehierro, el imán permanente y el núcleo del estator y del rotor. Entre ellos, el imán permanente es la parte más importante. Por esta razón, cuando cambia el rendimiento de la inducción magnética del núcleo del motor de imán permanente, no puede provocar un gran cambio en la inductancia del eje.

The shaft magnetic circuit part composed of the air gap of the permanent magnet motor and the stator and rotor core is much smaller than the reluctance of the permanent magnet. The influence of the core stress is fully considered, and the magnetic induction performance deteriorates, and the shaft inductance will be significantly reduced. The influence of the stress-magnetic properties of the permanent magnet motor core is analyzed. As the magnetic induction performance of the motor core decreases, the flux linkage of the motor decreases, and the electromagnetic torque of the permanent magnet motor will also decrease.