ngành sản xuất động cơ: vật liệu lõi động cơ càng mỏng càng tốt?
Điều đầu tiên cần rõ ràng là không có vật liệu đơn lẻ nào là tối ưu (hoặc thậm chí có thể sử dụng được) cho mọi ứng dụng và phải có sự cân bằng giữa chi phí, trọng lượng, kích thước và các yếu tố khác. Ngoài ra, quá trình cán màng sau khi chế tạo có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của lõi được thiết kế. Các tiêu chí để lựa chọn vật liệu bao gồm chi phí, độ thấm, tổn thất điện từ và mật độ thông lượng bão hòa. Độ thấm và tổn hao lõi thay đổi theo tần số đảo ngược từ thông (tính bằng Hertz) và mật độ từ thông, và trong một số ứng dụng, hình dạng của đường cong trễ trở nên quan trọng. Mọi vật liệu có sẵn đều được tối ưu hóa cho một hoặc nhiều đặc tính này và ít hoàn hảo hơn ở những đặc tính khác.
Một số yếu tố phải được xem xét khi chọn thép thích hợp cho động cơ.
Hiện nay, vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho lõi động cơ là thép cán nguội, đây là vật liệu có chi phí thấp nhất cho các ứng dụng khối lượng lớn, dễ dập và độ hao mòn dụng cụ thấp giúp giảm chi phí cán thành phẩm. Trong các ứng dụng có thể chấp nhận được tổn thất lõi cao hơn (mảnh cực DC, chu kỳ làm việc thấp, v.v.) và thiết bị cuối chi phí thấp, thì thép cacbon nên được xem xét, mặc dù tất nhiên các tính chất cơ học của vật liệu này là những yếu tố quyết định hơn cả. Vật liệu càng mỏng, tổn thất dòng điện xoáy tần số cao càng thấp và hiệu suất của động cơ càng cao. Điều này có nghĩa là tiêu thụ điện năng thấp hơn và do đó phạm vi khoảng cách truyền lớn hơn ở cùng mức công suất nguồn. Theo công thức sức mạnh dưới đây, độ dày vật liệu tốt nhất là càng mỏng càng tốt.
Các tấm mỏng hơn, thời gian sản xuất lâu hơn và giảm thông lượng
Lấy ví dụ về động cơ có đường kính ngoài của stato là 25 0 mm và chiều cao ngăn xếp là 12 0 mm, độ dày tấm càng mỏng thì càng phải cán nhiều lớp để đạt được chiều cao tổng thể mong muốn. Tốc độ dập dao động trong khoảng 22 0 nét / phút (đối với tấm dày 0. 25 mm) và 250 nét / phút (đối với 0,35 mm) tùy thuộc vào độ dày của tấm. Có tính đến phế liệu, thời gian chết và tính khả dụng của hệ thống, thông lượng sẽ nằm trong khoảng từ 32 ngăn xếp (0,35 mm) đến 19 ngăn xếp (0,25 mm) mỗi giờ, có nghĩa là thời gian đục lỗ tăng 1. 7-.
Cân nhắc việc tối đa hóa hiệu quả, nhưng không độc lập với ứng dụng
Động cơ điện mạnh có thể được sản xuất với một số lượng lớn thép và khi chọn động cơ truyền động cho hoạt động thuần điện, câu hỏi chính là bạn có thể tiết kiệm được bao nhiêu bằng cách sử dụng thép điện chất lượng cao hơn, mỏng hơn và do đó đắt hơn. Ngay cả một sự khác biệt tương đối nhỏ về hiệu suất cũng có thể ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động của pin và do đó dung lượng pin cần thiết (rất đắt).
Đường cong hiệu suất sẽ ít đòi hỏi hơn nếu máy điện chỉ được sử dụng để hỗ trợ động cơ đốt trong xe hybrid hạng nhẹ hoặc nếu xe được thiết kế để vận hành hoàn toàn bằng điện trên quãng đường ngắn hoặc trung bình (như trong xe hybrid hoặc plug-in hybrid phương tiện giao thông). Ngoài vật liệu tiết kiệm động cơ, dung lượng pin cần thiết cũng giảm đáng kể, đó là lý do tại sao việc giảm hiệu suất động cơ trong phạm vi độ dày từ 0. 3 đến 0. 35 mm là hợp lý.
Ngoài ra, lõi thép cực mỏng có thể cải thiện hiệu suất của động cơ tốc độ cao, đặc biệt là stato, nhưng đối với rôto, thường cần đạt được độ bền rất cao, thay vì độ dày mỏng hơn, các quy trình nối đặc biệt, chẳng hạn như liên kết toàn bộ bề mặt. Cùng với đó, thiết kế rôto cũng có ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất.
Tóm lại là
Mỏng không phải lúc nào cũng tốt hơn, việc sử dụng lõi thép phải được nhìn nhận rất khác trên quan điểm tổng thể về khả năng gia công, chi phí, lĩnh vực ứng dụng, hiệu quả và các yếu tố kỹ thuật khác của thiết kế động cơ, với nhiều điều kiện cho thấy rõ ràng rằng có Điều kiện sử dụng của các độ dày khác nhau của thép.
Cách lựa chọn vật liệu được sử dụng cho các lớp phủ rôto hoặc stato có tác động cơ bản và sâu rộng đến thiết kế động cơ, với vật liệu cốt lõi ảnh hưởng đến các đặc tính như đầu ra, tăng nhiệt, trọng lượng và chi phí (thuật ngữ "động cơ" được sử dụng lỏng lẻo ở đây bao gồm máy phát điện, máy đo tốc độ, máy phân giải, máy phát điện xoay chiều, v.v.). Rất ít trường kỹ thuật dành thời gian để nghiên cứu kỹ lưỡng việc lựa chọn vật liệu này, và vì các vật liệu khác nhau đến từ nhiều nhà cung cấp, nên có thể khó tìm được tổng quan về tất cả chúng ở một nơi.
