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  小S负责产品研发,最近找Ms.参帮忙分析电机铁芯损耗问题。事情缘由是小S主导规划的低压大功率电机铁耗实验值偏大,搞不清究竟是什么原因引起。
 

  在低压大功率和高压电机许多损耗中电机铁芯损耗占比较大,是影响电机效率的关键要素之一。Ms.参对照分析了电磁计算单和型式实验成果,检查产品图,发现铁耗实验值失常的首要原因是硅钢片商标与规划不符。
 

  电机铁损包括由主磁场在铁芯中发作变化发作的基本铁耗、空载时铁芯中的附加(或杂散)损耗以及由于定子或转子的工作电流所发作的漏磁场和谐波磁场在铁芯里引起的损耗。后两项一般归入难以精确定量计算的杂散耗,实验成果分析计算中或按标准给出的推荐值或实测确定,与定转子间气隙大小关联亲近,铁耗分析不计入。
 

  影响基本铁耗的要素
 

  基本铁耗因主磁场在铁芯中发作变化而发作。这种变化能够是交变磁化性质的,如由电机定子或转子齿中所发作的;也能够是所谓旋转磁化性质的,如电机的定子或转子铁轭中所发作的。不论是交变磁化仍是旋转磁化,均会在铁芯中引起磁滞和涡流损耗。
 

  磁滞损耗
 

  单位铁磁物质内交变磁化引起的磁滞损耗ph称为磁滞损耗系数,与交变磁化的频率f和磁通密度振幅B有关,可精确用下式标明:
 

  ph=(aB+bB2)f
 

  式中a,b为资料功能决定的常数。
 

  电机铁芯内磁通密度规模一般在1.0~1.6特斯拉或10000~16000高斯的情况下,系数a接近于0,故而
 

  ph=bB2f
 

  由旋转磁化引起的磁滞损耗大小不同于由交变磁化引起的。实验标明,硅钢片在两种性质磁化下存在以下现象:磁通密度在1.7特斯拉以下时,旋转磁化引起的磁滞损耗较之交变磁化引起的为大;当高于1.7特斯拉时,则相反。电机轭部磁通密度一般在1.0~1.5特斯拉,相应旋转磁化磁滞损耗较之交变磁化磁滞损耗约大45~65%。
 

  涡流损耗
 

  铁芯中的磁场发作变化时,在其中会感生电流,称为涡流,它引起的损耗称为涡流损耗。为了减少涡流损耗,电机铁芯一般不能做成整块的,而由彼此绝缘的钢片沿轴向叠压起来,以阻碍涡流的流通。
 

  一般采用0.5或0.35的电工钢片作为铁芯的资料。关于一般电机中遇到的频率规模,磁场在钢片截面上能够认为是均匀分布的,此刻钢片的涡流损耗理论上能够按下式精确计算:
 

  pe=π2(ΔfeBf)2/(6ρdfe)
 

  式中pe—涡流损耗系数,Δfe—硅钢片厚度,B—磁通密度,f—频率,ρ—电阻率,dfe—硅钢片密度。
 

  由上式可知,涡流损耗与磁通密度、频率及资料的厚度的平方成正比。
 

  铁芯损耗偏大的原因分析
 

  铁芯损耗首要取决于基本铁耗,铁芯损耗偏大或因原料违背规划或因出产中许多不良要素导致磁通密度偏高、硅钢片片间短路使硅钢片厚度变相增大等。
 

  硅钢片质量不符合要求
 

  硅钢片作为电机的首要导磁资料,其功能符合性对电机功能影响极大,诈要是保证硅钢片的商标符合规划要求,别的就是相同商标的硅钢片不同的厂家资料功能有一定的差异性,在挑选资料时应极力选取好的硅钢厂家的资料。
 

  定子铁芯片间绝缘欠好
 

  导致片间绝缘欠好的要素较多,有硅钢片本身的质量问题,也有铁芯出产制作进程中导致的人为性要素。
 

  ●硅钢片未进行绝缘处理或未处理好。这是硅钢片的原料问题,该类问题在硅钢片的检测进程能够发现,但不是一切的电机厂家都有该检测项目,该问题往往在电机厂家得不到较好辨认。
 

  ●片间绝缘受损或片与片的短路。该类问题发作在铁芯的制作进程中。如果铁芯叠压时的压力过大,使片间绝缘损坏;或冲片冲制后毛刺太大,通过打磨的办法清除毛刺,导致冲片表面绝缘严峻受损;还有铁芯叠压完成后槽内不光,采用修锉办法;或因定子内膛不光、定子内膛与机座止口不同心等要素采用车削办法修正。这些电机出产加工进程的惯用用法实则对电机的功能,特别是铁损有极大的影响。
 

  ●用火烧或通电加热等办法拆绕组时,形成铁芯过热,使导磁功能下降和片间绝缘损坏。该问题首要出现在出产加工进程绕组的修补及电机的修补进程中。
 

  ●叠装焊接等工艺同样会形成叠片之间绝缘的损坏,添加涡流损耗。
 

  ●铁重缺乏片间未压实。最终的成果是铁芯的重量缺乏,最为直接的会导致电流超差,同时会有铁损超标的事实。
 

  ●硅钢片涂漆过厚致磁路过于饱满,此刻空载电流与电压的关系曲线曲折得较严峻。这也是硅钢片出产加工进程的关键性要素。
 

  ●铁芯出产加工进程中会形成硅钢片冲剪面附件晶粒取向发作损坏,导致同样磁感下铁损的添加;关于变频电机还有考虑谐波带来的额定铁损;这是规划环节应归纳考虑的要素。
 

  ●其他。除以上要素外,电机铁损的规划值应归纳铁芯出产加工的实践,极力做到理论值与实践值的符合。一般资料供应商提供的特性曲线依照爱泼斯坦方圈法测得,而电机中不同部位的磁化方向是不一样的,这种特别的旋转铁耗当前是无法考虑到的。这不同程度上会导致计算值与实测值的不一致性。
 


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