모터 철손을 줄이는 방법

기본 철분 섭취에 영향을 미치는 요인

문제를 분석하려면 먼저 몇 가지 기본 이론을 알아야 합니다. 이는 문제 이해에 도움이 될 것입니다. 먼저 두 가지 개념을 알아야 합니다. 하나는 교류 자화로, 간단히 말해 변압기의 철심과 모터의 고정자 또는 회전자 톱니에서 발생합니다. 다른 하나는 회전 자화 특성으로, 모터의 고정자 또는 회전자 요크에서 발생합니다. 두 가지 관점에서 시작하여 위의 해결 방법에 따라 서로 다른 특성을 기반으로 모터의 철손을 계산하는 많은 논문이 있습니다. 실험 결과, 규소강판은 두 가지 특성의 자화 조건에서 다음과 같은 현상을 보입니다.
자속 밀도가 1.7 테슬라 미만이면 회전 자화에 의한 히스테리시스 손실이 교번 자화에 의한 히스테리시스 손실보다 큽니다. 1.7 테슬라보다 높으면 그 반대입니다. 모터 요크의 자속 밀도는 일반적으로 1.0~1.5 테슬라이며, 이에 상응하는 회전 자화 히스테리시스 손실은 교번 자화 히스테리시스 손실보다 약 45~65% 더 큽니다.
물론, 위의 결론은 또한 사용되었으며, 저는 개인적으로 실제로 검증하지 않았습니다. 또한, 철심의 자기장이 변하면 와전류라고 하는 전류가 유도되고, 이로 인해 발생하는 손실을 와전류 손실이라고 합니다. 와전류 손실을 줄이기 위해 모터 철심은 일반적으로 전체 블록으로 만들 수 없으며, 절연 강판을 축방향으로 쌓아 와전류의 흐름을 방해합니다. 철 소비량에 대한 구체적인 계산 공식은 여기서 복잡하지 않을 것입니다. 바이두 철 소비량 계산의 기본 공식과 중요성은 매우 명확할 것입니다. 다음은 철 소비량에 영향을 미치는 몇 가지 주요 요인에 대한 분석으로, 누구나 실제 엔지니어링 응용 분야에서 문제를 정방향 또는 역방향으로 추론할 수 있도록 합니다.

위에서 논의한 바와 같이, 스탬핑 제조가 철 소비량에 영향을 미치는 이유는 무엇일까요? 펀칭 공정의 특성은 주로 펀칭기의 다양한 형상에 따라 달라지며, 다양한 유형의 구멍과 홈의 필요에 따라 해당 전단 모드와 응력 수준을 결정하여 적층 주변의 얕은 응력 영역의 조건을 확보합니다. 깊이와 형상의 관계로 인해 날카로운 각도의 영향을 받는 경우가 많으며, 높은 응력 수준은 특히 적층 범위 내 비교적 긴 전단 모서리에서 얕은 응력 영역에서 상당한 철 손실을 유발할 수 있습니다. 특히, 이는 주로 치조골 영역에서 발생하며, 실제 연구 과정에서 종종 연구의 초점이 됩니다. 저손실 실리콘 강판은 종종 더 큰 결정립 크기에 의해 결정됩니다. 충격은 강판 하단 가장자리에 합성 버(burr)와 인열 전단을 유발할 수 있으며, 충격 각도는 버의 크기와 변형 영역에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 고응력 영역이 모서리 변형 영역을 따라 재료 내부까지 확장되면, 이 영역의 결정립 구조는 필연적으로 그에 상응하는 변화를 겪거나 뒤틀리거나 파단되며, 경계면은 인열 방향을 따라 극단적으로 늘어납니다. 이때, 전단 방향 응력 영역에서 결정립계 밀도는 필연적으로 증가하여 해당 영역 내 철 손실이 증가합니다. 따라서 이 시점에서 응력 영역의 재료는 충격 모서리를 따라 일반 적층판 위로 떨어지는 고손실 재료로 간주될 수 있습니다. 이러한 방식으로 모서리 재료의 실제 상수를 결정할 수 있으며, 철 손실 모델을 사용하여 충격 모서리의 실제 손실을 추가로 결정할 수 있습니다.
1. 열처리 공정이 철손에 미치는 영향
철손의 영향 조건은 주로 규소강판에 존재하며, 기계적 및 열적 응력은 규소강판에 영향을 미쳐 실제 특성에 변화를 초래합니다. 추가적인 기계적 응력은 철손의 변화를 초래합니다. 동시에 모터 내부 온도의 지속적인 상승 또한 철손 문제의 발생을 촉진합니다. 추가적인 기계적 응력을 제거하기 위한 효과적인 어닐링 조치는 모터 내부 철손을 줄이는 데 도움이 됩니다.

