叠片在电机和发电机中起什么作用?
直流电机由两个主要部件组成,如定子和转子,环形铁芯包括转子以及支撑绕组和线圈的槽。一旦磁芯在磁场中旋转,就会在线圈中产生电压,从而产生涡流。简单地说,涡流是一种磁损耗,当涡流损耗功率时,这种情况称为涡流损耗。影响涡流损耗的因素有很多,包括磁性材料的厚度、感应电动势的频率和磁通密度。 电机中使用叠片的原因是什么? 当材料的横截面积减小时,这会导致涡流的减小,因此,保持材料较薄是非常必要的,以尽量减少横截面积,降低涡流流量和损耗。减少涡流是有几个薄片或铁片组成电枢铁芯的原因,而不是只有一个固体和大块的材料,这些薄片能够产生更高的电阻。因此,产生的涡流更少,从而确保产生的涡流损失更少,这些单独的铁片称为叠片,电枢由一组叠片组成。 涡流产生后经常产生热量,铁块会发出大的涡流,这样的热量足以使核心完全熔化。通过叠片定子,可以减少涡流及其产生的热量, 冷却堆芯可以简化为在堆芯结构中泵送空气或氢气。 旋转的定子产生的电磁场使铁芯磁化,磁化滞后于磁场的产生,这种现象被称为磁滞现象。当消除磁场(即关闭发动机)时,铁会慢慢退磁,在磁化和退磁之间来回切换会产生一个回路。线圈越大,磁芯磁化和退磁所需的能量就越大。当磁芯产生热量时,磁滞就会消失,这种损耗浪费了能量,迫使电机消耗更多的功率来运行。叠片磁滞回线很窄,磁化和磁芯消磁所需的能量较少。通俗地说,叠片定子使电机效率更高。 电机叠片优点 对于实心磁芯,与层压磁芯相比,测量到的涡流要大得多,由于涡流不能从一层到另一层反弹,所以使用漆膜时,会形成绝缘层来保护层压板。绝缘的油漆涂层是制造商确保电枢铁芯叠片保持薄的主要原因,这是由于成本因素和制造目的,直流电机使用厚度在0.1到0.5毫米之间的叠片。 层压钢板的一种成分是硅,硅保护发电机或电机定子的铁心以及变压器,钢板用于层压目的是确保具有特殊的晶粒取向。钢材材料的厚度通常约为0.3毫米,两边都是绝缘层,并且都位于彼此的顶部。这样做可以减少涡流,因为涡流无法流过横截面的大部分。只有层压层具有正确的厚度水平是不够的,表面必须保持清洁。否则,外来颗粒可能形成并导致层流断层,随着时间的推移,层流故障会导致堆芯损坏。 电气钢层压可用于制造电机层压,制造商可以使用硅钢,主要包括钢和硅结合。由于其可靠性和强度,这种组合是最常用的材料之一。电阻随着硅和钢的结合以及磁场穿透材料的发生而提高。此外,硅钢能将腐蚀的可能性降到最低,这种材料还提高了钢的磁滞损耗。 联锁制造技术 叠片可以焊接,也可以松散地堆叠在一起,它们的组合方式取决于首选或所需应用。无论叠层是松散的、粘结的还是焊接的,为了减少涡流损耗,这些都比固体材料更可取。定子和转子采用联锁技术,有了联锁装置,生产速度更快,精度更高,可以先设定(转子)的期望偏差。然后,在冲压/冲压过程中,定子和转子自动堆叠,可以加快生产速度,达到大批量生产。其他多种板材堆叠方式包括互锁和焊接,特别是当堆高超过80mm时,建议进行焊接,使定子结合牢固。如果工业电机需要更好的扭矩,可以考虑铝合金压铸,纯铝压铸和铝合金压铸。铝材料的纯度达到99.8%。一般单相电机为3mm~7mm铝环,三相电机为7~15mm铝环。 结论 在各种电磁场的应用中,硅钢是一种常见的选择,这些应用包括磁线圈、变压器、发动机、电机转子和定子,通过在钢中加入硅,在产生和维持某些磁场时,提高了钢的速度和效率,以钢为材料的磁芯,可以提升相关装置或设备的使用效率。 |