Auswahl hocheffizienter Siliziumstahlbleche für Motoren

GNEE Siliziumstahlblech

Motorverlustverteilung

Derzeit sind hocheffiziente Motoren zum Mainstream bei der Entwicklung und Anwendung kleiner und mittlerer Motoren geworden. Insbesondere Industrieländer wie Europa und die Vereinigten Staaten legen großen Wert auf Energieeinsparung und Umweltschutz. Entwicklung und Anwendungen von Elektromotoren. Um den internationalen Marktanteil von Elektromotoren auszubauen, ist es für chinesische Elektromotorenhersteller zu einer obersten Priorität geworden, neue Technologien, neue Prozesse und neue Materialien einzuführen, um die Effizienz von Elektromotoren so weit wie möglich zu verbessern.

Da die Verlustverteilung eines Motors je nach Leistung und Polzahl variiert, sollten Maßnahmen für die damit verbundenen Verluste bei unterschiedlichen Leistungen und Polzahlen getroffen werden. Unter diesen ist die Auswahl magnetisch durchlässiger Materialien besonders wichtig, die einen größeren Einfluss auf den Kupferverlust, den Eisenverlust und andere Eigenschaften des Stators hat und die Kosten für das Eisenkernmaterial den Hauptanteil der Motorkosten ausmachen. Daher ist die Auswahl von für Hochleistungsmotoren geeigneten Siliziumstahlblechen der Schlüssel zur Konstruktion und Herstellung von Hochleistungsmotoren und sollte sorgfältig ausgewählt werden.

Durch vergleichende Analyse der elektromagnetischen Eigenschaften von Siliziumstahlblechen für Motoren, Auswahl und Anwendung vonSiliziumstahlblechefür hocheffiziente Motoren untersucht und diskutiert. Durch Experimente und Datenanalyse wurden die Auswahlprinzipien für Siliziumstahlbleche für Hochleistungsmotoren vorgeschlagen. Als Referenz werden Kernmaterialien für die Motorauswahl bereitgestellt.

Einführung in Siliziumstahlbleche

Auch Siliziumstahlbleche werden genanntElektrostahlbleche. Die Zugabe einer kleinen Menge Silizium zu Eisen kann den spezifischen Widerstand des Materials erhöhen, die magnetische Alterung erheblich verbessern, die Sprödigkeit des Materials erhöhen und die Intensität der magnetischen Induktion verringern. Daher liegt der Grenzwert für Silizium bei 4,5 %. Siliziumstahlbleche werden hauptsächlich für elektromagnetische Wechselstromgeräte mit Netzfrequenz wie Transformatoren, Motoren, Transformatorschalter und Relaiskerne verwendet. In unserem Land werden Siliziumstahlbleche traditionell in warmgewalzte Siliziumstahlbleche und unterteiltkaltgewalzter SiliziumstahlBleche, aber in der heutigen Welt werden Siliziumstahlbleche meist unterteilt innichtorientierter SiliziumstahlBlätter undkornorientierter SiliziumstahlBlätter basierend auf der Kornorientierung.

Warmgewalztes Siliziumstahlblech ist ein magnetisches, nicht orientiertes Siliziumstahlblech, bei dem es sich um eine Ferrosiliziumlegierung handelt. Im Vergleich zu kaltgewalzten Blechen zeichnet es sich durch eine gute Materialstabilität, eine viel geringere Stanzspannung als kaltgewalzte Bleche, ein geringes spezifisches Gewicht und einen großen Unterschied zwischen denselben Blechen aus. Kaltgewalztes Blech ist eine silizium- und kohlenstoffarme Legierung mit den Eigenschaften eines geringen Eisenverlusts, einer hohen magnetischen Induktion, einer glatten Oberfläche, einer gleichmäßigen Dicke und einem geringen Unterschied zwischen den gleichen Blechen. Die Verwendung von Siliziumstahlblechen in Motorkernen anstelle von Kohlenstoffstahlplatten und reinem Eisen ist ein großer Fortschritt in der Geschichte. Verlustarme Siliziumstahlbleche verbessern die Motorleistung und reduzieren die Motorgröße.

Heutzutage werden in kleinen Motorkernen anstelle von Siliziumstahlblechen silikonfreie Stahlbleche verwendet, da sich die mit moderner Technologie geschmolzenen silikonfreien Stahlbleche von den ursprünglichen kohlenstoffarmen Stahlblechen unterscheiden. Es weist nicht nur eine hohe magnetische Induktionsintensität auf, sondern weist auch einen Eisenverlust auf, der dem von Siliziumstahlblechen ähnelt. Unabhängig davon, ob es sich um kaltgewalztes Siliziumstahlblech oder siliziumfreies Stahlblech handelt, reagieren seine magnetische Induktion und sein magnetischer Verlust sehr empfindlich auf mechanische Beanspruchung. Daher ist die Wiederherstellung der ursprünglichen magnetischen Permeabilität und des Eisenverlusts nach dem Stanzen ein Thema, das bei der Auswahl von Siliziumstahlblechen berücksichtigt werden sollte.

