چگونه اتلاف آهن موتور را کاهش دهیم

عوامل موثر بر مصرف آهن پایه

برای تجزیه و تحلیل یک مسئله، ابتدا باید چند نظریه اساسی را بدانیم که به درک ما کمک می کند. ابتدا باید دو مفهوم را بدانیم. یکی مغناطش متناوب است که به بیان ساده، در هسته آهنی ترانسفورماتور و در دندانه های استاتور یا روتور موتور رخ می دهد. یکی خاصیت مغناطیسی چرخشی است که توسط یوغ استاتور یا روتور موتور ایجاد می شود. مقالات زیادی وجود دارد که از دو نقطه شروع می شود و اتلاف آهن موتور را بر اساس ویژگی های مختلف با توجه به روش حل بالا محاسبه می کند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که ورق‌های فولادی سیلیکونی، پدیده‌های زیر را تحت مغناطیسی دو ویژگی از خود نشان می‌دهند:
هنگامی که چگالی شار مغناطیسی زیر 1.7 تسلا است، افت پسماند ناشی از مغناطش چرخشی بیشتر از مغناطیسی متناوب است. وقتی بالاتر از 1.7 تسلا باشد، برعکس است. چگالی شار مغناطیسی یوغ موتور معمولاً بین 1.0 تا 1.5 تسلا است و افت هیسترزیس مغناطیسی چرخشی مربوطه حدود 45 تا 65 درصد بیشتر از تلفات هیسترزیس مغناطیسی متناوب است.
البته از نتایج فوق نیز استفاده می شود و من شخصاً آنها را در عمل تأیید نکرده ام. علاوه بر این، زمانی که میدان مغناطیسی در هسته آهنی تغییر می کند، جریانی به آن القا می شود که به آن جریان گردابی می گویند و تلفات ناشی از آن را تلفات جریان گردابی می نامند. به منظور کاهش تلفات جریان گردابی، هسته آهنی موتور معمولاً نمی‌تواند به صورت یک بلوک کامل درآید و به صورت محوری توسط ورق‌های فولادی عایق‌شده روی هم قرار می‌گیرد تا از جریان جریان‌های گردابی جلوگیری کند. فرمول محاسبه خاص برای مصرف آهن در اینجا دست و پا گیر نخواهد بود. فرمول اساسی و اهمیت محاسبه مصرف آهن Baidu بسیار روشن خواهد بود. در زیر تجزیه و تحلیل چندین عامل کلیدی است که بر مصرف آهن ما تأثیر می گذارد، به طوری که همه می توانند به جلو یا عقب مشکل را در کاربردهای مهندسی عملی استنتاج کنند.

پس از بحث در مورد موارد فوق، چرا ساخت استامپ بر مصرف آهن تأثیر می گذارد؟ ویژگی‌های فرآیند پانچ عمدتاً به اشکال مختلف ماشین‌های پانچ بستگی دارد و با توجه به نیازهای انواع سوراخ‌ها و شیارها، حالت برشی و سطح تنش مربوطه را تعیین می‌کند و از این طریق شرایط مناطق تنش کم عمق را در اطراف حاشیه لایه‌کاری تضمین می‌کند. با توجه به رابطه بین عمق و شکل، اغلب تحت تأثیر زوایای تیز قرار می گیرد، تا جایی که سطوح تنش بالا می تواند باعث اتلاف آهن قابل توجه در مناطق تنش کم عمق، به ویژه در لبه های برشی نسبتاً طولانی در محدوده ورقه ورقه شود. به طور خاص، به طور عمده در ناحیه آلوئولی رخ می دهد، که اغلب به کانون تحقیقات در فرآیند تحقیق واقعی تبدیل می شود. ورق های فولادی سیلیکونی کم تلفات اغلب با اندازه دانه های بزرگتر تعیین می شوند. ضربه می تواند باعث ایجاد فرزهای مصنوعی و برش پارگی در لبه پایینی ورق شود و زاویه ضربه می تواند تأثیر قابل توجهی بر اندازه فرزها و نواحی تغییر شکل داشته باشد. اگر یک ناحیه تنش بالا در امتداد منطقه تغییر شکل لبه تا داخل ماده گسترش یابد، ساختار دانه در این مناطق ناگزیر دستخوش تغییرات متناظر شده، پیچ خورده یا شکسته خواهد شد و کشیدگی شدید مرز در امتداد جهت پارگی رخ خواهد داد. در این زمان، چگالی مرزی دانه در ناحیه تنش در جهت برشی ناگزیر افزایش می‌یابد که منجر به افزایش متناظر اتلاف آهن در منطقه می‌شود. بنابراین، در این مرحله، مواد موجود در ناحیه تنش را می توان به عنوان یک ماده با تلفات زیاد در نظر گرفت که در امتداد لبه ضربه بر روی لایه لایه معمولی می افتد. به این ترتیب، ثابت واقعی مواد لبه را می توان تعیین کرد و با استفاده از مدل تلفات آهن، تلفات واقعی لبه ضربه را بیشتر تعیین کرد.
1. تأثیر فرآیند بازپخت بر اتلاف آهن
شرایط تأثیر اتلاف آهن عمدتاً در جنبه ورق های فولادی سیلیکونی وجود دارد و تنش های مکانیکی و حرارتی با تغییر در ویژگی های واقعی بر ورق های فولادی سیلیکونی تأثیر می گذارد. فشار مکانیکی اضافی منجر به تغییراتی در از دست دادن آهن می شود. در عین حال، افزایش مداوم دمای داخلی موتور نیز باعث بروز مشکلات از دست دادن آهن می شود. انجام اقدامات بازپخت موثر برای حذف تنش مکانیکی اضافی، تأثیر مفیدی در کاهش اتلاف آهن در داخل موتور خواهد داشت.