2. 제조 공정에서 과도한 손실이 발생하는 이유

모터의 주요 자성 재료인 규소강판은 설계 요건을 충족해야 하므로 모터 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 또한, 동일 등급의 규소강판이라도 제조업체에 따라 성능이 다를 수 있습니다. 따라서 소재를 선택할 때는 우수한 규소강 제조업체의 소재를 선택해야 합니다. 아래는 이전에 경험했던 철 소비량에 실제로 영향을 미친 몇 가지 주요 요인입니다.

실리콘 강판이 절연 처리되지 않았거나 적절하게 처리되지 않았습니다. 이러한 문제는 실리콘 강판 시험 과정에서 발견될 수 있지만, 모든 모터 제조업체가 이 시험 항목을 갖추고 있는 것은 아니며, 모터 제조업체에서도 이 문제를 제대로 인식하지 못하는 경우가 많습니다.

판재 간 절연 손상 또는 판재 간 단락. 이러한 문제는 철심 제조 공정에서 발생합니다. 철심 적층 시 압력이 너무 높아 판재 간 절연이 손상될 수 있습니다. 또는 펀칭 후 버(burr)가 너무 큰 경우 연마를 통해 제거해야 펀칭 표면의 절연이 심각하게 손상될 수 있습니다. 철심 적층 후 홈이 매끄럽지 않아 줄질 방법을 사용할 수 있습니다. 또는 고정자 보어의 불균일성, 고정자 보어와 기계 시트 립 사이의 동심도 불일치 등의 요인으로 인해 선삭을 통해 수정해야 할 수도 있습니다. 이러한 모터 생산 및 가공 공정의 기존 방식은 실제로 모터 성능, 특히 철손에 상당한 영향을 미칩니다.

권선을 분해하기 위해 전기로 태우거나 가열하는 등의 방법을 사용하면 철심이 과열되어 자기 전도도가 감소하고 판 사이의 절연이 손상될 수 있습니다. 이러한 문제는 주로 생산 및 가공 과정에서 권선과 모터를 수리할 때 발생합니다.

적층 용접 및 기타 공정으로 인해 스택 사이의 절연이 손상되어 와전류 손실이 증가할 수도 있습니다.
철 중량 부족과 판 사이의 불완전한 다짐. 궁극적으로 철심 중량 부족이 발생하며, 가장 직접적인 결과는 전류가 허용 오차를 초과하는 것입니다. 또한 철손이 기준을 초과할 수도 있습니다.
규소강판의 코팅이 너무 두꺼워 자기 회로가 과도하게 포화됩니다. 이때 무부하 전류와 전압의 관계 곡선이 심하게 휘어집니다. 이는 규소강판의 생산 및 가공 공정에서도 중요한 요소입니다.

철심의 생산 및 가공 과정에서 규소강판 펀칭 및 전단면 접합의 결정립 방향이 손상될 수 있으며, 이는 동일한 자기 유도 하에서 철손이 증가하게 됩니다. 가변 주파수 모터의 경우 고조파로 인한 추가적인 철손도 고려해야 합니다. 이는 설계 과정에서 종합적으로 고려해야 할 요소입니다.

