Método para reduzir a perda de ferro em projetos de engenharia
A maneira mais fundamental é entender a causa do alto consumo de ferro, seja pela alta densidade magnética, pela alta frequência ou pela saturação local excessiva, entre outros fatores. Naturalmente, seguindo a abordagem usual, por um lado, é necessário aproximar-se ao máximo da realidade por meio da simulação e, por outro, utilizar tecnologias de coordenação de processos para reduzir o consumo adicional de ferro. A prática mais comum consiste em aumentar o uso de chapas de aço silício de alta qualidade, com uma classificação de produto mais adequada para diferentes cenários de aplicação.
1. Circuito magnético otimizado
A otimização do circuito magnético, especificamente a otimização das propriedades sinusoidais do campo magnético, é crucial, não apenas para motores de indução de frequência fixa, mas também para motores síncronos de indução de frequência variável. Certa vez, projetei dois motores com desempenhos diferentes para reduzir custos na indústria de máquinas têxteis. Naturalmente, o mais importante era a ausência de polos inclinados, o que resultava em uma inconsistência sinusoidal do campo magnético no entreferro. Como o trabalho era realizado em alta velocidade, o consumo de ferro era relativamente alto, resultando em perdas significativas nos dois motores. Após alguns cálculos, constatou-se que o consumo de ferro do motor sob o algoritmo de controle era mais que o dobro. Isso também serve de alerta para a necessidade de um algoritmo de controle adequado para motores com regulação de velocidade por conversão de frequência.
2. Diminuir a densidade magnética
A maneira mais fundamental é entender a causa do alto consumo de ferro, seja pela alta densidade magnética, pela alta frequência ou pela saturação local excessiva, entre outros fatores. Naturalmente, seguindo a abordagem usual, por um lado, é necessário aproximar-se ao máximo da realidade por meio da simulação e, por outro, utilizar tecnologias de coordenação de processos para reduzir o consumo adicional de ferro. A prática mais comum consiste em aumentar o uso de chapas de aço silício de alta qualidade, com uma classificação de produto mais adequada para diferentes cenários de aplicação.
3. Circuito magnético otimizado
A otimização do circuito magnético, especificamente a otimização das propriedades sinusoidais do campo magnético, é crucial, não apenas para motores de indução de frequência fixa, mas também para motores síncronos de indução de frequência variável. Certa vez, projetei dois motores com desempenhos diferentes para reduzir custos na indústria de máquinas têxteis. Naturalmente, o mais importante era a ausência de polos inclinados, o que resultava em uma inconsistência sinusoidal do campo magnético no entreferro. Como o trabalho era realizado em alta velocidade, o consumo de ferro era relativamente alto, resultando em perdas significativas nos dois motores. Após alguns cálculos, constatou-se que o consumo de ferro do motor sob o algoritmo de controle era mais que o dobro. Isso também serve de alerta para a necessidade de um algoritmo de controle adequado para motores com regulação de velocidade por conversão de frequência.
4. Diminuir a densidade magnética
Aumentar o comprimento do núcleo de ferro ou a área de condutividade magnética do circuito magnético reduz a densidade do fluxo magnético, mas a quantidade de ferro utilizada pelo motor aumentará proporcionalmente;
5. Reduzir a espessura do cavaco de ferro para diminuir a perda de corrente induzida.
Se a chapa de aço silício laminada a frio for usada em vez da chapa de aço silício laminada a quente, a espessura da chapa de aço silício poderá ser reduzida, mas a chapa fina do núcleo de ferro aumentará o número de cavacos de ferro e o custo de fabricação do motor.
6. A chapa de aço silício laminada a frio com boa permeabilidade magnética é utilizada para reduzir a perda por histerese.
7. Revestimento isolante de alto desempenho em aparas de ferro
8. Tratamento térmico e tecnologia de fabricação
9. A tensão residual após a usinagem do cavaco de ferro afetará seriamente as perdas do motor, e a direção de corte e a tensão de cisalhamento da punção têm grande influência nas perdas do núcleo de ferro durante a usinagem da chapa de aço silício. O corte na direção de laminação da chapa de aço silício e o tratamento térmico da chapa de aço silício puncionada podem reduzir as perdas em 10% a 20%.
Data da publicação: 27/11/2023