Auswahl an Hochleistungsmotor-Siliziumstahlblechen

Die Auswahl hocheffizienter Siliziumstahlbleche für Motoren muss nicht nur auf hohe Qualität und geringen Eisenverlust abzielen, sondern auch umfassend berücksichtigt werden. Obwohl der Eisenverlust umso geringer ist, je höher die Qualität ist, ist die magnetische Permeabilität relativ schlecht, was besonders für kleine Motoren wichtig ist. Da bei einem 5-kW-Motor der Blindstrom einen großen Anteil des Statorstroms ausmacht, macht der Leerlaufstrom (hauptsächlich Magnetisierungsstrom) einen beträchtlichen Anteil des Volllaststroms aus und erreicht etwa 70 %. Mit zunehmender Leistung nimmt das Verhältnis von Leerlaufstrom zu Volllaststrom allmählich ab.

Daher macht bei Motoren mit kleinerer Leistung der Statorkupferverlust einen großen Teil des Gesamtverlusts aus. Als Statorkern sollten zunächst Elektrobleche mit guter magnetischer Permeabilität verwendet werden. Dadurch kann der Erregerstrom stark reduziert und der Eisenverlust sowie der Stator deutlich verbessert werden. Eisenkern. Kupferverbrauch.

Da bei Hochleistungsmotoren das Verhältnis von Leerlaufstrom zu Volllaststrom sehr gering ist, macht der Eisenverlust bereits einen erheblichen Anteil am Gesamtverlust aus. Die Verwendung von Siliziumstahlblechen mit hoher magnetischer Permeabilität ist für die Verbesserung der Effizienz nicht offensichtlich, sodass eine Reduzierung des Einheitsverlusts des Kernmaterials zur Reduzierung der Eisenverluste beiträgt.

Aufgrund der Konstruktion und Herstellung des Motors übersteigt der Eisenverlust im Motortest den Wert, der auf der Grundlage des vom Stahlwerk bereitgestellten Eisenverlustwerts pro Einheit berechnet wurde, erheblich. Nachdem das Material jedoch gestanzt, geschert und laminiert wurde, ist es einer größeren Belastung ausgesetzt, was die magnetische Permeabilität der gestanzten Platte verschlechtert und den Eisenverlust erhöht. Darüber hinaus liegt aufgrund der vorhandenen Rastung das harmonische Magnetfeld der Luftspaltzähne auf der Kernoberfläche. Der durch Leerlauf verursachte Hochfrequenzverlust führt nach der Herstellung des Motors zu einem erheblichen Anstieg des Eisenverlusts. Daher ist es neben der Auswahl magnetischer Materialien mit geringerem Eisenverlust pro Einheit auch erforderlich, den Laminierungsdruck zu kontrollieren und die erforderlichen Prozessmaßnahmen zur Reduzierung des Eisenverlusts zu ergreifen.

Diese Siliziumstahlblechsorte hat einen hohen Siliziumkohlenstoffgehalt, eine geringe Dichte, ein geringes Gewicht, eine gute Materialstabilität, grundsätzlich kein Verfallsdatum und die Stanzspannung ist viel geringer als die von kaltgewalztem Blech. Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ist sein Niederfeldmagnetismus nicht sehr gut, reicht aber für Motoren mit hohem Wirkungsgrad aus, da die Statorflussdichte von Motoren mit hohem Wirkungsgrad zwischen 1,0T und 1,5 liegt T und die Rotorflussdichte liegt zwischen 1.{{10}}T und 1.0T. bis 1,0T. Zwischen 1,6T.

Wenn kaltgewalzte Bleche verwendet werden, müssen die mechanischen Belastungen nach dem Stanzen und Scheren gelöst werden, um ihre Vorteile voll auszuschöpfen. Es gibt viele theoretische Methoden zur Lösung der Stanzscherspannung von kaltgewalzten Blechen. Die effektivste Methode besteht darin, einen angemessenen Glühprozess zu wählen. Aufgrund von Einschränkungen bei der Ausrüstung und den Prozessparametern wurde dieses Verfahren in China jedoch noch nicht gefördert. Dieses Verfahren wird nur bei kleinen Motoren angewendet.

Basierend auf den theoretischen Einführungs- und Testparametern anderer Motorenhersteller, kombiniert mit Haushaltsgeräte-Exportprodukten, haben wir auch einen Simulationsversuch dieses Prozesses durchgeführt. Aufgrund von Gerätebeschränkungen haben wir die gestanzten Siliziumstahlbleche einfach in den Heizofen gelegt und sie zwei Stunden lang bei 500 Grad gehalten. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die magnetische Permeabilität des Siliziumstahlblechs nach dem Glühen besser erholt und der Eisenverlust deutlich verbessert wird.

Faktoren, die den Wirkungsgrad von Hochleistungsmotoren bestimmen

Der Grad der Realisierung einer hohen Motoreffizienz hängt eng mit der Auswahl der Rohstoffe, insbesondere der magnetischen Materialien, zusammen. Bei hocheffizienten Motoren geht es vor allem darum, verschiedene Verluste zu reduzieren. Der Grad der Abweichung zwischen den Auslegungswerten und Prüfwerten der Eisenverluste, Statorkupferverluste, Rotorkupferverluste und Streuverluste hängt vollständig von der Auswahl der Siliziumstahlbleche und Eisenkerne ab. Bauqualität.