高速电机用非晶合金定子铁心的损耗特性研究

采用热处理后浸漆、固化、切割的方法将非晶态合金带材制作成电机定子铁心,研究了尺寸相同的非晶合金定子铁心与硅钢定子铁心的磁性能.结果表明,在频率为1 kHz、磁通密度为1.0 T时非晶定子铁心的损耗为42W/kg,在相同测试条件下,硅钢定子铁心的损耗为102 W/kg,非晶定子铁心在1 kHz、1.0 T时的损耗比相同尺寸的硅钢定子铁心的损耗降低了58.8%.     

拼接成型对非晶定子铁心的磁性能影响

采用热处理后浸漆、固化、切割的方法,将非晶态合金带材制作成电机定子铁心,研究了尺寸相同的不同块数拼接成型的非晶合金定子铁心和整块的非晶定子铁心的磁性能。结果表明,非晶定子铁心的损耗值随着拼接块数的增加依次增加,当拼接块数增加到4块时,在800 Hz,1. 0 T下的损耗与整块相比增加了67. 39%。但是与硅钢相比,其损耗降低了61. 16%,用在电机中仍然有明显的低损耗优势。在同样的激磁条件下,非晶定子铁心的Bm值随着拼接块数的增加而减小。因此,当非晶定子铁心在用拼接方式成型时,拼接的块数越少越好。     

高速开关磁阻电机用纳米晶定子铁心磁特性研究

以1台4/2极结构高速开关磁阻电机(SRM)为研究对象,研究纳米晶铁心磁特性及其对电机性能的影响。将采用叠块切割法制备的纳米晶定子铁心与传统硅钢冲片铁心做对比测试。搭建电机测试系统,对分别装配两种定子铁心电机的静态特性和负载运行性能做对比分析。结果表明:纳米晶合金铁心具有高磁导率、低矫顽力及低损耗特性,在1 kHz、1 T条件下,其损耗仅为35W300硅钢铁心的1/20;纳米晶合金铁心提高了SRM在铁心不饱和区的相电感峰值,并在转速25 000 r/min负载运行下显著降低了电机温升和输入功率。研究结果可为高效、高速SRM设计提供参考。     

永磁同步电动机定子铁心采用非晶与硅钢的性能对比

非晶合金具有高磁导率、低矫顽力、低损耗的优势,将其应用于电磁装置以提升性能成为当前的研究热点。针对非晶材料在高速电机中的效率提升已有许多研究,为研究较低转速下非晶材料对电机性能的影响,制作了两台电动汽车转向泵用1.5 kW永磁同步电动机,其中一台的定子铁心采用非晶材料,另一台采用普通硅钢材料。采用电磁场有限元法求解了两台电机在低速下的磁场分布、定子铁心损耗分布和效率。计算结果表明,非晶材料同样能够提升低速电机性能。然后在不同供电频率下进行了计算,结果表明:频率越高,非晶电机的效率高于硅钢电机越多。搭建了实验平台,测试结果表明,在100 Hz、1200 r/min时非晶合金电机效率比硅钢电机高1.4%,与仿真结果一致。     

非晶合金电机空载铁耗研究

为了体现非晶合金低损耗性能的优越性,对1台15 k W、1 000 Hz电机进行空载铁耗仿真计算分析。电机定子铁心为非晶合金材料,定子铁心采用浸漆、固化加工工艺。电机空载铁耗的计算主要包括非晶定子基本铁耗的分离以及空载杂散损耗的计算,得出了非晶合金电机杂散损耗是基本铁耗的6.03倍;并与定子为50DW310时进行对比,得出空载运行时,非晶合金空载铁耗约为硅钢片50DW310的18.82%,电机的效率可以提高3.48个百分点。     

高速开关磁阻电动机用非晶定子铁心及磁性能

为了分析非晶电机铁心磁特性及其对开关磁阻电动机性能影响,分别用叠块法和冲片法试制了800W,35000r/min高速开关磁阻电动机用非晶定子铁心并测试其磁特性,将具有非晶叠块定子铁心的电机静态性能和负载运行性能与硅钢电机做了对比测试。结果表明,非晶合金铁心具有高磁导率、低损耗特性,但受材料性能及加工过程影响,其饱和磁密及叠压系数均低于硅钢铁心。非晶铁心可提高开关磁阻电动机在高频下的相电感峰值,并显著降低电机在高速运转条件下铁心损耗及温升。该研究结果可为高效、高速非晶开关磁阻电动机设计和优化提供参考。     

