Проучване на разликата в производителността на двигателя с постоянен магнит между меки магнитни композитни материали и силициеви стоманени листове
Джао Гуоксин и Конг Декай, изследователи от Електротехническия факултет на Шенянския технологичен университет, пишат в Journal of Electrotechnical Engineering през 2018 г., че меките магнитни композитни материали са пресовани от метални прахови частици с изолационна повърхност и имат малка загуба на вихрови токове. Характеристиките на един и същи пол са прилагани през последните години, но загубата им на хистерезис е голяма и магнитната пропускливост е ниска. Следователно специфичното приложение и специфичната разлика с характеристиките на листа от силиконова стомана се нуждаят от допълнителни изследвания.
В тази статия, магнитните свойства на меките магнитни композити първо се изпитват чрез метода на пръстеновидния образец и се получават кривата на намалената натовареност и данните за загубите при различни честоти. След това, за да се сравнят и анализират разликите между меки магнитни композитни материали и силициеви стоманени листове в моторното приложение, два синхронни електродвигателя с постоянен магнит са конструирани с помощта на меки магнитни композитни материали и силициеви стоманени листове съответно, и магнитното поле, загуба на желязо и желязо от двата материала бяха анализирани и изчислени. Законът на вариациите при различни честоти. Накрая, разликата между приложението на двата материала в двигателя с постоянен магнит беше овладяна с прототипен тест, точността на изчислението беше проверена и обхватът на приложение на меки магнитни композитни материали беше обобщен.
SoftMagnetic Composite Materials (SMC) се получават чрез технология на праховата металургия за предварително смесване на железен прах с висока чистота с изолационен слой и органичен материал. През последните години тя е широко изучавана и прилагана в областта на двигателите и други области [1] -4]. Характеристиките на материала SMC могат да бъдат директно формовани и формовани, което прави конструкцията и електромагнитната конструкция на двигателя по-гъвкава и новаторска. Тя отваря нова посока за приложение и развитие на двигателите и привлича много изследователи [5-7].
SMC материалите имат висока устойчивост и ниски загуби на вихрови токове, което прави SMC материалите по-подходящи за използване във високочестотни двигатели, но SMC материалите имат и някои неизбежни недостатъци, като ниска магнитна пропускливост и голяма загуба на хистерезис. Ето защо, правилата за прилагане и характеристиките на SMC материалите в двигателите все още се нуждаят от допълнителни изследвания.
В [7], двигателят SMC материал е напълно изследван. Установено е, че моторните характеристики на SMC и силициевите стоманени листове са различни при различни скорости и различни изходни мощности. Когато двигателят се произвежда при 1000r / min и 625r / min, SMC Материалът на двигателя е с ниска ефективност. Когато токът на двигателя е 4А, коефициентът на полезно действие е 28% и 34.7% по-нисък от този на мотора с силиконова ламарина. Когато напрежението е над 1500r / min, ефективността на двигателя на SMC е по-висока, което е с 3% по-високо от това на двигателя от силициева ламарина.
Литературата [8] също така сравнява ефективността на асинхронния двигател, изработен от материал SMC и материал от силиконова ламарина. Установено е, че същото захранващо напрежение, SMC двигател ефективност на двигателя е 7% по-ниска, но SMC двигател е по-чувствителен към захранващото напрежение, след намаляване на захранващото напрежение, SMC двигател ефективност Може да се подобри от 220V до 180V, и ефективността се увеличава с 4,7%. Въпреки това, ефективността на SMC двигателя е по-ниска от тази на мотора с силиконова ламарина. Когато захранващото напрежение е 220V и 180V, то е съответно с 10.3% и 6.7% по-ниско.
Въпреки че SMC материалът вече има определена база за изследване и приложение, неговите характеристики, случаи, закони и характеристики на стоманения лист от силиций при различни работни честоти все още трябва да бъдат проучени.
С цел да се изследват характеристиките на SMC материалите и да се анализира разликата между тях и традиционните силициеви стоманени листове, в тази статия първо се изследват магнитните свойства на SMC материалите на модела Hoomas Somaloy700 и ги сравнява с обичайно използвания силиконов лист DW470 с дебелина 0,5 мм. Два синхронни двигателя с постоянен магнит със същия размер и параметри са конструирани с SMC материал и DW470 като основен материал. Анализът на магнитното поле и изчисляването на загубите бяха извършени на двата двигателя, като бяха анализирани характеристиките и разликите на прототипите, направени от двата материала. И накрая, прототипът е изработен и тестовете са направени, за да се покаже разликата в производителността между двата прототипа.
Чрез анализа и сравняването на тази статия могат да се обобщят характеристиките на SMC материалите и да се получи разликата в моторните характеристики между SMC материал и силициево-стоманен листов материал и прилагането на SMC материал, което може да обобщи правилата за приложението SMC материали в двигателя.
в заключение
За да се сравнят разликите в производителността между силициевия стоманен листов материал и меките магнитни композитни материали в двигателя, са проектирани и произведени два синхронни двигателя с постоянен магнит със SMC материал и DW470 като сърцевина. В комбинация с изчисление на крайните елементи и експериментални изследвания се получават следните резултати. в заключение:
1) Магнитните свойства на SMC материалите бяха тествани на базата на метода на пръстенния образец. Получени са кривите на намагнитване и кривите на загуба на SMC материали. В сравнение с DW470 е установено, че магнитната пропускливост на SMC материалите е ниска. Увеличението е по-голямо от загубата. 400Hz е ключова честотна точка. Когато честотата е под 400Hz, загубата на силициев стоманен лист е по-малка от тази на SMC материала. Когато честотата е по-висока от 400Hz, специфичната загуба на меки магнитни композитни материали е по-ниска от DW470. материал.
2) Според експеримента без товар, обратната електродвижеща сила на прототипа SMC е по-малка от тази на двигателя DW470, което е в съответствие с теоретичното изчисление, което проверява ниската магнитна пропускливост на SMC материала. Тестът за натоварване на двата прототипа показва, че двигателят на материала DW470 е високо ефективен при честоти под 400 Hz, но с увеличаване на честотата разликата в ефективността на прототипа между двата материала става все по-малка и по-малка. При 400 Hz, и двете честота е по същество една и съща, което е в съответствие с теоретичното изчисление. Това показва, че синхронният двигател с постоянен магнит SMC има добра производителност при средна и висока честота, което може да компенсира недостатъците на ниската магнитна пропускливост и загуба на хистерезис и има добра перспектива за приложение. ,
3) Тъй като SMC материалът е крехък, дебелината трябва да бъде увеличена по подходящ начин по време на проектирането, а острите ръбове и ъгли трябва да се избягват, доколкото е възможно. След обработка трябва да се покрие с лепило или епоксидна смола, за да се повиши якостта на сърцевината и да се предотврати "шлаката".
