آیا جنس هسته آهنی موتور تا حد ممکن نازک است؟

هسته فولادی نورد سرد فولادی GNEE

نحوه انتخاب مواد مورد استفاده در روتور یا لمینت استاتور تأثیر اساسی و گسترده ای بر طراحی موتور دارد و مواد هسته آهنی بر خروجی، گرما، وزن و ویژگی های هزینه موتور تأثیر می گذارد.

اولین چیزی که باید در مورد آن واضح باشد این است که هیچ ماده ای برای هر کاربرد بهینه نیست و باید بین هزینه، وزن، اندازه و عوامل دیگر معاوضه وجود داشته باشد. علاوه بر این، فرآیند لمینیت پس از ساخت تأثیر زیادی بر عملکرد هسته آهنی طراحی شده دارد. معیارهای انتخاب مواد شامل هزینه، نفوذپذیری، تلفات الکترومغناطیسی و چگالی شار اشباع است. نفوذپذیری و از دست دادن هسته با فرکانس معکوس شار (بر حسب هرتز) و چگالی شار متفاوت است و در برخی کاربردها شکل منحنی پسماند مهم می شود. هر ماده موجود برای یک یا چند مورد از این خواص بهینه شده است و در سایرین کمتر از کامل است.

در حال حاضر، متداول‌ترین ماده مورد استفاده برای هسته آهن موتور، فولاد چند لایه نورد سرد است که کم‌هزینه‌ترین ماده برای کاربردهای دسته‌ای است و مهر زنی آسان و سایش کم ابزار به کاهش هزینه لمینیت نهایی کمک می‌کند. در کاربردهایی که تلفات هسته بالا (قطب های DC، چرخه کاری کم و غیره) و تجهیزات نهایی کم هزینه قابل قبول هستند،فولاد کربنباید در نظر گرفت که البته خواص مغناطیسی و مکانیکی این ماده یکی از عوامل تعیین کننده است. هرچه مواد نازک تر باشد، تلفات جریان گردابی با فرکانس بالا کمتر می شود و راندمان موتور بهبود می یابد. این به نوبه خود به معنای مصرف انرژی کمتر و در نتیجه برد فاصله انتقال بیشتر در همان سطح ظرفیت توان است.

فولاد سیلیکونی دانه گرا در ترانسفورماتور قدرت

ورق نازک تر است، زمان تولید طولانی تر است و بهره وری کاهش می یابد. در مورد موتوری با قطر بیرونی استاتور 250 میلی‌متر و ارتفاع لمینت 120 میلی‌متر، هرچه ضخامت ورق نازک‌تر باشد، لمینت بیشتری برای دستیابی به ارتفاع کلی مورد نظر لازم است. بسته به ضخامت ورق، سرعت مهر زنی بین 220 ضربه در دقیقه (برای ورق‌های ضخامت 0.25 میلی‌متر) و 250 ضربه در دقیقه (برای ورق‌های 0.35 میلی‌متر) متغیر است. با در نظر گرفتن ضایعات، زمان خرابی و در دسترس بودن سیستم، تولید بین 32 شمع (0.35 میلی متر) تا 19 شمع (0.25 میلی متر) در ساعت خواهد بود که نشان دهنده افزایش 1.7 برابری در زمان مهر زنی است.

حداکثر کارایی را در نظر بگیرید، اما نه مستقل از کاربرد. الکتروموتورهای قوی را می توان با تعداد زیادی از گریدهای فولادی تولید کرد و هنگام انتخاب موتور محرکی که صرفاً با وسایل برقی کار می کند، سؤال اصلی این است که چقدر می توان با استفاده از کیفیت بالاتر، نازک تر و در نتیجه گران تر صرفه جویی کرد.فولاد برق. حتی یک تفاوت نسبتاً کوچک در راندمان می تواند بر برد باتری و در نتیجه میزان ظرفیت باتری مورد نیاز تأثیر بگذارد. اگر موتور فقط برای پشتیبانی از موتور احتراق داخلی در یک وسیله نقلیه هیبریدی ملایم استفاده می شود، یا اگر قرار است وسیله نقلیه صرفاً الکتریکی در فواصل کوتاه یا متوسط ​​کار کند (مانند خودروهای هیبریدی یا پلاگین هیبریدی)، الزامات برای منحنی عملکرد پایین تر است. علاوه بر صرفه جویی در مواد موتور، ظرفیت باتری مورد نیاز نیز به شدت کاهش می یابد، به همین دلیل است که کاهش راندمان موتور در محدوده ضخامت 0.3 تا 0.35 منطقی است. میلی متر علاوه بر این، فولاد هسته آهنی بسیار نازک می تواند راندمان موتورهای پرسرعت، به ویژه راندمان استاتور را بهبود بخشد، اما در روتور، اغلب به دستیابی به استحکام بسیار بالا به جای ضخامت نازک تر، و فرآیندهای اتصال ویژه، مانند به عنوان اتصال تمام سطح، باعث می شود طراحی روتور نیز تأثیر مثبتی بر کارایی داشته باشد.

هسته فولادی سیلیکونی نورد سرد

از منظر کلی، لاغرتر بهتر نیست. هنگام در نظر گرفتن ماشینکاری، هزینه، زمینه های کاربردی، کارایی و سایر عوامل فنی در طراحی موتور، باید به استفاده از فولاد هسته آهنی به روشی بسیار متفاوت نگاه کنیم.