Studie om skillnaden i prestanda hos permanentmagnetmotor mellan mjukt magnetiskt kompositmaterial och silikonplåtmaterial
Zhao Guoxin och Kong Decai, forskare vid elteknikhögskolan i Shenyang tekniska högskola, skrev i Journal of Electrotechnical Engineering i 2018 att mjuka magnetiska kompositmaterial pressas från metallpulverpartiklar med isolerande yta och har liten spärrströmförlust. Egenskaperna hos samma kön har tillämpats de senaste åren, men deras hysteresförlust är stor och den magnetiska permeabiliteten är låg. Därför behöver den specifika applikationen och den specifika skillnaden med prestandan hos silikonplåtskivan ytterligare forskning.
I detta papper testas de magnetiska egenskaperna hos mjuka magnetiska kompositer först med den ringformiga provmetoden, och no-load-magnetiseringskurvan och förlustdata vid olika frekvenser erhålles. För att jämföra och analysera skillnaden mellan det mjuka magnetiska kompositmaterialet och kiselplåtmaterialet i motorapplikationen konstruerades två synkronmotorer med permanentmagnetisk konstruktion med användning av mjukt magnetiskt kompositmaterial och kiselplåt samt magnetfältet, järnförlust och järn av de två materialen analyserades och beräknades. Variationslagen vid olika frekvenser. Slutligen behärskades skillnaden mellan appliceringen av de två materialen i permanentmagnetmotorn genom prototyptestet, beräkningsnoggrannheten verifierades och applikationsområdet för det mjuka magnetiska kompositmaterialet sammanfattades.
SoftMagnetic Composite Materials (SMC) erhålls genom pulvermetallurgiteknik för förblandning av järnpulver av hög renhet med isolerande skikt och organiskt material. Under senare år har den varit omfattande studerad och tillämpad inom motorer och andra områden [1] -4]. Egenskaperna hos SMC-materialet kan direkt gjutas och gjutas, vilket gör konstruktionen och den elektromagnetiska konstruktionen av motorn mer flexibla och nya. Det öppnar en ny riktning för applikation och utveckling av motorn och lockar många forskare [5-7].
SMC-material har hög resistivitet och låg strömförbrukning, vilket gör SMC-material mer lämpliga för användning i högfrekventa motorer, men SMC-material har också några oundvikliga brister, såsom låg magnetisk permeabilitet och stor hysteresförlust. Därför behöver tillämpningsreglerna och egenskaperna hos SMC-material i motorer fortfarande ytterligare forskning.
I [7] har SMC-materialmotorn studerats fullt ut. Det har visat sig att motorns prestanda för SMC- och silikonplåtmaterial är olika vid olika hastigheter och olika utmatningsegenskaper. När motorn är tillverkad vid 1000 r / min och 625 r / min, har SMC materialmotorn låg effekt. När motorns ström är 4A är effektiviteten 28% och 34,7% lägre än den för kiselplåtmotor. När spänningen är över 1500 r / min är SMC-materialets motorverkningsgrad högre, vilket är 3% högre än kiselplåtens stålmotor.
Litteratur [8] jämförde också effektiviteten hos induktionsmotorn av SMC-material och silikonplåtmaterial. Det visade sig att samma strömförsörjningsspänning, SMC-motorens effektivitet är 7% lägre, men SMC-motorn är känsligare för strömförsörjningsspänningen, efter att ha minskat strömförsörjningsspänningen, SMC-motorens effektivitet. Det kan förbättras från 220V till 180V och effektiviteten ökar med 4,7%. Effektiviteten hos SMC-motorn är emellertid lägre än den för kiselplåtmotor. När strömförsörjningsspänningen är 220V och 180V, är den 10,3% respektive 6,7% lägre.
Även om SMC-materialet redan har en viss grund för forskning och tillämpning, behöver dess egenskaper, tillfällen, lagar och egenskaper hos kiselplåtet vid olika driftsfrekvenser fortfarande undersökas.
För att studera egenskaperna hos SMC-material och analysera skillnaden mellan dem och traditionella kiselplåt, testar detta papper först magnetiska egenskaper hos SMC-material i Hoomas-modellen Somaloy700, och jämför dem med det vanliga silikonplåt DW470 med tjocklek på 0,5 mm. Två synkronmotorer med permanentmagnet av samma storlek och parametrar utformades med SMC-material och DW470 som kärnmaterial. Magnetfältanalys och förlustberäkning utfördes på de två motorerna, och egenskaperna och skillnaderna i prototyperna som gjordes av de två materialen analyserades. Slutligen tillverkades prototypen och test gjordes för att visa skillnaden i prestanda mellan de två prototyperna.
Genom analys och jämförelse av detta papper kan karaktäristika hos SMC-material sammanfattas och skillnaden i motorprestanda mellan SMC-material och silikonplåtmaterial och applicering av SMC-material kan erhållas, vilket kan sammanfatta reglerna för tillämpningen av SMC-material i motorn.
Sammanfattningsvis
För att jämföra prestandaförhållandet mellan silikonplåtmaterial och mjukt magnetiskt kompositmaterial i motorn, konstrueras och tillverkas två permanentmagnetiska synkronmotorer med SMC-material och DW470 som kärna. Kombinerad med bestämd elementberäkning och experimentell forskning erhålls följande resultat. Sammanfattningsvis:
1) De magnetiska egenskaperna hos SMC-material testades baserat på ringprovsmetoden. Magnetiseringskurvorna och förlustkurvorna av SMC-material erhölls. Jämfört med DW470 befanns den magnetiska permeabiliteten hos SMC-material vara låg. Ökningen är högre än förlusten. 400Hz är en nyckelfrekvenspunkt. När frekvensen är under 400 Hz är förlusten av silikonplåtmaterial mindre än SMC-materialets. När frekvensen är högre än 400Hz är den specifika förlusten av mjukt magnetiskt kompositmaterial lägre än DW470. material.
2) Enligt experimentet utan belastning är SMC-prototypens bakelektromotoriska kraft mindre än den för DW470-motorn, vilket överensstämmer med den teoretiska beräkningen, som verifierar SMC-materialets låga magnetiska permeabilitet. Lasttestet för de två prototyperna visar att DW470-materialmotorn är mycket effektiv vid frekvenser under 400 Hz, men som frekvensen ökar blir skillnaden i prototypeffektivitet mellan de två materialen mindre och mindre. Vid 400 Hz är både frekvensen i princip densamma, vilket överensstämmer med den teoretiska beräkningen. Det visar att SMC-permanentmagnetens synkronmotor har bra prestanda vid medium och hög frekvens, vilket kan kompensera bristerna med låg magnetisk permeabilitet och hysteresförlust och har en bra applikationsutsikter. .
3) Eftersom SMC-materialet är bräckligt, bör tjockleken ökas på lämpligt sätt under designen, och de skarpa kanterna och hörnen bör undvikas så mycket som möjligt. Efter bearbetning bör den beläggas med lim eller epoxiharts för att öka kärnans styrka och förhindra "slagg".
