Проектирование асинхронного двигателя со встроенным тормозом для тельфера

Please use this identifier to cite or link to this item:
http://earchive.tpu.ru/handle/11683/29555

Title: Проектирование асинхронного двигателя со встроенным тормозом для тельфера
Authors: Райимов, Асатулла Рустамович
metadata.dc.contributor.advisor: Дорохина, Екатерина Сергеевна
Keywords: Асинхронный двигатель; Статор; Ротор; Электромагнитный тормоз; Технологичность; Induction motor; Stator; Rotor; Electromagnetic brake; Workability
Issue Date: 2016
Citation: Райимов А. Р. Проектирование асинхронного двигателя со встроенным тормозом для тельфера : дипломный проект / А. Р. Райимов ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Энергетический институт (ЭНИН), Кафедра электротехнических комплексов и материалов (ЭКМ) ; науч. рук. Е. С. Дорохина. — Томск, 2016.
Abstract: В данной выпускной квалификационной работе спроектирован асинхронный двигатель со встроенным тормозом для тельфера.
Работа содержит 142 стр., 14 рис., количество таблиц 18, 28 источника литературы и 6 листов графического материала.
Ключевые слова: Асинхронный двигатель, статор, ротор, электромагнитный тормоз, технологичность, ресурсоэффективность и ресурсосбережение, социальный ответственность.
Цель проекта заключается в проектировании асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором и расчете встроенного тормоза. В качестве основного прототипа был принят асинхронный двигатель серии 4А80В4У3.
В процессе был проведен электромагнитный расчет АД и тормоза, технологическая и экономическая часть, социальный ответственность.
Определены размеры, конфигурация, материалы магнитной системы асинхронного двигателя. Определен тип обмотки статора, изоляция, обмоточные провода. Выполнен расчет магнитной цепи двигателя, определены активные и индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора. Произведены тепловой и вентиляционный расчеты двигателя. Выполнен механический расчет вала спроектированного двигателя.
Разработана конструкция машины и выполнены чертежи: сборочный чертеж спроектированного двигателя.
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord2010, рассчитана с помощью программы MathCAD 15, чертежи выполнены в графических редакторах и Kompas-3D V16.
In this final qualifying work is designed asynchronous motor with integrated brake for the hoist.
The work contains 142 p., 14 fig., The number of tables 18, 28 sources of literature and 6 sheets of graphic material.
Keywords: induction motor, the stator, the rotor, electromagnetic brake, technology, resource efficiency and resource conservation, social responsibility.
The purpose of the project is to design an induction motor (BP) with cage rotor and calculating the embedded brake. The induction motor 4A80V4U3 series was adopted as the basic prototype.
In the process was conducted electromagnetic calculation of blood pressure and the brake, technological and economic part of the social responsibility.
The sizes, configurations, materials of the magnetic system of the induction motor. Determine the type of stator winding insulation, winding wire. The calculation of the motor magnetic circuit defined by the active and inductive resistance of stator and rotor windings. Made of heat and ventilation motor calculations. Completed mechanical calculation of the projected shaft engine.
A design of the machine and made drawings: assembly drawing designed engine.
Final qualifying work is done in a text editor MicrosoftWord2010, calculated using MathCAD 15 program, the drawings are in the graphic editors, and Kompas-3D V16.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/29555
Appears in Collections:Выпускные квалификационные работы (ВКР)

Show full item record

  Google Scholar

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Глава 1. Методика проектирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

ФГБОУ
ВПО «Югорский государственный университет»

Кафедра
«Энергетика»

Карминская
Т. Д., Ковалёв В.З., Беспалов А.В, Щербаков
А.Г.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
МАШИНЫ

Учебное
пособие

для
выполнения курсового проектирования
по

дисциплине
«Электрические машины»

для
бакалавров, обучающихся по

направлению
подготовки
13.03.02 «Электроэнергетика
и электротехника»

Ханты-Мансийск
2013

УДК

ББК

В
данном учебном пособии описывается
методика проектирования асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором,
которая необходима для выполнения
задания по курсовому проектированию.
В ходе выполнения курсового проектирования
решаются такие задачи как выбор главных
размеров двигателя, расчёт параметров
и магнитной системы обмотки статора,
расчёт параметров и магнитной системы
обмотки ротора, определение параметров
схемы замещения и построение механической
и рабочих характеристик асинхронного
двигателя.

