Come ridurre le perdite di ferro nel motore?

Metodo per ridurre la perdita di ferro nella progettazione ingegneristica

Il metodo più fondamentale consiste nel comprendere la causa dell'elevato consumo di ferro, ad esempio se la densità magnetica è alta, la frequenza è elevata o la saturazione locale è eccessiva. Naturalmente, secondo la prassi comune, da un lato è necessario approssimare la realtà il più possibile tramite simulazione, e dall'altro la tecnologia di coordinamento del processo riduce il consumo aggiuntivo di ferro. Il metodo più diffuso consiste nell'aumentare l'utilizzo di lamiere di acciaio al silicio di buona qualità, per una migliore classificazione dei prodotti in base ai diversi scenari applicativi.

1. Circuito magnetico ottimizzato

Ottimizzare il circuito magnetico, in particolare le proprietà sinusoidali del campo magnetico, è fondamentale. Questo aspetto è di primaria importanza, non solo per i motori a induzione a frequenza fissa, ma anche per i motori sincroni a induzione a frequenza variabile. Una volta, per ridurre i costi nell'industria tessile, ho realizzato due motori con prestazioni diverse. Naturalmente, l'aspetto più importante era l'assenza di poli inclinati, che causava un'incoerenza sinusoidale del campo magnetico nel traferro. Poiché il funzionamento avveniva ad alta velocità, il consumo di ferro risultava relativamente elevato, con conseguenti perdite considerevoli per entrambi i motori. Infine, dopo alcuni calcoli a ritroso, ho scoperto che il consumo di ferro del motore controllato dall'algoritmo era più del doppio. Questo ci ricorda che, quando si effettua la regolazione della velocità di un motore a frequenza variabile, è necessario accoppiare l'algoritmo di controllo.

2. Diminuire la densità magnetica

Il metodo più fondamentale consiste nel comprendere la causa dell'elevato consumo di ferro, ad esempio se la densità magnetica è alta, la frequenza è elevata o la saturazione locale è eccessiva. Naturalmente, secondo la prassi comune, da un lato è necessario approssimare la realtà il più possibile tramite simulazione, e dall'altro la tecnologia di coordinamento del processo riduce il consumo aggiuntivo di ferro. Il metodo più diffuso consiste nell'aumentare l'utilizzo di lamiere di acciaio al silicio di buona qualità, per una migliore classificazione dei prodotti in base ai diversi scenari applicativi.

3. Circuito magnetico ottimizzato

Ottimizzare il circuito magnetico, in particolare le proprietà sinusoidali del campo magnetico, è fondamentale. Questo aspetto è di primaria importanza, non solo per i motori a induzione a frequenza fissa, ma anche per i motori sincroni a induzione a frequenza variabile. Una volta, per ridurre i costi nell'industria tessile, ho realizzato due motori con prestazioni diverse. Naturalmente, l'aspetto più importante era l'assenza di poli inclinati, che causava un'incoerenza sinusoidale del campo magnetico nel traferro. Poiché il funzionamento avveniva ad alta velocità, il consumo di ferro risultava relativamente elevato, con conseguenti perdite considerevoli per entrambi i motori. Infine, dopo alcuni calcoli a ritroso, ho scoperto che il consumo di ferro del motore controllato dall'algoritmo era più del doppio. Questo ci ricorda che, quando si effettua la regolazione della velocità di un motore a frequenza variabile, è necessario accoppiare l'algoritmo di controllo.

4. Diminuire la densità magnetica

Aumentando la lunghezza del nucleo di ferro o incrementando l'area di conduttività magnetica del circuito magnetico, si riduce la densità del flusso magnetico, ma di conseguenza aumenterà anche la quantità di ferro utilizzata dal motore;

5. Ridurre lo spessore del chip di ferro per ridurre la perdita di corrente indotta

Se si utilizza lamiera di acciaio al silicio laminata a freddo anziché laminata a caldo, lo spessore della lamiera può essere ridotto, ma la lamiera sottile del nucleo di ferro aumenterà il numero di trucioli di ferro e il costo di produzione del motore.

6. La lamiera di acciaio al silicio laminata a freddo con buona permeabilità magnetica viene utilizzata per ridurre le perdite per isteresi.

7. Rivestimento isolante ad alte prestazioni con scaglie di ferro

8. Trattamento termico e tecnologia di produzione

9. Le tensioni residue dopo la lavorazione con trucioli di ferro influiscono seriamente sulle perdite del motore, e la direzione di taglio e la tensione di taglio della punzonatura hanno una grande influenza sulle perdite del nucleo di ferro durante la lavorazione della lamiera di acciaio al silicio. Il taglio lungo la direzione di laminazione della lamiera di acciaio al silicio e il trattamento termico della lamiera punzonata di acciaio al silicio possono ridurre le perdite dal 10% al 20%.