非晶电机机械性能与电磁特性的数值分析

基于某公司提供的Metglas2605SA1非晶合金材料相关性能参数,利用商用软件Ansoft研究了非晶合金Metglas2605SA1作为电机定子铁心对电机电磁性能及输出特性的影响。分析了气隙及定子轭部磁密的时空分布,并与相同结构参数的硅钢D23_50电机进行了对比分析。结果表明,采用非晶合金Metglas2605SA1定子铁心的三相异步电机相比硅钢D23_50三相异步电机具有以下优势:电机总重量减少4.0%,总损耗降低16.8%,效率提高了1.8%,功率因数提高了0.015,起动性能得到了显著改善。     

非晶合金永磁同步电机空载损耗

为了研究电机铁心加工工艺对非晶合金材料磁化和损耗性能的影响,实验实测了非晶合金铁心的磁化性能和损耗性能,通过分析非晶合金铁心损耗测试结果,得出了铁耗计算模型中磁滞损耗系数随频率变化的修正方法。研制了两台相同结构尺寸和参数的永磁同步电机,定子铁心分别采用非晶合金材料和35W270硅钢片,对比分析了两台电机在正弦波和变频器供电情况下的空载损耗。结果显示,正弦波供电时,非晶合金电机的空载损耗仅为硅钢片电机的45%,但由于非晶合金电机在变频器供电时,时间谐波电流含量高于硅钢片电机,由此引起的谐波损耗大于硅钢片电机。     

基于ANSYS的高速感应电机设计

设计了一台额定功率2 kW,额定转速59000 r/min的高速感应电机。根据电机在高速运行时带来的高损耗,选取了性能更好的铁基纳米晶合金作为高速感应电机的定子铁心材料。对于感应电机在高转差率时产生的高谐波转矩,通过采用带端环的闭口圆形槽转子,使电机具有较高的起动电阻,从而获得优良的起动及运行特性,利用ANSYS软件对其转子结构进行应力分析,并验证在高转速下的可靠性。建立了高速感应电机的有限元模型,通过与相同结构参数的硅钢DW310_35电机进行性能对比。结果显示,采用铁基纳米晶合金1K107定子铁心的电机相比硅钢DW310_35电机,总损耗减小了81.2 W,效率提高了4.5%,功率因数提高了0.031。     

一种电机用非晶合金铁心的制备及其磁性能研究

将叠层非晶薄带整体切割后机械固定成形,再采用热处理的方法,将非晶合金带材制作成电机定子铁心,并与相同尺寸的层间粘接法制作的非晶合金铁心以及硅钢铁心进行磁性能对比.结果显示,机械固定法制备的非晶合金铁心具有较低的铁心损耗和较高的磁导率,并且励磁磁场强度在0～2000 A/m范围内具有较高的磁通密度.     

非晶合金在永磁同步电机的应用

基于非晶合金Metglas官网提供的Metglas2605SA1非晶合金材料的相关性能参数,利用Ansoft Maxwell分析定子铁心材料采用非晶合金Metglas2605SA1,且单频率激励下的永磁同步电动机的电磁性能与输出特性,同时分析了气隙及定子轭部磁密的空间分布,以及永磁电机存在的齿槽转矩问题,并与具有相同结构和控制参数的定子铁心采用硅钢D23-50永磁电机进行对比分析。仿真结果表明,采用定子铁心采用非晶合金永磁电机相比于硅钢D23-50永磁电机有以下优势:电机重量轻,铁耗相对于硅钢电机更小,效率比硅钢电机高2.41%,磁场响应能力强。但其齿槽转矩的数值高于硅钢电机。     

纳米晶铁心变压器空载损耗的研究

本文作者首先通过实验实测纳米晶铁心损耗曲线,然后基于纳米晶铁心损耗测试结果进行变损耗系数铁损计算模型的研究,得出纳米晶铁心磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗系数随频率变化的修正模型,最后以SCB12-L-800/10干式变压器为例,对比分析了纳米晶铁心变压器空载损耗的解析计算与有限元结果。结果显示,变损耗系数铁损计算模型提高了变压器的铁损的计算精度,并且在相同尺寸下对比纳米晶和23RK100铁心材料下变压器的空载损耗,纳米晶铁心变压器空载损耗仅为硅钢片铁心变压器的9.5%,因此,采用纳米晶料替代传统硅钢片作为变压器铁心可有效降低变压器运行中的空载损耗,有利于提高大功率变压器的效率,降低变压器的体积和重量。     

非晶合金转子铁心对再制造电机性能的影响

用铁基非晶合金转子铁心替换原电机中的硅钢转子铁心,基于有限元软件Ansoft分析了非晶转子铁心替换对电机性能的影响。与原电机相比,再制造电机的转矩提升了2.6%,效率提高了0.05%,齿槽转矩幅值大幅增加。采用定子斜槽削弱其齿槽转矩,当斜槽精确为一个齿距时,电机的齿槽转矩幅值为0.128 N·m,相比于未采用斜槽时的再制造电机减小了92.36%,相比于原电机减小了38.46%。     

