Mootori südamiku lamineerimise materjalivajaduse lühianalüüs

Elektromagnetilise energia muundamise põhikomponendina määravad mootori südamiku materjaliomadused otseselt mootori efektiivsuse, temperatuuri tõusu, mürataseme ja pikaajalise töökindluse{0}}. Kas kasutatakse pöörlevates mootorites, tööstuslikes ajamisüsteemides või elektromagnetiliste komponentide, nagu relee raudsüdamike ja elektromagneti südamikud, aluskonstruktsioonina, on südamiku materjali valik ja töötlemise kvaliteet alati mootori projekteerimise ja valmistamise otsustava tähtsusega.

 

Inseneri vaatenurgast on mootorisüdamiku lamineerimismaterjalide peamised kvaliteedinõuded koondunud kolmele aspektile: elektromagnetiline jõudlus, töödeldavus ja kulu{0}}tasuvus. Nende hulgas on eriti olulised madal rauakadu, kõrge magnetiline läbilaskvus ja hea stantsimisvõime.

 

 

Elektriliste teraslehtede üks põhinäitajaid on südamiku kadu teatud sageduse ja magnetilise induktsiooni intensiivsuse tingimustes. Tuumakaod koosneb peamiselt kahest osast: hüstereesikadu ja pöörisvoolukadu.

 

Hüstereesikadu tuleneb energiatarbimisest, mis on põhjustatud materjalide korduvast magnetiseerimisest ja demagnetiseerimisest vahelduvas magnetväljas. Selle suurus on tihedalt seotud materjali keemilise koostise, tera suuruse ja magnetpiirkonna struktuuriga ning seda mõõdetakse tavaliselt hüstereesisilmuse pindalaga. Suuremad terad ja vähem lisandeid põhjustavad väiksemat hüstereesikadu.

 

Pöörisvoolukadu aga põhjustab vahelduva magnetvoo toimel raudsüdamikus tekkiv indutseeritud vool, mis materjali takistuses muundub soojusenergiaks. Selle suurus on oluliselt seotud materjali eritakistuse ja paksusega. Väiksem paksus ja suurem takistus põhjustavad väiksemat pöörisvoolukadu. Seetõttu kasutatakse mootorisüdamikes tavaliselt õhukesi-elektriterasest plaate ja materjali eritakistuse suurendamiseks kasutatakse legeerimist.

 

Energia- ja reageerimis-tundlikes rakendustes, nagu pehmed magnetilised raudsüdamikud releede jaoks või südamikud elektromagnetreleede jaoks, on rauakao juhtimine eriti oluline, mõjutades otseselt relee haardumiskiirust ja stabiilsust.

 

 

Kõrge magnetiline läbilaskvus tähendab, et magnetahela ristlõikepinda{0}} saab samades magnetvoo tingimustes vähendada, vähendades seeläbi ergutusmähises kasutatava vase kogust ning saavutades mootori miniaturiseerimise ja kaalu vähendamise. See omadus on ülioluline mitte ainult keskmise ja suure{2}}suurusega mootorite puhul, vaid ka väikeste elektromagnetiliste ajamite puhul, nagu releepooli südamikud ja puhtast rauast südamikud.

 

Lisaks peaks materjalil olema mõõdukas kõvadus. Liigne rabedus põhjustab pragude stantsimist, samas kui liigne pehmus põhjustab suurenenud jäsemeid ja vähenenud mõõtmete stabiilsust. Pinna kvaliteet nõuab, et terasleht oleks tasane, sile ja ühtlase paksusega, et parandada virnastamistegurit ja pikendada stantsi eluiga. Praktika näitab, et külmvaltsitud-elektriterasest lehed on stantsimise konsistentsi ja stantsi eluea poolest märkimisväärselt paremad kui kuumvaltsitud-materjalid, muutes need eriti sobivaks täppisstantsimiseks.

 

 

Ränist teraslehed on mootorisüdamike kõige laialdasemalt kasutatav materjal. Põhimõtteliselt on need õhukesed teraslehed, mis on moodustatud raudmaatriksile teatud osa räni lisamisel ja seejärel valtsimisel. Olenevalt tootmisprotsessist võib need jagada kuumvaltsitud -räniterasest lehtedeks ja külmvaltsitud -räniterasest lehtedeks; Külmvaltsitud räniteraslehed jagatakse veel orienteeritud räniteraslehtedeks ja mitte-orienteeritud räniteraslehtedeks.

 

Magnetiliste omaduste parandamiseks ja mulgustamiskindluse vähendamiseks vajavad räniteraslehed tavaliselt pärast valtsimist lõõmutamist, et kõrvaldada töötlemispinge ja stabiliseerida mikrostruktuuri. Seda töötlust saab kasutada ka pehme magnetilise puhta raua materjalide, nagu DT4C raudsüdamik ja elektriku puhasraudsüdamik, protsesside optimeerimisel.

