Επίδραση του μεγέθους του πυρήνα σιδήρου πλαστικοποίησης στις μαγνητικές ιδιότητες του κινητήρα

GNEE Steel Electrical Steel Core

Η σύγχρονη κοινωνία χρειάζεται πολλή ενέργεια, ιδιαίτερα καθαρή ενέργεια και προσαρμόσιμο ηλεκτρισμό. Ο μεγαλύτερος καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο ηλεκτροκινητήρας, ο οποίος χρησιμοποιεί περισσότερο από το 57,3 τοις εκατό της ηλεκτρικής του ενέργειας. Οι κινητήρες χωρίζονται σε βιομηχανικές, εμπορικές και οικιακές εφαρμογές και η βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για γρήγορη επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας. Ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός ισχύος πραγματοποιεί την αμφίδρομη μετατροπή ενέργειας μεταξύ του δικτύου ενέργειας, αποθήκευσης και διανομής ενέργειας. Χρησιμοποιούν ημιαγωγούς IGBT, SiC και GaN για να επιτρέψουν στα ηλεκτρονικά συστήματα μετατροπής ισχύος και στους ελεγκτές κινητήρα να λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες.

Από την άλλη πλευρά, σε λειτουργίες μεταγωγής ελεγχόμενες από αντιστροφείς, δημιουργούνται δευτερεύοντες βρόχοι στην καμπύλη υστέρησης, γεγονός που αυξάνει τις απώλειες πυρήνα. Αν και υπάρχουν κάποιες έρευνες για τις μαγνητικές ιδιότητες του κινητήρα με διέγερση μετατροπέα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, η επίδραση τουσιδερένιος πυρήναςΤο μέγεθος στις μαγνητικές ιδιότητες του κινητήρα είναι ακόμα ασαφές. Υπό κανονικές συνθήκες, εάν το μαλακό μαγνητικό υλικό είναι το ίδιο υπό ημιτονοειδή διέγερση, το μέγεθος του πυρήνα του σιδήρου δεν επηρεάζει τις μετρούμενες μαγνητικές ιδιότητες, επειδή η κυματομορφή του ρεύματος διέγερσης ελέγχεται, έτσι ώστε η πυκνότητα μαγνητικής ροής που προκύπτει από την ολοκλήρωση χρόνου της επαγόμενης τάσης στη δευτερεύουσα πλευρά γίνεται ημιτονοειδές κύμα. Ωστόσο, υπό διέγερση μετατροπέα, σε αντίθεση με τη διέγερση ημιτονοειδούς κύματος, η κυματομορφή του ρεύματος διέγερσης δεν ελέγχεται, επομένως η προκύπτουσα κυματομορφή εξόδου θα παραμορφωθεί.

Ο καθηγητής Kyyoul Yun και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο Gifu έχουν κάνει πολλή έρευνα σχετικά με την επίδραση του μεγέθους του πυρήνα στις μαγνητικές ιδιότητες των κινητήρων. Σε μια πρόσφατη μελέτη, μέτρησαν την επίδραση του μεγέθους του πυρήνα του σιδήρου στις μαγνητικές ιδιότητες των ελασματοειδών σπειροειδών κινητήρων διατηρώντας την περιοχή της διατομής και τις στροφές του ελασματοειδούς πυρήνα αμετάβλητα υπό ημιτονοειδή διέγερση και διέγερση μετατροπέα, αλλάζοντας μόνο την τάση εισόδου V, και διατηρώντας σταθερή τη συχνότητα του φορέα και τον τρόπο ρύθμισης.

Βρήκαν ότι υπό διέγερση μετατροπέα, το πλάτος κύκλου υστέρησης του μικρού, μεσαίου και μεγάλου δακτυλιοειδούς πυρήνα σιδήρου είναι 205,1, 248,4 και 273,1 A/m, αντίστοιχα, ενώ υπό διέγερση αναστροφέα, το πλάτος δευτερεύοντος βρόχου είναι μικρό, Ο μεσαίος και μεγάλος δακτυλιοειδής πυρήνας σιδήρου αυξάνεται κατά 73,1, 96,1 και 123,5 A/m, αντίστοιχα. Κάτω από τη διέγερση του μετατροπέα, οι τιμές απώλειας σιδήρου για μικρά, μεσαία και μεγάλα δείγματα είναι 6,05, 9,58 και 11,62 W/kg, αντίστοιχα. Σε σύγκριση με την απώλεια σιδήρου κάθε δακτυλιοειδούς πυρήνα σιδήρου υπό ημιτονοειδή διέγερση, η απώλεια σιδήρου μικρού, μεσαίου και μεγάλου δακτυλιοειδούς πυρήνα υπό διέγερση μετατροπέα αυξάνεται κατά 124,9%, 256,1% και 332,0% αντίστοιχα.

Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο πυρήνας του σιδήρου, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση και η απώλεια σιδήρου που απαιτούνται, δηλαδή, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για τη διέγερση ενός μεγαλύτερου πυρήνα σιδήρου δακτυλίου. Αυτό οφείλεται στο ότι σε σύγκριση με άλλους πυρήνες σιδήρου, η πυκνότητα μαγνητικής ροής μεγάλων δακτυλιοειδών πυρήνων σιδήρου ποικίλλει περισσότερο ανά μονάδα χρόνου, με αποτέλεσμα μεγαλύτερα δινορεύματα. Επομένως, η απώλεια δινορευμάτων μεγάλων δακτυλιοειδών πυρήνων σιδήρου είναι μεγαλύτερη από αυτή άλλων πυρήνων.