Учебное
пособие составлено в соответствие с
рабочими программами курсов «Электрические
машины» для студентов направления
13.03.02
«Электроэнергетика и электротехника».
Оно может
быть полезно студентам других электрических
и электромеханических направлений
и специальностей,
а также специалистам, занимающимся
исследованиями,
проектированием и
эксплуатацией асинхронных машин
различного назначения.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Исходные
данные для проектирования

Варианты
заданий для проектирования

1.1.
Выбор главных размеров двигателя.

1.2.
Расчёт параметров обмотки статора

1.3.
Расчёт параметров воздушного зазора

1.4.
Расчёт параметров обмотки ротора.

1.5.
Расчёт тока намагничивания

1.6.
Расчёт параметров рабочего режима
двигателя

1.7.
Расчёт активных потерь в двигателе

1. 8.
Расчёт рабочих характеристик двигателя

1.9.
Расчет
пусковых характеристик.

2.1.
Описание
программы «АД–КП»

2.2.
Пример применения программы «АД – КП»

Заключение

ПРИЛОЖЕНИЯ

Список
литературы

Введение.

Асинхронная
машина – бесколлекторная машина
переменного тока, у которой отношение
частоты вращения ротора к частоте тока
в цепи, к которой машина подключена,
зависит от нагрузок. Как любая электрическая
машина, асинхронная машина обладает
свойством обратимости, т.е. может работать
как в двигательном, так и генераторном
режимах. Однако на практике наибольшее
распространение получил двигательный
режим работы машины. На сегодняшний
день асинхронный двигатель является
основным двигателем большинства
механизмов и машин. Более 60 % всей
вырабатываемой электрической энергии
потребляется электрическими машинами,
при этом значительную долю в этом
потреблении (примерно 75 %) составляют
асинхронные двигатели. Достаточно
широкое распространение асинхронные
двигатели получили благодаря следующим
своим достоинствам: небольшие габаритные
размеры, простота конструкции, высокая
надёжность, высокое значение КПД,
относительно низкая стоимость. К
недостаткам асинхронного двигателя
относят: трудности при регулировании
скорости вращения, большие пусковые
токи, низкое значение коэффициента
мощности при работе машины в режиме
близком к холостому ходу. Первый и второй
из недостатков могут быть компенсированы
применением преобразователей частоты,
использование которых расширило область
применения асинхронных машин. Благодаря
преобразователям частоты асинхронный
двигатель широко внедряется в области,
где традиционно использовались другие
виды электрических машин, прежде всего
машины постоянного тока.

Поскольку
существующим асинхронным двигателям
свойственны ряд недостатков со временем
постоянно разрабатываются новые серии
асинхронных двигателей, имеющих более
высокие технико-экономические показатели
по сравнению с предыдущими сериями
асинхронных двигателей, лучшие по
качественным показателям рабочие и
механические характеристики. Кроме
этого, часто возникают потребности в
разработке и модернизации асинхронных
двигателей специального исполнения. К
таким двигателям можно отнести:

погружные
асинхронные двигатели (ПЭД) применяемые
для привода установок электроцентробежных
насосов (УЭЦН). Особенность конструкции
таких двигателей – ограниченность в
размерах наружного диаметра, размеры
которого заданы диаметром
насосно-компрессорной трубы, в которой
двигатель располагается. Кроме этого,
двигатель эксплуатируется при достаточно
высоких температурах, что приводит к
снижению его развиваемой мощности.
Указанные обстоятельства требуют
разработки специальной конструкции
асинхронных двигателей;

двигатели,
работающие совместно с частотными
преобразователями, которые выполняют
функции их регулирования. Поскольку
преобразователи частоты приводят к
генерации целого спектра гармонических
составляющих в кривой напряжения питания
двигателя, наличие гармонических
составляющих приводит к появлению
дополнительных потерь в двигателе и
снижению его КПД ниже номинального.
Конструкция асинхронного двигателя,
работающего совместно с преобразователями
частоты должна учитывать данную
особенность и наличие в кривой напряжения
питания высших гармоник не должно
приводить к дополнительным потерям
мощности.