2. دلایل زیان بیش از حد در فرآیندهای تولید

ورق های فولادی سیلیکونی به عنوان ماده مغناطیسی اصلی موتورها به دلیل انطباق با الزامات طراحی تاثیر بسزایی در عملکرد موتور دارند. علاوه بر این، عملکرد ورق های فولادی سیلیکونی از همان درجه ممکن است در تولید کنندگان مختلف متفاوت باشد. هنگام انتخاب مواد، باید تلاش کرد تا مواد را از تولیدکنندگان خوب فولاد سیلیکونی انتخاب کرد. در زیر برخی از عوامل کلیدی که در واقع بر مصرف آهن تأثیر گذاشته اند و قبلاً با آن مواجه شده اند آورده شده است.

ورق فولادی سیلیکونی عایق بندی نشده یا به درستی درمان نشده است. این نوع مشکل را می توان در طول فرآیند تست ورق های فولادی سیلیکونی تشخیص داد، اما همه سازندگان موتور این آیتم تست را ندارند و این مشکل اغلب توسط سازندگان موتور به خوبی تشخیص داده نمی شود.

عایق آسیب دیده بین ورق ها یا اتصال کوتاه بین ورق ها. این نوع مشکل در طول فرآیند ساخت هسته آهنی رخ می دهد. اگر فشار در حین لمینیت هسته آهنی خیلی زیاد باشد، باعث آسیب به عایق بین ورق ها می شود. یا اگر فرزها پس از پانچ خیلی بزرگ باشند، می توان آنها را با پولیش جدا کرد و در نتیجه به عایق سطح پانچ آسیب جدی وارد کرد. پس از تکمیل لمینیت هسته آهن، شیار صاف نیست و از روش براده کردن استفاده می شود. از طرف دیگر، به دلیل عواملی مانند سوراخ ناهموار استاتور و عدم تمرکز بین سوراخ استاتور و لبه صندلی ماشین، ممکن است از چرخش برای اصلاح استفاده شود. استفاده متعارف از این فرآیندهای تولید و پردازش موتور در واقع تأثیر قابل توجهی بر عملکرد موتور، به ویژه اتلاف آهن دارد.

هنگام استفاده از روش هایی مانند سوزاندن یا گرم کردن با برق برای جدا کردن سیم پیچ، می تواند باعث گرم شدن بیش از حد هسته آهنی و در نتیجه کاهش رسانایی مغناطیسی و آسیب به عایق بین ورق ها شود. این مشکل عمدتاً در هنگام تعمیر سیم پیچ و موتور در طول فرآیند تولید و پردازش رخ می دهد.

جوشکاری پشته ای و سایر فرآیندها نیز می تواند باعث آسیب به عایق بین پشته ها شود و تلفات جریان گردابی را افزایش دهد.
وزن ناکافی آهن و تراکم ناقص بین ورق ها. نتیجه نهایی این است که وزن هسته آهنی ناکافی است و مستقیم ترین نتیجه این است که جریان بیش از حد تحمل است، در حالی که ممکن است این واقعیت وجود داشته باشد که تلفات آهن از حد استاندارد بیشتر است.
پوشش روی ورق فولاد سیلیکونی بیش از حد ضخیم است و باعث می شود مدار مغناطیسی بیش از حد اشباع شود. در این زمان، منحنی رابطه بین جریان بدون بار و ولتاژ به شدت خم می شود. این نیز یک عنصر کلیدی در فرآیند تولید و فرآوری ورق های فولادی سیلیکونی است.

در طول تولید و فرآوری هسته‌های آهنی، جهت دانه‌بندی ورق فولادی سیلیکونی پانچ و اتصال سطح برشی ممکن است آسیب ببیند، که منجر به افزایش اتلاف آهن تحت همان القای مغناطیسی می‌شود. برای موتورهای فرکانس متغیر، تلفات آهن اضافی ناشی از هارمونیک نیز باید در نظر گرفته شود. این عاملی است که باید در فرآیند طراحی به طور جامع مورد توجه قرار گیرد.