 

 

1. Ränisisalduse ja lisandite kontroll

Räni on räniteraslehtede jõudlust mõjutav võtmetegur. Ränisisalduse kasvades tõuseb materjali eritakistus, rauakadu väheneb oluliselt, kuid magnetilise induktsiooni intensiivsus väheneb, samas suureneb kõvadus ja rabedus, mis muudab rullimise ja mulgustamise raskemaks. Seetõttu reguleeritakse insenerirakendustes ränisisaldust tavaliselt alla 4,5%, et tasakaalustada magnetilisi omadusi ja töödeldavust.

 

2. Materjali paksus

Pöörisvoolukadu on võrdeline teraslehe paksuse ruuduga. Sama materjalisüsteemi korral on õhematel lehtedel väiksemad südamikukadud, kuid tootmisaeg pikeneb ja virnastamistegur võib väheneda. Tavalistes elektrimootorites kasutatakse tavaliselt 0,5 mm-jämedust räniterasest lehte, samas kui suured-mahukad energiatootmisseadmed, millel on äärmiselt suur kadude kontroll, kasutavad 0,35 mm või isegi õhemaid lehti.

 

3. Töötlemise stressi mõju

Mulgustamise, virnastamise või mähkimise ajal tekib paratamatult jääkpinge, mis viib magnetiliste omaduste vähenemiseni ja rauakao suurenemiseni. Märkimisväärne pingekontsentratsiooni tsoon moodustub tavaliselt stantsitud sektsiooni lähedal. Lõõmutamine võib need pinged tõhusalt kõrvaldada, taastades materjali magnetilised omadused nende algse oleku lähedal. Kõrge jõudlusega-külmvaltsitud-räni teraslehtede puhul on nende magnetilised omadused pingemuutuste suhtes eriti tundlikud.

 

4. Terade orientatsiooni omadused

Räniteras on kuubikujuline polükristalliline materjal, mille igal teral on mitu lihtsat magnetiseerimissuunda. Spetsiaalsed protsessid võivad muuta tera orientatsiooni ühtlasemaks, parandades märkimisväärselt magnetiseerimise jõudlust konkreetses suunas. Orienteeritud räniterasest lehtedel on valtsimissuunas optimaalsed magnetilised omadused, mis sobivad ühesuunaliste voorakenduste jaoks, nagu trafod; mitte-orienteeritud räniterasest lehtedel on kõigis suundades tasakaalustatumad magnetilised omadused, mistõttu need sobivad paremini pöörlevate mootorisüdamike jaoks.

 

Lisaks on kahele -orienteeritud räniterasest lehtedel suurepärased magnetilised omadused kahes vastastikku risti asetsevas suunas, kuid nende tootmisprotsess on keeruline ja kulukas, piirates praegu nende kasutamist konkreetsete tipptasemel{1}}rakendustega.

 

 

Kuigi mootorisüdamikud ja relee südamikud erinevad struktuuri ja suuruse poolest, jagavad need materjalivaliku loogikas suurt järjepidevust. Olenemata sellest, kas see on relee terassüdamik, puhtast rauast relee südamik või tööstusliku juhtrelee raudsüdamik, rõhutavad kõik pehmeid magnetilisi omadusi, väikest kadu, väikest remanentsust ja head töötlemise ühtlust.

 

Releeväljal, eriti külm{0}}sepistatud toodete puhul, naguDT4C relee raudsüdamikKülmsepistamise ja külma sepistamise releesüdamikuga seotud nõuded materjali puhtusele, plastilisusele ja magnetilisele stabiilsusele on veelgi rangemad, et tagada pikaajaline{0}}ühenduskindlus ja ühtlane elektromagnetiline reaktsioon.

 

 

Kokkuvõttes on mootorisüdamiku lamineerimiseks mõeldud materjalide valik kõikehõlmav inseneriprojekt, mis nõuab tasakaalu elektromagnetilise jõudluse, töötlemistehnoloogia, konstruktsiooninõuete ja kulude kontrolli vahel. Ränist teraslehed oma küpse materjalisüsteemi ja stabiilsete magnetiliste omadustega jäävad mootorisüdamike peamiseks valikuks. Releedes, elektromagnetilistes ajamites ja muudes väljades mängivad sama asendamatut rolli releede pehmed magnetilised raudsüdamikud ja kõrge -puhtusega pehmed magnetmaterjalid.

 

Praktilistes insenerirakendustes ei eksisteeri materjali omadused eraldiseisvana. Süstemaatiline hindamine, võttes arvesse tembeldamisprotsessi, lõõmutamist ja lõplikke töötingimusi, on oluline, et saavutada optimaalne sobivus tuuma jõudluse ja masina üldise töökindluse vahel.