Указанный
список асинхронных двигателей специального
исполнения может быть продолжен, и
отсюда можно сделать следующие выводы:

существует
необходимость в разработке новых серий
асинхронных двигателей;

существует
необходимость в освоении существующих
методик проектирования асинхронных
двигателей для решения указанной выше
задачи;

существует
необходимость в разработке новых методик
проектирования асинхронных двигателей,
позволяющих при меньших затратах времени
на проектирование разрабатывать новую
серию асинхронных двигателей с лучшими
технико-экономическими показателями.

Цель
выполнения задания на курсовое
проектирование – разработка асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором,
имеющего заданные параметры, на основе
существующей и широко применяемой на
практике методике проектирования
асинхронных двигателей.

Исходные
данные для проектирования.

Разрабатываемый
асинхронный двигатель с короткозамкнутым
ротором должен иметь следующие паспортные
данные:

  1. Номинальное
    (фазное) напряжение питания U1нф,
    В;

  2. Частота
    напряжения питания сети
    f1,
    Гц;

  3. Число
    фаз напряжения питания m1

  4. Номинальная
    мощность Р2,
    кВт;

  5. Синхронная
    скорость вращения
    n1,
    об/мин;

  6. Номинальное
    значение КПД η
    (не менее), отн. ед.;

  7. Номинальное
    значение коэффициента мощности cos(φ)
    (не менее), отн. ед.;

  8. Конструктивное
    исполнение;

  9. Исполнение
    по способу защиты от воздействия
    окружающей среды;

  10. Категория
    климатического исполнения.

В
ходе выполнение курсового проектирования
необходимо спроектировать асинхронный
двигатель с короткозамкнутым ротором
имеющий указанные паспортные данные,
и сравнить основные показатели полученного
асинхронного двигателя с показателями
аналогичного двигателя, выпускаемого
промышленностью (в качестве аналогов
рассматривать асинхронные двигатели
серии АИР, паспортные данные которых
приводятся в ПРИЛОЖЕНИИ 1)

Результаты
расчёта оформить в виде пояснительной
записки.

Выполнить
чертёж разработанного асинхронного
двигателя и представить его на формате
А1.

Примечание:
данное учебное пособие по курсовому
проектированию выполнено в виде рабочей
тетради, которая может служить образцом
для оформления расчётов в виде
пояснительной записки. В ней приводится
так же пример расчёта асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором,
имеющем следующие исходные данные:

U1нф,
В

f1,
Гц

m

Р2,
Вт

n1,
об/мин

η,
о.е.

не
менее

Cos(φ),
о.е.

не
менее

Пример

220

50

3

4000

1500

0,7

0,7

Конструктивное
исполнение – IM1001;

Исполнение
по способу защиты от воздействия
окружающей среды – IP44;

Категория
климатического исполнения – У3.

Варианты
заданий для проектирования.

Номер
варианта

Исходные
данные для проектирования

P2,Вт

n1,
об/мин

U1нф,
В

η,
о.е.

не
менее

m

f1,
Гц

cosφ,
о.е.