علاوه بر عوامل فوق، ارزش طراحی تلفات آهن موتور باید بر اساس تولید و فرآوری واقعی هسته آهن باشد و تمام تلاش ها برای اطمینان از مطابقت ارزش نظری با مقدار واقعی انجام شود. منحنی های مشخصه ارائه شده توسط تامین کنندگان مواد عمومی با استفاده از روش سیم پیچ مربعی اپشتاین اندازه گیری می شوند، اما جهت مغناطیسی قسمت های مختلف در موتور متفاوت است و این تلفات ویژه آهن چرخشی را نمی توان در حال حاضر در نظر گرفت. این می تواند منجر به درجات مختلفی از ناسازگاری بین مقادیر محاسبه شده و اندازه گیری شده شود.

روش های کاهش تلفات آهن در طراحی مهندسی
راه های زیادی برای کاهش مصرف آهن در مهندسی وجود دارد و مهم ترین چیز این است که دارو را متناسب با شرایط انجام دهید. البته این فقط مربوط به مصرف آهن نیست، بلکه در مورد تلفات دیگر نیز صحبت می شود. اساسی ترین راه، دانستن دلایل اتلاف آهن زیاد است، مانند چگالی مغناطیسی بالا، فرکانس بالا یا اشباع موضعی بیش از حد. البته در حالت عادی از یک سو باید از سمت شبیه سازی تا حد امکان به واقعیت نزدیک شد و از سوی دیگر این فرآیند با فناوری ترکیب می شود تا مصرف آهن اضافی کاهش یابد. متداول ترین روش استفاده از ورق های سیلیکونی خوب است و صرف نظر از هزینه می توان فولاد فوق سیلیکونی وارداتی را انتخاب کرد. البته، توسعه فناوری‌های مبتنی بر انرژی‌های جدید داخلی باعث توسعه بهتر در بالادست و پایین دست نیز شده است. کارخانه های فولادسازی داخلی نیز محصولات تخصصی فولاد سیلیکونی را روانه بازار می کنند. Genealogy طبقه بندی خوبی از محصولات برای سناریوهای کاربردی مختلف دارد. در اینجا چند روش ساده برای مواجهه وجود دارد:

1. مدار مغناطیسی را بهینه کنید

بهینه سازی مدار مغناطیسی، به طور دقیق، بهینه سازی سینوس میدان مغناطیسی است. این امر نه تنها برای موتورهای القایی فرکانس ثابت بسیار مهم است. موتورهای القایی فرکانس متغیر و موتورهای سنکرون بسیار مهم هستند. زمانی که در صنعت ماشین آلات نساجی کار می کردم، برای کاهش هزینه ها، دو موتور با کارایی متفاوت ساختم. البته مهمترین چیز وجود یا عدم وجود قطب های اریب بود که منجر به مشخصه های سینوسی ناهماهنگ میدان مغناطیسی شکاف هوا شد. به دلیل کار در سرعت های بالا، تلفات آهن سهم زیادی را به خود اختصاص می دهد و در نتیجه تفاوت قابل توجهی در تلفات بین دو موتور ایجاد می شود. در نهایت، پس از محاسبات معکوس، اختلاف اتلاف آهن موتور تحت الگوریتم کنترل بیش از دو برابر افزایش یافته است. این همچنین به همه یادآوری می کند که هنگام ساخت دوباره موتورهای کنترل سرعت فرکانس متغیر، الگوریتم های کنترل جفت شوند.

2. کاهش چگالی مغناطیسی
افزایش طول هسته آهنی یا افزایش ناحیه هدایت مغناطیسی مدار مغناطیسی برای کاهش چگالی شار مغناطیسی، اما مقدار آهن مورد استفاده در موتور بر این اساس افزایش می یابد.

3. کاهش ضخامت براده های آهن برای کاهش اتلاف جریان القایی
جایگزینی ورق های فولادی سیلیکونی نورد گرم با ورق های فولادی سیلیکونی نورد سرد می تواند ضخامت ورق های فولادی سیلیکونی را کاهش دهد، اما تراشه های آهنی نازک تعداد تراشه های آهن و هزینه های ساخت موتور را افزایش می دهد.

4. اتخاذ ورق های فولادی سیلیکونی نورد سرد با هدایت مغناطیسی خوب برای کاهش تلفات پسماند.
5. اتخاذ پوشش عایق تراشه آهن با عملکرد بالا.
6. عملیات حرارتی و فن آوری ساخت
تنش باقی مانده پس از پردازش تراشه های آهن می تواند به طور جدی بر از دست دادن موتور تأثیر بگذارد. هنگام پردازش ورق های فولادی سیلیکونی، جهت برش و تنش برشی پانچ تأثیر قابل توجهی بر از بین رفتن هسته آهنی دارد. برش در جهت نورد ورق فولادی سیلیکونی و انجام عملیات حرارتی بر روی ورق فولاد سیلیکونی می تواند تلفات را 10 تا 20 درصد کاهش دهد.