Vliv velikosti laminovaného železného jádra na magnetické vlastnosti motoru

Ocelové elektrické ocelové jádro GNEE

Moderní společnost potřebuje hodně energie, zejména čistou energii a přizpůsobivou elektřinu. Největším spotřebitelem elektřiny je elektromotor, který spotřebuje více než 57,3 procenta elektřiny. Motory se dělí na průmyslové, komerční a domácí aplikace a zlepšení účinnosti motoru je efektivní způsob, jak rychle dosáhnout úspory energie. Elektronické energetické zařízení realizuje obousměrnou přeměnu energie mezi energií, skladováním energie a distribuční sítí. Používají IGBT, SiC a GaN polovodiče, aby umožnily elektronice pro přeměnu energie a regulátorům motorů pracovat při vysokých frekvencích.

Na druhou stranu při spínání řízených měničem se v hysterezní křivce vytvářejí sekundární smyčky, které zvyšují ztráty v jádře. Přestože existují některé výzkumy magnetických vlastností motoru s buzením měniče doma i v zahraničí, vliv naželezné jádrovelikost magnetických vlastností motoru je stále nejasná. Za normálních okolností, pokud je měkký magnetický materiál při sinusovém buzení stejný, velikost železného jádra neovlivňuje naměřené magnetické vlastnosti, protože průběh budícího proudu je řízen, takže hustota magnetického toku získaná časovou integrací indukovaného napětí na sekundární straně se stává sinusovka. Při buzení invertorem však na rozdíl od buzení sinusovou vlnou není průběh budícího proudu řízen, takže výsledný výstupní průběh bude zkreslený.

Profesor Kyyoul Yun a jeho tým z Gifu University provedli mnoho výzkumů o vlivu velikosti jádra na magnetické vlastnosti motorů. V nedávné studii měřili vliv velikosti železného jádra na magnetické vlastnosti lamelárních toroidních motorů udržováním plochy průřezu a závitů lamelárního železného jádra nezměněné při sinusovém buzení a buzení invertorem, přičemž se měnilo pouze vstupní napětí V a udržování konstantní nosné frekvence a režimu regulace.

Zjistili, že při buzení invertorem je šířka cyklu hystereze malého, středního a velkého prstencového železného jádra 205,1, 248,4 a 273,1 A/m, zatímco při buzení invertorem je šířka sekundární smyčky malé, střední a velké prstencové železné jádro je zvýšeno o 73,1, 96,1 a 123,5 A/m. Při buzení střídače jsou hodnoty ztráty železa malých, středních a velkých vzorků 6,05, 9,58 a 11,62 W/kg, v tomto pořadí. Ve srovnání se ztrátou železa každého prstencového železného jádra při sinusovém buzení se úbytek železa malého, středního a velkého prstencového jádra při buzení invertorem zvyšuje o 124,9 %, 256,1 % a 332,0 %.

Tato zjištění naznačují, že čím větší je železné jádro, tím vyšší je požadované napětí a ztráta železa, to znamená, že je potřeba více energie k vybuzení většího prstencového železného jádra. Je to proto, že ve srovnání s jinými železnými jádry se hustota magnetického toku velkých toroidních železných jader mění více za jednotku času, což má za následek větší vířivé proudy. Proto je ztráta vířivých proudů u velkých prstencových železných jader větší než u jiných jader.