1

15000

1000

220

0,95

3

50

0,91

2

15000

1500

220

0,85

3

50

0,78

3

7800

750

220

0,79

3

50

0,
76

4

14000

1500

220

0,78

3

50

0,85

5

22000

1000

220

0,87

3

50

0,84

6

23000

1500

220

0,89

3

50

0,89

7

5400

750

220

0,90

3

50

0,84

8

1900

750

220

0,9

3

50

0,87

9

29000

3000

220

0,9

3

50

0,87

10

19000

1500

220

0,9

3

50

0,89

11

7500

750

220

0,83

3

50

0,80

12

17000

1500

220

0,89

3

50

0,87

13

23000

1000

220

0,81

3

50

0,84

14

14000

3000

220

0,77

3

50

0,89

15

22000

750

220

0,85

3

50

0,84

16

23000

1000

220

0,83

3

50

0,9

17

7600

750

220

0,87

3

50

0,86

18

7800

1500

220

0,85

3

50

0,91

19

7100

1500

220

0,89

3

50

0,78

20

2500

1500

220

0,84

3

50

0,80

21

5300

1500

220

0,85

3

50

0,84

22

1400

1500

220

0,85

3

50

0,78

23

35000

3000

220

0,78

3

50

0,82

24

21000

3000

220

0,86

3

50

0,88

25

22000

3000

220

0,83

3

50

0,89

26

28000

1500

220

0,87

3

50

0,91

27

14000

1500

220

0,85

3

50

0,9

28

25000

1500

220

0,84

3

50

0,89

29

21000

1500

220

0,85

3

50

0,88

30

4500

3000

220

0,85

3

50

0,82

31

4200

750

220

0,78

3

50

0,86

32

24000

3000

220

0,89

3

50

0,86

33

16000

3000

220

0,84

3

50

0,86

34

17000

1500

220

0,80

3

50

0,85

35

14000

1500

220

0,77

3

50

0,81

36

21000

1500

220

0,85

3

50

0,87

37

24000

1500

220

0,91

3

50

0,78

38

4900

3000

220

0,87

3

50

0,89

39

4100

750

220

0,90

3

50

0,84

40

17000

1000

220

0,81

3

50

0,81

41

19000

1500

220

0,77

3

50

0,81

42

7400

750

220

0,88

3

50

0,79

43

8100

1500

220

0,83

3

50

0,82

44

7200

1500

220

0,87

3

50

0,91

45

20000

3000

220

0,91

3

50

0,89

46

27000

3000

220

0,9

3

50

0,93

47

7300

1000

220

0,91

3

50

0,9

48

5100

1500

220

0,76

3

50

0,87

49

16000

3000

220

0,87

3

50

0,87

50

14000

1500

220

0,81

3

50

0,82

Для
всех вариантов задания одинаковые
значения имеют следующие паспортные
данные проектируемых двигателей:

Напряжение
питания (фазное значение) U1фн,
В – 220;

Частота
питающего напряжения f1,
Гц – 50;

Число
фаз напряжения питания m1
– 3;

Конструктивное
исполнение IM1001;

Исполнение
по способу защиты от воздействия
окружающей среды IP44;

Категория
климатического исполнения У3

Конструкции трехфазных электродвигателей NEMA ~ Изучение электротехники

Конструкции трехфазных электродвигателей NEMA

Трехфазные асинхронные двигатели определяются типом их электрической конструкции. NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) классифицирует трехфазные двигатели переменного тока по конструкциям A, B, C, D. Была добавлена ​​более поздняя конструкция под названием E. Эти конструкции подходят для определенных классов приложений в зависимости от требований к нагрузке, типичных для каждого класса.

Когда двигатель работает от холостого хода до полной нагрузки, его крутящий момент зависит от скорости. Зависимость между скоростью и крутящим моментом часто изображается на графике, называемом кривой скорости-крутящего момента. Эта кривая показывает крутящий момент двигателя в процентах от крутящего момента при полной нагрузке во всем диапазоне скоростей двигателя, показанный в процентах от его синхронной скорости. Классификация NEMA основана на кривых скорость-крутящий момент. Типичная кривая скорость-момент для конструкций A, B, C и D показана ниже:

Характеристики трехфазных двигателей NEMA

Двигатели NEMA Design A
В таблице ниже приведены типичные характеристики всех двигателей NEMA A:

  • Высокий момент блокировки ротора
  • Высокий ток блокировки ротора
Крутящий момент заблокированного ротора (% от крутящего момента при полной нагрузке) 70 — 275% Тяговый крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 65 — 190% Пробивной крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 175 — 300% Ток заблокированного ротора (% от тока полной нагрузки)  — Накладка 0,5 — 5% Области применения Вентиляторы, воздуходувки, центробежные насосы
и компрессоры, мотор-генераторные установки и т. д., где требования к пусковому моменту относительно невелики Эффективность Высокий или средний

Двигатели NEMA Design B
В таблице ниже приведены типичные характеристики всех двигателей NEMA B. Двигатель NEMA конструкции B является наиболее распространенной конструкцией трехфазного асинхронного двигателя переменного тока.

