Как уменьшить потери железа в электродвигателе?

Метод снижения потерь железа при проектировании инженерных конструкций

Наиболее фундаментальный подход заключается в выяснении причины большого расхода железа: высокая ли плотность магнитного поля, большая ли частота, слишком ли сильное локальное насыщение и так далее. Конечно, в соответствии с общепринятым методом, с одной стороны, необходимо максимально приблизить моделирование к реальности, а с другой — технология координации процесса позволяет снизить дополнительный расход железа. Наиболее распространенный подход заключается в увеличении использования высококачественной кремнистой стали, что позволяет улучшить классификацию продукции для различных сценариев применения.

1. Оптимизированная магнитная цепь

Оптимизация магнитной цепи, в частности оптимизация синусоидальных свойств магнитного поля, имеет решающее значение не только для асинхронных двигателей с фиксированной частотой. Для синхронных двигателей с переменной частотой это особенно важно. Однажды я изготовил два двигателя с разными характеристиками, чтобы снизить затраты в текстильной машиностроительной отрасли. Конечно, самое важное – отсутствие наклонных полюсов, которые приводят к синусоидальной нестабильности магнитного поля в воздушном зазоре. Поскольку работа ведется в высокоскоростном режиме, расход железа довольно велик, поэтому потери в обоих двигателях очень велики. В итоге, после нескольких обратных вычислений, оказалось, что расход железа в двигателе, управляемом алгоритмом, более чем в 2 раза превышает расход железа в синхронном двигателе. Это также напоминает о том, что при использовании частотно-регулируемого двигателя необходимо обязательно применять соответствующий алгоритм управления.

2. Снижение магнитной плотности

Наиболее фундаментальный подход заключается в выяснении причины большого расхода железа: высокая ли плотность магнитного поля, большая ли частота, слишком ли сильное локальное насыщение и так далее. Конечно, в соответствии с общепринятым методом, с одной стороны, необходимо максимально приблизить моделирование к реальности, а с другой — технология координации процесса позволяет снизить дополнительный расход железа. Наиболее распространенный подход заключается в увеличении использования высококачественной кремнистой стали, что позволяет улучшить классификацию продукции для различных сценариев применения.

3. Оптимизированная магнитная цепь

Оптимизация магнитной цепи, в частности оптимизация синусоидальных свойств магнитного поля, имеет решающее значение не только для асинхронных двигателей с фиксированной частотой. Для синхронных двигателей с переменной частотой это особенно важно. Однажды я изготовил два двигателя с разными характеристиками, чтобы снизить затраты в текстильной машиностроительной отрасли. Конечно, самое важное – отсутствие наклонных полюсов, которые приводят к синусоидальной нестабильности магнитного поля в воздушном зазоре. Поскольку работа ведется в высокоскоростном режиме, расход железа довольно велик, поэтому потери в обоих двигателях очень велики. В итоге, после нескольких обратных вычислений, оказалось, что расход железа в двигателе, управляемом алгоритмом, более чем в 2 раза превышает расход железа в синхронном двигателе. Это также напоминает о том, что при использовании частотно-регулируемого двигателя необходимо обязательно применять соответствующий алгоритм управления.

4. Снижение магнитной плотности

Увеличение длины железного сердечника или увеличение площади магнитной проводимости магнитной цепи приводит к снижению плотности магнитного потока, но при этом соответственно увеличивается количество железа, используемого двигателем;

5. Уменьшите толщину железной стружки, чтобы снизить потери наведенного тока.

Если вместо горячекатаной кремниевой стали использовать холоднокатаный лист из кремниевой стали, толщину листа из кремниевой стали можно уменьшить, но тонкий железный сердечник увеличит количество железной стружки и себестоимость производства двигателя.

6. Для уменьшения потерь на гистерезис используется холоднокатаный лист кремнистой стали с хорошей магнитной проницаемостью.

7. Высокоэффективное изоляционное покрытие из железной стружки.

8. Технология термообработки и производства

9. Остаточные напряжения после обработки железной стружки серьезно влияют на потери в двигателе, а направление резания и напряжение сдвига при пробивке оказывают большое влияние на потери железного сердечника во время обработки листовой кремниевой стали. Резка вдоль направления прокатки листовой кремниевой стали и термообработка пробитого листа из кремниевой стали могут снизить потери на 10–20%.