Вивчення різниці в роботі двигуна з постійним магнітом між м'яким магнітним композитним матеріалом і кремнієвим сталевим листовим матеріалом
Чжао Госінь і Конг Декай, дослідники Школи електротехніки Шеньянського технологічного університету, у 2018 р. Написали в журналі «Електротехнічна інженерія», що м'які магнітні композитні матеріали притискаються з частинок металевого порошку з ізолюючою поверхнею і мають малі втрати на вихрові струми. Характеристики одностатевих жінок були застосовані в останні роки, але їх втрати гістерезису великі, а магнітна проникність низька. Отже, конкретне застосування і специфічна різниця з продуктивністю кремнієвого сталевого листа потребують подальших досліджень.
У цій роботі магнітні властивості м'яких магнітних композитів спочатку перевіряються методом кільцевого зразка, і отримують криву намагніченості і втрати на різних частотах. Потім, для того, щоб порівняти і проаналізувати різницю між м'яким магнітним композитним матеріалом і кремнієвим сталевим листом в двигуновому застосуванні, два синхронних двигуна з постійним магнітом були спроектовані з використанням м'якого магнітного композитного матеріалу і кремнієвого сталевого листа відповідно, і магнітного поля, втрати заліза і заліза двох матеріалів аналізували і обчислювали. Закон варіації на різних частотах. Нарешті, різниця між нанесенням двох матеріалів в двигун з постійним магнітом була освоєна тестом-прототипом, перевірена точність розрахунку, а діапазон застосування м'якого магнітного композитного матеріалу було узагальнено.
SoftMagnetic Composite Materials (SMC) отримують методом порошкової металургії для попереднього змішування високочистого порошку заліза з ізоляційним шаром і органічним матеріалом. Останніми роками він широко вивчався і застосовувався в області моторів та інших галузей [1] -4]. Характеристики матеріалу SMC можна безпосередньо формувати і формувати, що робить структуру і електромагнітну конструкцію двигуна більш гнучкими і новими. Він відкриває новий напрямок для застосування і розвитку рухової і приваблює багатьох дослідників [5-7].
Матеріали SMC мають високий питомий опір і низькі втрати вихрових струмів, що робить матеріали SMC більш придатними для використання в високочастотних двигунах, але SMC матеріали також мають деякі неминучі недоліки, такі як низька магнітна проникність і великі втрати гістерезису. Отже, правила застосування і характеристики матеріалів SMC в двигунах все ще потребують подальших досліджень.
У роботі [7] повністю досліджено двигун матеріалу SMC. Встановлено, що показники двигунів матеріалів SMC і кремнієвих сталевих листів відрізняються при різних швидкостях і різних вихідних потужностях. Коли двигун виробляється на частоті 1000r / min і 625r / min, SMC Матеріал двигуна має низьку ефективність. Коли струм двигуна 4А, ККД на 28% і 34,7% нижче, ніж у двигуна з кремнієвого сталевого листа. Коли напруга перевищує 1500r / min, ККД матеріалу двигуна SMC вище, що на 3% вище, ніж у двигуна з кремнієвого сталевого листа.
Література [8] також порівнювала ефективність асинхронного двигуна, виготовленого з матеріалу SMC і матеріалу з кремнієвої сталі. Було встановлено, що однакова напруга живлення, ККД двигуна матеріалу SMC на 7% нижче, але двигун SMC більш чутливий до напруги живлення, після зниження напруги живлення, ККД двигуна SMC Може бути покращений з 220V до 180V, і ККД збільшується на 4,7%. Однак ефективність двигуна SMC нижче, ніж у двигуна із кремнієвого сталевого листа. При напрузі живлення 220В і 180В вона на 10,3% і 6,7% нижче відповідно.
Незважаючи на те, що матеріал SMC вже має певну дослідницьку та прикладну основу, його характеристики, випадки, закони та характеристики листа кремнієвої сталі на різних робочих частотах все ще потребують вивчення.
З метою вивчення характеристик матеріалів SMC та аналізу різниці між ними та традиційними сталевими листами кремнію, у цій роботі насамперед перевіряються магнітні властивості матеріалів SMC компанії Hoomas, модель Somaloy700, і проводиться їх порівняння з широко використовуваним листовим кремнієм DW470 з товщиною 0,5 мм. Два синхронних двигуна постійного магніту однакового розміру і параметрів були сконструйовані з матеріалом SMC і DW470 в якості матеріалу серцевини. Магнітне поле аналізу і розрахунок втрат проводили на двох двигунах, а також аналізувалися характеристики і відмінності прототипів, виготовлених двома матеріалами. Нарешті, був виготовлений прототип, і були проведені тести, щоб показати різницю в продуктивності між двома прототипами.
За допомогою аналізу та порівняння цієї статті можна підсумовувати характеристики матеріалів SMC, а також можна отримати відмінність продуктивності двигуна між матеріалом SMC і кремнієвим сталевим листом і застосуванням матеріалу SMC, що може підсумувати правила застосування матеріалів SMC в двигуні.
на закінчення
Для того, щоб порівняти різницю в продуктивності між силіконовим листовим матеріалом і м'яким магнітним композитним матеріалом в двигуні, розроблені і виготовлені два синхронних двигуна з постійним магнітом з матеріалом SMC і DW470. У поєднанні з розрахунком скінченних елементів та експериментальними дослідженнями отримані наступні результати. на закінчення:
1) Магнітні властивості матеріалів SMC випробовували за методом кільцевого зразка. Отримано криві намагнічування і криві втрат матеріалів SMC. У порівнянні з DW470 магнітна проникність матеріалів SMC виявилася низькою. Збільшення вище, ніж втрати. 400 Гц - ключова точка частоти. Коли частота нижче 400 Гц, втрата кремнієвого сталевого листа менше, ніж у матеріалу SMC. Коли частота перевищує 400 Гц, питома втрата м'якого магнітного композиційного матеріалу нижче, ніж DW470. матеріалу.
2) Згідно експерименту без навантаження, зворотна електрорушійна сила прототипу SMC менше, ніж у двигуна DW470, що узгоджується з теоретичним розрахунком, який перевіряє низьку магнітну проникність матеріалу SMC. Тест на навантаження двох прототипів показує, що двигун матеріалу DW470 є високоефективним на частотах нижче 400 Гц, але з ростом частоти різниця в ефективності прототипу між двома матеріалами стає все менше і менше. При 400 Гц обидві частоти в основному однакові, що узгоджується з теоретичним розрахунком. Це показує, що синхронний двигун постійного магніту SMC має хорошу продуктивність на середній і високої частоті, що може компенсувати недоліки низьких магнітних проникностей і втрат гістерезису, і має хорошу перспективу застосування. .
3) Оскільки матеріал SMC є крихким, то під час проектування товщина повинна бути належним чином збільшена, а гострих країв і кутів слід уникати якомога більше. Після обробки її слід покрити клеєм або епоксидною смолою для підвищення міцності серцевини і запобігання «шлаку».
