通過熱測量法評估硅鋼片切割帶來的鐵損惡化
發布日期:2024-06-26 瀏覽次數:
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在現代工業制造中,電機作為核心組件之一,其性能直接影響到整個系統的表現。電機的心臟部分——鐵心,通常由硅鋼制成。然而在硅鋼的加工過程中,尤其是切割加工,會引起材料內部應力的變化,進而影響其磁特性,導致鐵損增加。鐵損的增加不僅降低了電機的效率,還可能縮短其使用壽命。因此評估和優化硅鋼的加工方法,是電機制造業中的一個重要課題。
為了解決上述問題,日本大分大學佐藤尊等研究人員開發了一種基于熱測量方法的鐵損分布評估系統。該系統利用熱成像相機來捕捉硅鋼在加工后的熱分布情況,從而非接觸地評估鐵損。其原理是利用硅鋼在磁損耗過程中會伴隨著發熱現象,因此通過測量溫度上升程度,可以間接推定鐵損的大小。
研究中使用了兩種不同的切割方法來加工硅鋼樣品:線切割(Wire EDM)和的激光切割(Laser Cutting)。通過比較這兩種方法加工后的鐵損分布來評估不同加工技術對硅鋼片性能的影響。
研究結果顯示,激光切割加工的硅鋼片鐵損明顯高于線切割加工的樣品。這一發現與預期相符,因為激光切割可能會在材料表面引入更多的熱影響和微觀結構變化,從而增加殘留應力,降低材料的磁導率。激光切割樣品的鐵損在接近切割邊緣的部位有顯著增加,這可能與切割過程中產生的熱影響區域有關。
此外,研究還利用探針法測量了樣品的磁通密度分布以進一步分析鐵損增加的原因。結果表明,激光切割樣品的磁通密度從樣品中心到切割邊緣的區域有所下降,這與鐵損分布的變化趨勢一致,進一步證實了激光切割對硅鋼片磁性質的負面影響。為了更深入地理解鐵損的組成,研究團隊還嘗試將鐵損分離為磁滯損耗和渦流損耗,并分析了它們在不同頻率下的分布情況。結果表明,激光切割加工的樣品在中央區域到切割邊緣的區域,磁滯損耗有所下降,而渦流損耗則有所增加。
這項研究為硅鋼片的加工方法提供了重要的見解,并為電機設計和制造提供了有價值的參考。通過熱測量方法評估鐵損分布,不僅可以幫助制造商優化加工過程,減少鐵損,還可以提高電機的性能和可靠性。未來的研究將進一步探討激光切割加工對樣品內部狀態的影響,以及如何通過改進加工技術來降低鐵損,提高硅鋼片的應用性能。
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