「重要分享」驱动电机的能量损失是多少?冷轧硅钢是好的选择吗?

在驱动电机的能量损耗列表中,除了上期讨论的主要由绕制线圈引起的铜损之外,还有名称非常相似的铁损。铁损的产生原因与金属特性引起的铜损几乎相同,而对于利用交流电获取驱动力的驱动电机来说,涡流损耗和磁滞损耗是最麻烦的两个题。这些统称为铁损。


[铁损]什么是涡流损耗和磁滞损耗?


金属材料是制造机械的重要组成部分。这无疑是一个不可避免的市场现象。为了减少驱动电机正常工作时的能量损耗,除了绕组线圈的材料外,还需要驱动器的材料。作为电机关键部件的定子和转子铁芯也是如此。


目前市场上最常见的制作驱动电机铁芯的材料是冷轧硅钢,也是经过工程师潜心研究后使用的。有细心的同学可能想再一下。硅的电阻值比铜的电阻值大。这不是说阻力越大,能量损失就越大吗?


事实上,选择绕组线圈和铁芯材料时的侧重点是不同的,前者可能是由于金属材料的电阻值,而后者更关注材料通电后的涡流损耗和磁滞损耗。当导体在非均匀磁场中运动或处于随时间变化的磁场中时,导体内部会形成类似于闭源的电流线,在形成这种现象的过程中会消耗电能。在物理学中,它的学名是涡流损耗。


这就像我们平时跑步一样。正常情况下,匀速跑步会消耗体能,但这在人体可以承受的范围之内。最终,您在锻炼时消耗了自己的体力。一旦开始跑步,不要以稳定的速度跑,先跑一会儿快,然后跑很慢,这样循环下去,你的身体可能无法承受负荷。


磁滞损耗是指作为磁介质的金属材料在通电后反复磁化和退磁的过程中,磁化状态不断变化,同时磁化强度滞后于整体磁场的现象。强度。这种现象会消耗额外的电能并产生额外的热量,为了减少这些损失,必须使用具有高渗透性的材料。


通俗地说,这就像短跑运动员比赛。出发时,他会逐渐从静止加速到他能跑的最高速度。当运动员全速冲过终点线时,他或她不会立即停下来。他们要跑一定的距离然后停下来,这不计入比赛成绩,但确实消耗了运动员的体能。


冷轧硅钢是“涡磁”的天敌吗?


金属材料如此之多,那么为什么工程师会选择冷轧硅钢呢?这是因为冷轧硅钢是无取向电工钢的一种,其独特之处在于材料本身具有磁各向异性,即其磁性没有固定方向,可以根据方向而变化。具有高磁感应强度、高磁导率、低铁损等优异性能。


另外,硅钢自1900年被英国人发现以来,已经经历了100多年的热轧、冷轧、淬火等历史工艺,因此其生产制造技术可以说是非常成熟的,而且在工业和军事领域都有广泛的应用,使用这种材料的决定是基于可靠性和成本的综合考虑。由于冷轧硅钢具有良好的导磁率,对降低磁滞损耗有积极的作用。


一旦导体材料和电磁场运动形式确定,涡轮损耗值与导体形状有很大关系,从相关物理方程可以看出,导体截面积越厚,涡轮损耗越大活力。损失值。大的。有趣的是,导体的电阻越大,由于涡轮损耗而消耗的功率就越少,这与铜损有些相反,这也解释了为什么铁芯采用电阻相对较高的硅原料。


如上所述,当其他条件确定时,导体的截面积越厚,能量损失越大,反之,如果将铁芯制成薄片,则涡流损失增大。相对来说会比较小。但什么?


案是这样的为了降低涡流损耗的数值,工程师们首先将硅等金属材料制作成冷轧硅钢片,然后将大量冷轧硅钢片进行层压,最后进行压制。通过压力机和其他设备驱动电机需要铁芯。


可以同时实现厚度薄、电阻高、导磁性好等特性,同时满足合理的生产成本,如果在整个工业制造领域选择冷轧硅钢片,将会是一个非常好的选择。


写在最后


定子和转子是驱动电机的重要部件,构成它们所需的铁芯会受到涡流损耗和磁滞损耗的影响,因此在选择材料时必须非常小心,以减少能量损耗。材料不仅要具有高磁感、高磁导率、低铁损等特性,还要有可靠成熟的技术和相对合理的生产成本,总体来看,冷轧硅钢片是比较合理的解决方案。说完铁损,下一期我们继续聊驱动电机的机械损耗,感兴趣的朋友记得继续关注《汽车拆解车间》。


铁素体不锈钢的导磁性最好,400系列包括409、430、443、444、439、436等铁素体不锈钢。碳钢、铁素体和马氏体不锈钢具有磁性,而奥氏体不锈钢则无磁性。不锈钢有很多不同牌号,不同牌号的应用范围和理化性能也有很大差异,所以最好选择合适的。


不锈钢按金相组织分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢,其中奥氏体不锈钢为无磁不锈钢,马氏体不锈钢和双相不锈钢为有磁性。


要求导磁和防锈,家用的话建议使用410或430等马氏体不锈钢。其中430的铬含量更高,防锈效果比410更好,并且具有相同的磁性。


双相不锈钢主要用于化学工业,价格相对昂贵,不适合民用。


纯铁的最大磁导率约为200,000。磁导率是衡量材料对磁场响应能力的物理量,纯铁由于其晶体结构的特殊特性,在顺磁性材料中表现出较高的磁导率。


这意味着纯铁可以吸引和产生更强的磁场,并且可以更好地感应和传输磁场。但在实际应用中,纯铁的磁导率往往因杂质和晶格缺陷而出现一定程度的降低。因此,为了获得理想的磁导率,必须通过合金化、热处理等方法对其进行改进和优化。


一、磁导率大好还是小好?

导磁率非常好。1-磁导率高表明该材料具有较强的磁性,应用范围广泛。在电子工业和航空航天工业等领域,需要具有高磁导率的材料来制造电气元件。这是因为这些组件需要强磁场才能运行。2-该材料的应用受到,因为与高渗透性材料相比,渗透性较小,应用时功能较低。另外,如果材料的导磁率较小,电气元件的效率就会下降,从而影响工业生产的质量和效率。综上所述,较高的渗透率是更好的选择。


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