위의 요소들 외에도, 모터 철손의 설계값은 실제 철심 생산 및 가공 과정을 기반으로 해야 하며, 이론값과 실제값이 일치하도록 최선을 다해야 합니다. 일반 자재 공급업체에서 제공하는 특성 곡선은 엡스타인 사각 코일법을 사용하여 측정하지만, 모터 부품의 자화 방향이 다르기 때문에 이러한 특수 회전 철손은 현재로서는 고려할 수 없습니다. 이로 인해 계산값과 측정값 사이에 불일치 정도가 발생할 수 있습니다.

엔지니어링 설계에서 철 손실을 줄이는 방법
엔지니어링 분야에서 철 소비량을 줄이는 방법은 여러 가지가 있으며, 가장 중요한 것은 상황에 맞는 치료법을 적용하는 것입니다. 물론 철 소비량뿐만 아니라 다른 손실도 고려해야 합니다. 가장 기본적인 방법은 높은 자기 밀도, 고주파, 과도한 국부 포화 등 높은 철 손실의 원인을 파악하는 것입니다. 물론 일반적인 방법은 시뮬레이션 측면에서 현실에 최대한 근접하게 접근하는 동시에, 추가적인 철 소비량을 줄이기 위해 기술과 접목하는 것입니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 우수한 규소강판 사용을 늘리는 것이며, 비용에 관계없이 수입 초규소강을 선택할 수 있습니다. 물론, 국내 신에너지 기술 개발 또한 상류 및 하류 공정의 발전을 촉진했습니다. 국내 제철소들도 특수 규소강 제품을 출시하고 있습니다. Genealogy는 다양한 적용 시나리오에 맞는 제품을 분류하고 있습니다. 다음은 몇 가지 간단한 방법입니다.

1. 자기 회로 최적화

자기 회로 최적화는 정확히 말하면 자기장의 사인파를 최적화하는 것입니다. 이는 고정 주파수 유도 전동기뿐만 아니라 가변 주파수 유도 전동기와 동기 전동기에도 매우 중요합니다. 제가 섬유 기계 산업에서 일할 당시, 비용 절감을 위해 성능이 다른 두 가지 전동기를 제작한 적이 있습니다. 물론 가장 중요한 것은 극의 기울어짐 여부였는데, 이는 공극 자기장의 정현파 특성 차이를 초래했습니다. 고속으로 작동하기 때문에 철손이 큰 비중을 차지하여 두 전동기 간 손실에 상당한 차이가 발생했습니다. 마지막으로, 역산을 통해 제어 알고리즘을 적용한 전동기의 철손 차이가 두 배 이상 증가했습니다. 이는 가변 주파수 속도 제어 전동기를 제작할 때 제어 알고리즘을 결합해야 한다는 것을 다시 한번 일깨워줍니다.

2. 자기 밀도 감소
철심의 길이를 늘리거나 자기 회로의 자기 전도 면적을 늘려 자속 밀도를 낮추지만, 그에 따라 모터에 사용되는 철의 양도 늘어납니다.

3. 유도전류 손실을 줄이기 위해 철칩 두께를 줄인다
열간압연 실리콘강판을 냉간압연 실리콘강판으로 대체하면 실리콘강판의 두께를 얇게 할 수 있지만, 철칩이 얇아져 철칩의 개수가 늘어나고 모터 제조 비용이 증가합니다.

4. 자기전도도가 좋은 냉간압연 실리콘강판을 채택하여 히스테리시스 손실을 줄였습니다.
5. 고성능 철칩 절연 코팅 채택
6. 열처리 및 제조기술
철칩 가공 후 잔류 응력은 모터 손실에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 규소강판을 가공할 때 절삭 방향과 펀칭 전단 응력은 철심 손실에 큰 영향을 미칩니다. 규소강판의 압연 방향을 따라 절삭하고 열처리를 수행하면 손실을 10~20% 줄일 수 있습니다.