průmysl výroby motorů: čím tenčí je materiál jádra motoru, tím lépe?
První věc, kterou je třeba si ujasnit, je, že žádný jednotlivý materiál není optimální (nebo dokonce použitelný) pro každou aplikaci a je třeba dělat kompromisy mezi cenou, hmotností, velikostí a dalšími faktory. Kromě toho má proces laminace po výrobě velký vliv na výkon navrženého jádra. Kritéria pro výběr materiálu zahrnují cenu, permeabilitu, elektromagnetické ztráty a hustotu saturačního toku. Propustnost a ztráty v jádře se mění s frekvencí obrácení toku (v Hertzech) a hustotou toku a v některých aplikacích je tvar hysterezní křivky důležitý. Každý dostupný materiál je optimalizován pro jednu nebo více těchto vlastností a méně než dokonalý v jiných.
Při výběru vhodné oceli pro motor je třeba vzít v úvahu několik faktorů.
V současnosti je nejběžněji používaným materiálem pro jádra motorů laminovaná ocel válcovaná za studena, což je materiál s nejnižšími náklady pro objemové aplikace, a snadné lisování a nízké opotřebení nástroje pomáhají snížit náklady na konečnou laminaci. V aplikacích, kde jsou přijatelné vyšší ztráty v jádře (stejnosměrné pólové nástavce, nízký pracovní cyklus atd.) a levné koncové zařízení, by měla být zvážena uhlíková ocel, i když samozřejmě magnetické a mechanické vlastnosti tohoto materiálu jsou rozhodujícími faktory. Čím tenčí materiál, tím nižší jsou vysokofrekvenční ztráty vířivými proudy a tím vyšší je účinnost motoru. To zase znamená nižší spotřebu energie a tím větší dosah přenosové vzdálenosti při stejné úrovni výkonu. Podle níže uvedeného vzorce výkonu je nejlepší tloušťka materiálu co nejtenčí.
Tenčí plechy, delší výrobní časy a snížená průchodnost
Vezmeme-li příklad motoru s vnějším průměrem statoru 250 mm a výškou stohu 120 mm, čím tenčí je tloušťka plechu, tím více laminace je zapotřebí k dosažení požadované celkové výšky. Rychlost lisování se pohybuje mezi 220 tahů/min (pro 0,25 mm silný plech) a 250 tahy/min (pro 0,35 mm) v závislosti na tloušťce plechu. Vezmeme-li v úvahu zmetkovitost, prostoje a dostupnost systému, bude propustnost mezi 32 stohy (0,35 mm) a 19 stohy (0,25 mm) za hodinu, což znamená 1,{15}}násobné prodloužení doby děrování.
Zvažte maximalizaci efektivity, ale nikoli nezávislost na aplikaci
Silné elektromotory lze vyrábět s velkým množstvím jakostí oceli a při výběru hnacího motoru pro čistě elektrický provoz je primární otázkou, kolik ušetříte použitím kvalitnější, tenčí, a tedy dražší elektrooceli. I relativně malý rozdíl v účinnosti může ovlivnit dojezd baterie a tím i potřebnou (velmi drahou) kapacitu baterie.
Výkonová křivka je méně náročná, pokud se elektrický stroj používá pouze k podpoře spalovacího motoru ve vozidle s mírným hybridním pohonem nebo pokud je vozidlo určeno k čistě elektrickému provozu na krátké nebo střední vzdálenosti (jako u hybridu nebo plug-in hybridu vozidlo). Kromě úspory materiálu motoru se také výrazně snižuje požadovaná kapacita baterie, proto má smysl snížit účinnost motoru v rozsahu tloušťky 0,3 až 0,35 mm.
Kromě toho může extrémně tenká jádrová ocel zlepšit účinnost vysokorychlostních motorů, zejména statoru, ale v rotoru je často nutné dosáhnout velmi vysoké pevnosti, spíše než tenčí tloušťky, speciální spojovací procesy, jako je celoplošné lepení Konstrukce rotoru má společně také pozitivní vliv na účinnost.
závěrem
Tenká není vždy lepší, na použití jádrové oceli je třeba pohlížet velmi odlišně z celkového hlediska obrobitelnosti, nákladů, oblastí použití, účinnosti a dalších technických faktorů konstrukce motoru, přičemž mnoho podmínek jasně naznačuje, že existují Usnadňuje použití z různých tlouštěk oceli.
Výběr materiálu použitého pro lamely rotoru nebo statoru má zásadní a dalekosáhlý dopad na konstrukci motoru, přičemž materiál jádra ovlivňuje vlastnosti, jako je výkon, tepelný zisk, hmotnost a náklady (výraz „motor“ je zde používán volně včetně generátorů, tachometry, resolvery, alternátory atd.). Málokterá strojírenská škola si dává čas ponořit se do tohoto výběru materiálů, a protože různé materiály pocházejí od více dodavatelů, může být obtížné najít přehled všech na jednom místě.