Основные характеристики
  • Нормальный момент блокировки ротора
  • Нормальный ток заторможенного ротора
Крутящий момент заблокированного ротора (% от крутящего момента при полной нагрузке) 70 — 275%
Тяговый крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 65 — 190%
Пробивной крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 175 — 300%
Ток заблокированного ротора (% от тока полной нагрузки)  600 — 700%
Слип 0,5 — 5%
Области применения Вентиляторы, воздуходувки, центробежные насосы
и компрессоры, мотор-генераторные установки и т. д., где требования к пусковому моменту относительно невелики
Эффективность Высокий или средний

Двигатели NEMA Design C
В таблице ниже приведены типичные характеристики всех двигателей NEMA C:

Основные характеристики
  • Высокий момент блокировки ротора
  • Нормальный ток заторможенного ротора
Крутящий момент заблокированного ротора (% от крутящего момента при полной нагрузке) 200 — 285%
Тяговый крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 140 — 195%
Пробивной крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 190 — 225%
Ток заблокированного ротора (% от тока полной нагрузки)  600 — 700%
Накладка 1 — 5%
Области применения Конвейеры, дробилки, мешалки
двигатели, мешалки, поршневые
насосы и компрессоры и т. д.,
где требуется запуск под нагрузкой
Эффективность Средний

Двигатели NEMA конструкции D.
В таблице ниже приведены типичные характеристики всех двигателей NEMA D:

Основные характеристики
  • Нормальный момент блокировки ротора
  • Высокое скольжение
Крутящий момент заблокированного ротора (% от крутящего момента при полной нагрузке) 275%
Тяговый крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) —
Пробивной крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 275%
Ток заблокированного ротора (% от тока полной нагрузки)  600 — 700%
Накладка 5 — 8%
Области применения Высокие пиковые нагрузки с маховиками
или без них, такие как пробивные прессы, ножницы
, элеваторы, экстракторы, лебедки
, подъемники, насосы для нефтяных скважин
и двигатели для волочения проволоки
Эффективность Низкий

Двигатели NEMA Design E
Это новейшая категория дизайна NEMA. Ниже приведены типичные характеристики двигателей NEMA E:

Основные характеристики
  • Нормальный момент блокировки ротора
  • Нормальный ток заторможенного ротора
  • Низкое скольжение
Крутящий момент заблокированного ротора (% от крутящего момента при полной нагрузке) 75 — 190%
Тяговый крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 60 — 140%
Пробивной крутящий момент (% крутящего момента при полной нагрузке) 160 — 200%
Ток заблокированного ротора (% от тока полной нагрузки) 800 — 1000%
Накладка 0,5 — 3%
Области применения Вентиляторы, воздуходувки, центробежные насосы
и компрессоры, мотор-генераторные установки
и т. д., где требования к пусковому моменту
относительно низкие
Эффективность Высокий

Новое сообщение
Старый пост
Главная

Конструкция ядра электродвигателя 101: Материал, форма и характеристики

Конструкция электрической машины в лучшем случае сложна. Это всегда компромисс между технологичностью и производительностью. Некоторые могут сказать, что это также баланс формы и производительности.

В конструкции двигателя с осевым потоком теоретически поток будет двигаться в противоположном направлении, но на значительно меньшем уровне. Итак, вы определяете, как этого добиться — обрабатывая лишнее, тратя в процессе много материала.

Сегодня двигатели с осевым потоком переходят к нетрадиционным конструкциям. В любом случае, материалы, которые вам понадобятся в вашей следующей конструкции электродвигателя , зависят от того, как двигатель должен работать, где он будет работать и так далее.