非晶合金卷绕定子铁心振动噪声的研究

建立考虑磁致伸缩效应的非晶合金卷绕定子铁心的磁-机械耦合数学模型。采用非晶合金定子铁心模态实验对卷绕结构铁心弹性模量进行修正的方法,研究非晶合金定子铁心卷绕结构对振动的影响。应用三维有限元法计算定子铁心的磁场分布、形变和振动加速度;并在此基础上分析定子铁心周围声场分布。提出非晶合金卷绕定子铁心振动噪声测试方法,通过实验验证计算方法的有效性。同时完成了不同供电频率下不同磁通密度时定子铁心振动噪声的测试,总结定子铁心振动和噪声的影响规律。得出定子铁心振动加速度随磁通密度平方呈正比和定子铁心噪声随磁通密度呈对数函数规律变化的结论,确定了曲线拟合公式和系数。     

非晶合金永磁电机负载损耗及效率特性分析

为了研究采用非晶合金材料代替硅钢片材料制作铁心后,永磁电机在负载运行时的损耗与效率的变化规律,研制了两台相同结构尺寸参数的非晶合金永磁电机和硅钢片永磁电机。利用实验方法测试了两台电机在相同运行工况下的损耗与效率特性,并借助有限元方法对两台电机不同负载率时的损耗进行了对比分析。结果显示,轻载时,非晶合金永磁电机定子铁心损耗低于硅钢片电机,效率优势明显;但随着负载率的增加,非晶合金电机定子铁心饱和严重,导致绕组磁动势波形畸变,由绕组磁动势谐波引起的损耗高于硅钢片电机,非晶合金电机效率优势随负载率的增加逐渐减小。     

非晶合金干式变压器经济性能分析

非晶合金干式变压器的铁心是由不间断的非晶合金带材卷制而成，没有间隙，所以铁磁损失很小，一般只有硅钢的五分之一。具有以下特点：①无油、无污染、难燃、阻燃、自熄防火；②绝缘等级高。H级绝缘，在环境温度为40℃时，线圈温升限制在125℃以下，极限温度为l80℃；③损耗低，效率高。与干式硅钢变压器比较，只有它们的三分之一以下；④噪声小。噪声通常可控制     

大功率磁性技术发展回顾与分析:(二)变压器

正(续上期)3软磁磁芯及其结构特点软磁材料在电磁器件中的应用,都必须把它加工成磁芯,这里集中介绍各种软磁磁芯,包括硅钢磁芯、非晶纳米晶磁芯、高磁导率坡莫合金磁芯、软磁铁氧体磁芯、磁粉芯和复合磁芯、集成磁芯及正交磁芯。3.1硅钢磁芯50~60 Hz工频和400~1000 Hz中频电子变压     

不同供电方式对非晶合金永磁同步电机铁耗的影响

为研究不同供电方式(包括正弦波电源供电、直接转矩控制和矢量控制)时的非晶合金永磁同步电机铁耗的大小与分布规律,首先测试了不同频率下非晶合金环形叠压铁心的损耗曲线。然后,以一台8极、36槽表面式非晶电机为例,将定子铁心划分为轭部、齿根、齿身和齿顶四个区域,运用时步有限元法,研究了不同供电方式对空载不同区域的铁耗分布影响情况。并对空载的转子损耗分布规律进行了研究。结果显示:两种供电方式下,定子铁耗主要集中在齿身和轭部区域,都占定子总铁耗的37%以上,齿根区域其次,而由于齿顶区域铁心体积小,其铁耗在四个区域中的比重最小,只占6%以下;就总定子铁耗而言,直接转矩控制相对于矢量控制增加了24.7%。相应于矢量控制,直接转矩控制转子铁心损耗增加了36.7%,永磁体涡流损耗增加7.8%。最后经过与试验值对比,验证了铁耗计算的有效性。     

400Hz3kVA电源变压器用非晶材料

与常用硅钢相比,铁基非晶合金电阻率高,铁损低,励磁电流小,饱和磁感高(B_(?)=1.6T),十分适于400 Hz电源器件。当前国内400Hz电源变压器均采用薄硅钢片。国产薄硅钢带制造成本高,产量低,多年来未能满足国内市场的需求,由国外进口又存在许多困难。钢铁研究总院与兄弟单位共同努力研制出满足400Hz 3kVA电源变压器用非晶材料,其技术指标为: 1.B_(?)≥1.6T 噪声≤55 dB(参考矩形铁     

产品大世界

非晶合金铁心变压器 单相、三相非晶合金铁心变压器,是新一代环保型变压器,铁心采用非晶合金材料,高导磁率、超低损耗,制造的变压器空载损耗仅为常规产品的五分之一左右。全密封免维护结构,安全节能、低噪声,可以广泛应用在各种供配电场所。联系电话:0576-3332130