Innflytelse av lamineringsjernkjernestørrelse på magnetiske egenskaper til motoren

GNEE stål elektrisk stålkjerne

Det moderne samfunnet trenger mye energi, spesielt ren energi og tilpasningsdyktig elektrisitet. Den største forbrukeren av elektrisitet er elmotoren, som bruker mer enn 57,3 prosent av strømmen. Motorer er delt inn i industrielle, kommersielle og hjemmeapplikasjoner, og å forbedre motoreffektiviteten er en effektiv måte å raskt oppnå energisparing. Det elektroniske kraftutstyret realiserer toveis energikonvertering mellom energi, energilagring og distribusjonsnettverk. De bruker IGBT-, SiC- og GaN-halvledere for å gjøre det mulig for kraftkonverteringselektronikk og motorkontrollere å operere ved høye frekvenser.

På den annen side, i inverterstyrte svitsjeoperasjoner, skapes sekundære sløyfer i hysteresekurven, noe som øker kjernetapene. Selv om det er noen undersøkelser på de magnetiske egenskapene til motorer med invertereksitasjon i inn- og utland, er påvirkningen avjernkjernestørrelsen på de magnetiske egenskapene til motoren er fortsatt uklar. Under normale omstendigheter, hvis det myke magnetiske materialet er det samme under sinusformet eksitasjon, påvirker ikke jernkjernestørrelsen de målte magnetiske egenskapene, fordi eksitasjonsstrømmens bølgeform kontrolleres, slik at den magnetiske flukstettheten oppnådd ved tidsintegrasjon av den induserte spenningen på sekundærsiden blir en sinusbølge. Under invertereksitasjon, i motsetning til sinusbølgeeksitasjon, kontrolleres imidlertid ikke bølgeformen til eksitasjonsstrømmen, så den resulterende utgangsbølgeformen vil bli forvrengt.

Professor Kyyoul Yun og teamet hans ved Gifu University har forsket mye på innflytelsen av kjernestørrelse på de magnetiske egenskapene til motorer. I en nylig studie målte de effekten av jernkjernestørrelse på magnetiske egenskaper til lamellære toroidale motorer ved å holde tverrsnittsarealet og svingene til den lamellære jernkjernen uendret under sinuseksitasjon og invertereksitasjon, og endret kun inngangsspenningen V, og holde bærefrekvensen og reguleringsmodusen konstant.

De fant at under invertereksitasjon er hysteresesyklusbredden til en liten, middels og stor ringformet jernkjerne henholdsvis 205,1, 248,4 og 273,1 A/m, mens under invertereksitasjon er den sekundære sløyfebredden til liten, middels og stor ringformet jernkjerne økes med henholdsvis 73,1, 96,1 og 123,5 A/m. Under eksiteringen av omformeren er jerntapsverdiene for små, mellomstore og store prøver henholdsvis 6,05, 9,58 og 11,62 W/kg. Sammenlignet med jerntapet til hver ringformet jernkjerne under sinusformet eksitasjon, øker jerntapet til liten, middels og stor ringformet kjerne under invertereksitasjon med henholdsvis 124,9 %, 256,1 % og 332,0 %.

Disse funnene tyder på at jo større jernkjernen er, jo høyere er spenningen og jerntapet som kreves, det vil si jo mer energi som kreves for å eksitere en større ringjernkjerne. Dette er fordi sammenlignet med andre jernkjerner, varierer den magnetiske flukstettheten til store toroidformede jernkjerner mer per tidsenhet, noe som resulterer i større virvelstrømmer. Derfor er virvelstrømtapet for store ringformede jernkjerner større enn for andre kjerner.