Когда дело доходит до материалов для электродвигателя, вы можете выбрать либо электротехническую сталь, порошковый металл, либо вообще ничего. В этой статье основное внимание будет уделено электротехнической стали (также известной как стальные пластины), а также двум формам порошкового металла.

Есть и другие статьи, которые прекрасно объясняют использование материалов для других компонентов двигателя, таких как вал. Сегодня мы сосредоточимся на трех «основных» элементах.

Материал электродвигателя: проектирование компонентов ротора и статора 

Промышленные электродвигатели требуют высокоэффективных материалов для эффективного преобразования электрической энергии в механическую. Давайте рассмотрим, где порошковая металлургия стоит с этими тремя ключевыми компонентами электродвигателя:

  • Статор
  • Ротор
  • Подшипники

Как вы увидите, материал сердечника электродвигателя уже по колено в порошковом металле или, по крайней мере, имеет потенциал для использования преимуществ порошковой металлургии.

Итак, из чего сделаны эти компоненты двигателя? Компоненты из порошкового металла для двигателей обычно состоят из железа, никеля и кобальта.

  • Железо является самым дешевым из трех, поэтому многие дизайнеры обращаются к нему в первую очередь.
  • Кобальт редко используется сам по себе, но иногда его добавляют к железу. Кобальт придает вашей части больше индукции насыщения.

    • Никель

  • дорог, но ценен для двигателей. Это повышает производительность, облегчая намагничивание компонента.

Теперь обратимся к более широкой картине:

Материал статора электродвигателя

В статорах с традиционным стальным ламинированием потери в сердечнике высоки. Этот может снизить их эффективность в зависимости от использования двигателя и частоты. Если для вашей конструкции важно предотвратить потери в сердечнике, электротехническая сталь может оказаться неоптимальной.

Многослойный материал сердечника статора также имеет двумерную индивидуальность. Ламинированный материал статора может создать красивую плоскую деталь, но что, если ваша конструкция не плоская или требует других наворотов?

К счастью, есть более новая и эффективная замена. Можно включить магнитомягкий композит (SMC) для эффективной работы в тандеме с ротором.

Магнитомягкие композиты представляют собой металлические порошки, которые легче намагничиваются и размагничиваются по сравнению с твердым магнитом.

Объединение усилий

Одной из уникальных возможностей является комбинирование магнитомягкого композита с пластинами из электротехнической стали. Существуют так называемые «гибридные» ситуации , когда вы получаете преимущества как 9, так и0492 . Правильно спроектированная комбинированная сборка позволяет вам использовать преимущества электротехнической стали (более низкие производственные затраты), добавляя уникальные функции с SMC (благодаря его потрясающей способности формовать).

Если ваша текущая конструкция электродвигателя работает с КПД 60-70%, можете ли вы улучшить его с помощью SMC? Подумайте о долгосрочной экономии на счетах за электроэнергию , которую вы могли бы предложить конечному потребителю.

У нас есть еще одна идея для тех, кто добавляет магниты в конструкцию ротора. Можете ли вы создать полностью двигатель на основе порошкового металла, полагаясь на спеченные магнитные порошки в качестве материала, к которому вы прикрепляете магниты? Теперь вы можете объединить две концепции дизайна — SMC и спеченный порошковый металл — используя все преимущества порошковой металлургии.

Подробнее об этом ниже.

Материал ротора электродвигателя

Материал сердечника ротора обычно основан на пластинах из электротехнической стали. Внешняя и внутренняя части двигателя — ротор и статор — штампуются одновременно для минимизации брака . Традиционно, из чего бы вы ни штамповали статор, вы штампуете и ротор.

Однако в новых двигателях инженеры обращают внимание на магниты на двигателе для повышения крутящего момента и производительности шин.

Мягкие магнитные композитные материалы НЕ рекомендуются для роторов, поскольку они разработаны в настоящее время. SMC не спекаются, и поэтому им не хватает прочности, чтобы выдерживать эти приложения.

