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铁芯应力对永磁电机性能的影响

2023-08-29 09:31:02

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    经济的快速发展促进了专业化趋势的进一步形成 永磁电动机 行业对电机相关性能、技术标准、产品运行稳定性提出了更高的要求。 要实现发展,必须从各方面加强相关性能,使电机的整体质量和性能指标达到更高的水平。

    对于永磁电机来说,铁芯是电机非常重要的组成部分。 对于铁芯材料的选择,要充分考虑磁导率是否能够满足永磁电机的工作需要。 通常,永磁电机选择电工钢作为铁芯材料。 主要原因是电工钢在导磁率方面表现更好。

    电机铁芯材料的选择对于永磁电机的整体性能以及电机的成本控制有着非常重要的影响。 永磁电机在制造、组装、正式运行时,铁芯上会形成一定的应力。 应力的存在会直接影响电工钢板的导磁率,导致导磁率不同程度的下降,从而降低永磁电机的性能,增加电机的损耗。

    在永磁电机的设计和制造中,对材料的选择和使用的要求越来越高,甚至接近材料性能的极限标准和水平。 电工钢作为永磁电机的核心材料,在相关应用技术和铁损的精确计算等方面必须满足非常高的精度要求,才能满足实际需要。

    过去采用的传统电机设计方法来计算电工钢的电磁特性显然是不准确的,因为这些常规方法主要针对常规条件,计算结果会有较大偏差。 因此,需要一种新的计算方法,准确计算应力场条件下电工钢的磁导率和铁损,使铁芯材料的应用水平更高,永磁电机的效率等性能指标达到更高的水平。

    研究人员重点关注核心压力对运动表现的影响 永磁电动机结合实验分析,探讨了永磁电机铁芯材料应力磁性能和应力铁损性能的相关机理。 永磁电机工作条件下影响铁芯应力的应力源有很多,各种应力源呈现出许多完全不同的特性。

    从永磁电机定子铁心的应力形式来看,其形成来源有冲压、铆接、叠片、机壳过盈装配等,其中影响最大、最显着的区域是壳体过盈装配产生的应力效应。 对于永磁电机转子来说,其承受的应力源主要有热应力、离心力、电磁力等。与普通电机相比,永磁电机在正常情况下具有较高的转速,同时,需要在转子铁芯处设置隔磁结构。

    因此,离心应力是最重要的应力来源。 永磁电机机壳过盈装配引起的定子铁心应力主要以压应力形式存在,其作用点集中在电机定子铁心磁轭上,应力方向与圆周相切。 永磁电机转子离心力形成的应力性质为拉应力,几乎全部作用在转子铁芯上,其最大离心应力作用在永磁电机隔磁桥处转子与加强筋相接,使得该部分的性能容易下降。

    铁芯应力对永磁电机磁场的影响

    关键部位的磁密度变化 永磁电动机 进行分析。 在饱和影响下,电机转子肋和磁隔离桥的磁密度变化不大。 电机定子和主磁路的磁密度有非常显着的变化。 这也可以进一步解释铁芯应力对永磁电机运行过程中磁密度分布和导磁率的影响。

    应力对磁芯损耗的影响

    由于应力的作用,永磁电机定子磁轭上的压应力会比较集中,该部分的损耗较大,性能会明显恶化。 损失受应力影响增加最多。 通过计算发现,由于拉应力的影响,永磁电机的铁损增加了40%-50%。 这个增加是相当惊人的,因此也造成了永磁电机总损耗的大幅增加。 通过分析还可以发现,电机的铁损是定子铁心受压应力影响而产生的主要损耗形式。 对于电机转子来说,运行状态下铁芯处于离心拉应力状态,不仅不会增加铁芯损耗,还会有一定的改善效果。

    应力对电感和扭矩的影响

    电机铁芯在铁芯应力的情况下,磁感应性能变差,其轴电感会出现一定程度的下降。 具体来说,对永磁电机的磁路进行了分析。 轴磁路主要包括气隙、永磁体和定转子铁心三部分。 其中,永磁体是最重要的部分。 为此,当永磁电机铁心的磁感应性能发生变化时,不会引起轴电感的较大变化。

    由气隙组成的轴磁路部分 永磁电动机 定、转子铁芯的磁阻远小于永磁体的磁阻。 充分考虑磁芯应力的影响,磁感应性能变差,轴电感将显着降低。 分析了永磁电机铁芯应力磁性能的影响。 随着电机铁芯的磁感应性能下降,电机的磁链下降,永磁电机的电磁扭矩也会下降。

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