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使用有限元分析法進(jìn)行數(shù)字化仿真

在額定條件下，兩個(gè)電機(jī)的效率都隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。效率先增后減。GO型電機(jī)的效率在5120轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到最大值，然后緩慢下降。5120rpm 時(shí)的效率高達(dá) 96.2%。常規(guī)型電機(jī)在6800rpm時(shí)效率達(dá)到最高點(diǎn)，在10000rpm以上效率逐漸下降。

在峰值條件下，效率隨著速度的增加而增加。效率先增后減。GO型電機(jī)的效率在8300rpm時(shí)達(dá)到最大值，并隨著轉(zhuǎn)速緩慢下降。8300轉(zhuǎn)時(shí)的效率高達(dá)96.8%。常規(guī)型電機(jī)的效率在11000rpm時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)95.2%，之后同樣效率隨著速度的增加而降低。雖然GO型電機(jī)在8300轉(zhuǎn)時(shí)效率開始下降，但其整體95%以上效率的區(qū)域依舊優(yōu)于常規(guī)電機(jī)。

樣機(jī)制造

該項(xiàng)目將GO硅鋼應(yīng)用于高速永磁同步電機(jī)。定子磁軛和轉(zhuǎn)子采用傳統(tǒng)的NGO硅鋼，定子齒為各向異性GO硅鋼，永磁材料為稀土釹鐵硼。

與傳統(tǒng)的電機(jī)加工技術(shù)相比，由于GO硅鋼材料的特殊性，GO鐵芯的生產(chǎn)在制造過程中需要新技術(shù)。在鐵芯制造的不同工藝中，沖壓和層壓工藝、組裝工藝、涂層材料制造工藝對(duì)GO硅鋼電機(jī)的性能有重要影響。

NGO硅鋼軛環(huán)采用單沖模方式，然后將單件通過層壓焊接形成環(huán)形圓柱體。GO鋼板同樣采用單沖模方法，先沖壓成齒形，然后通過自粘工藝粘合，形成在軋制方向上的相同形狀、相同方向的GO硅鋼塊。NGO定子磁軛的內(nèi)側(cè)設(shè)有多個(gè)榫眼，每個(gè)GO定子齒上設(shè)有榫頭。每個(gè)定子鐵芯由 NGO 定子軛和 GO 定子齒連接，如圖 8 所示。

GO硅鋼層壓時(shí)，與傳統(tǒng)的沖孔板有很大的不同。由于GO沖孔片為齒狀結(jié)構(gòu)，自粘涂層結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定，振動(dòng)比較小。該工藝具有高絕緣、耐腐蝕和高強(qiáng)度的性能。結(jié)論是，通過在轉(zhuǎn)子中應(yīng)用 GO硅鋼，由于更強(qiáng)的磁致伸縮性能降低了噪音和振動(dòng)，自粘合過程對(duì)電機(jī)的整體性能產(chǎn)生了積極的影響。

結(jié) 論

本文介紹了一款磁芯為B30AHV1500的12槽8極電機(jī)。其中，傳統(tǒng)NGO定子鐵芯部分替換為GO硅鋼齒與NGO軛部的組合結(jié)構(gòu)。電機(jī)最高效率從95.2%提高到96.8%，提高了1.6%。最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的勵(lì)磁電流下降了8%，這意味著在相同的電流下，最大轉(zhuǎn)矩將增加約 8%。同時(shí)，電機(jī)整體鐵損降低了12.2%。以上結(jié)果均考慮了拼接工藝的計(jì)算余量，約為10%。最終測(cè)試結(jié)果與我們的假設(shè)一致。GO硅鋼確實(shí)通過這種定子鐵芯設(shè)計(jì)表現(xiàn)出了顯著的性能優(yōu)勢(shì)。