Но спеченные магнитомягкие материалы … они могут быть отличной альтернативой .

Возможно, вас интересует разница между спеченными магнитомягкими материалами и SMC. А пока просто знайте, что магнитомягкие композиты не спекаются. (Мы обсудим больше позже.)

Подшипники

Подшипники являются основным продуктом традиционной порошковой металлургии. Это крупносерийная, недорогая работа, и они легко доступны в самых разных материалах и формах.

Порошковые металлы используются в подшипниковой промышленности с 1930-х годов и являются проверенным материалом для многих смежных областей применения. Первоначально они начинались как бронза, но благодаря инновациям в порошковой металлургии в последующие годы можно использовать более экономичные материалы, такие как железо.

В этих небольших металлических компонентах используется губчатое железо , спрессованное до низкой плотности , чтобы вы могли пропитать их смазочным маслом.

Подшипники двигателя такие, какие они есть. Инновации происходят на уровне статора и ротора.

Двигатели с радиальным потоком? Или что-то другое?

Для обычных двигателей с радиальным магнитным потоком на 60 Гц магнитно-мягкие композиты не являются отличной альтернативой. … Но можем ли мы вместо этого использовать гибридный дизайн, чтобы оптимизировать его?

Что делать, если вам не нужен простой радиальный дизайн? Что, если вам нужны другие полезные свойства материала, из которого изготовлен ваш электродвигатель? Это возможно с ламинированием электротехнической стали, но это будет намного сложнее. Теперь вам действительно нужно полностью сосредоточиться на магнитомягких композитах из-за их способности формообразования.

SMC идеально подходят для новых конструкций или конструкций, в которых можно комбинировать SMC и ламинирование для получения преимуществ в производительности. К кандидатам относятся:

  • Двигатели с осевым и поперечным магнитным потоком для упрощенной или трехмерной обмотки статора и ротора двигателя
  • Мотор-колеса
  • Тихоходные двигатели

Изображение выше — классический пример. Этот инверторный двигатель с прямым приводом в часах LG Signature находится прямо в рулевой рубке из мягкого магнитного композита. И когда вы разрабатываете новые конструкции ротора, начните спрашивать себя: «Можем ли мы также перевести их на порошковый металл?»

В транспортном пространстве SMC предоставляют новые возможности формообразования и магнитных свойств:

  • Электровелосипеды
  • Электросамокаты
  • Электромотоциклы
  • Подробнее

SMC может помочь преодолеть разрыв, придав форму, которая наилучшим образом соответствует конструкции вашего электродвигателя.

Роль спеченного металла

Это преобразование конструкции может касаться не только SMC, но и спеченных магнитомягких материалов. Эта смежная с SMC ветвь порошковой металлургии предлагает более высокую прочность, чем SMC (в обмен на несколько меньшие магнитные характеристики).

Электромагнитная конструкция постоянного тока представляет собой растущее применение спеченных магнитомягких материалов. Чем еще он отличается от других материалов?

  • Быстродействующие соленоиды
  • Стойкость к поверхностным повреждениям
  • Более высокая плотность для увеличения индукции насыщения

 

Больше не нужно соглашаться на традиционные материалы электродвигателя

Компоненты электродвигателя не должны быть компромиссом — по крайней мере, не в том виде, к которому вы привыкли.

Поэкспериментируйте с идеей сочетания ламинирования кремнистой стали, магнитомягкого композита (для конструкций электродвигателей переменного тока) и спеченных магнитомягких материалов (для двигателей постоянного тока). Обязательно сообщите о своих конкретных потребностях в конструкции производителю оборудования для порошковой металлургии. Поставщик должен быть в состоянии определить жизнеспособность порошковых компонентов для вашего проекта.

Вы можете узнать больше о SMC и конструкции электродвигателя, просмотрев бесплатный Центр ресурсов инженера  ниже:

Связанные ресурсы по проектированию электродвигателей переменного тока

  • Битва за эффективность и будущее электрификации: постоянный магнит против.

Posted inДвигатель