1. Antecedentes técnicos
El proceso de producción del núcleo del motor incluye principalmente estampado, clasificación por estampado, apilado y otros pasos, que involucran procesos convencionales como remachado, soldadura y pandeo. Durante el procesamiento de estos procesos, el área de procesamiento de la lámina de acero eléctrico a menudo tiene problemas tales como deformación, fragilización y formación de una zona de reacción térmica, lo que resulta en el deterioro de las propiedades magnéticas. Por lo tanto, es muy importante detectar el nivel de rendimiento magnético del área local del núcleo de hierro para evaluar el rendimiento del núcleo de hierro y mejorar su tecnología de fabricación.
El método de la bobina se utiliza actualmente como método de medición del flujo magnético local para núcleos de hierro, pero este método requiere perforar agujeros en la placa de acero, lo que puede afectar la distribución de la densidad del flujo magnético. Para evitar este problema, hemos desarrollado y aplicado recientemente un método de medición no destructivo utilizando una sonda de aguja. Este método utiliza una técnica de medición magnética local que combina tecnología de sonda (distancia entre sondas: 3.5 mm) y tecnología de micro bobina H (2 mm × 2 mm), que permite una medición no destructiva sin dañar el núcleo del motor. El flujo magnético local y la intensidad del campo magnético de la lámina de acero eléctrica no orientada recubierta, lo que es beneficioso para estudiar la influencia de la tensión y la tensión generadas en el proceso de producción del núcleo sobre las propiedades magnéticas.
2. Método de prueba
Sonda y bobina H. Cálculo de la densidad de flujo magnético local del núcleo del estator: es decir, el voltaje inducido entre las sondas en forma de aguja colocadas en contacto con la superficie de la placa de acero es igual al voltaje inducido por el flujo magnético que pasa a través de la mitad del circuito cerrado. área de la sección transversal debajo del punto de contacto de la sonda. Suponiendo que la distancia entre las dos sondas es de 1 mm, la densidad de flujo magnético se calcula mediante la siguiente ecuación.
Bi = (2/SBi) ∫ eBi dt (i: x，y) (1)
Entre ellos, SBi es el área efectiva de las sondas para detectar el flujo magnético y eBi es la diferencia de potencial entre las sondas con forma de aguja.
Utilizando el voltaje inducido de la bobina H colocada sobre la superficie de la placa de acero, la intensidad del campo en la superficie de la placa de acero se calculó mediante la siguiente ecuación.
Hi= (1/μ0SHiNHi)∫ eHi dt (i: x，y) (2)
Entre ellos, μ0 es la permeabilidad al vacío, SHiNHi es el área efectiva de vueltas de la bobina H y eHi es el voltaje de salida de la bobina H.
La Figura 1 es un diagrama esquemático del método de prueba utilizado para medir la distribución del flujo magnético y la intensidad del campo magnético alrededor de la costura de soldadura del núcleo del estator del motor.
La Figura 2 muestra la bobina H de la sonda de aguja y el sistema de accionamiento del motor. El sistema de accionamiento del motor emplea un mecanismo en el que el motor bajo prueba está acoplado a un motor de accionamiento externo a través de una polea, y el motor bajo prueba gira a una velocidad específica. El motor probado es un motor síncrono de imanes permanentes (estator: 18 ranuras, rotor: 12 polos), con un diámetro de estator de ϕ 200 mm, un diámetro de rotor de ϕ 114 mm y una altura de pila de 30 mm. Las uniones entre las capas del estator se fijan mediante soldadura.
3. Análisis de resultados
La Figura 3 muestra la distribución de la densidad de flujo magnético medida con la técnica de la sonda. El valor de cada punto de medición es el valor absoluto máximo del vector de flujo magnético durante una revolución del rotor. Se detectó un punto de baja densidad de flujo magnético en la parte trasera del núcleo del estator, cerca de la soldadura.
La Figura 4 muestra la intensidad de campo medida por la bobina H. Como en el caso de la distribución de densidad de flujo magnético, el valor de cada punto de medición es el valor absoluto máximo del vector de intensidad del campo magnético cuando el rotor gira una revolución, y la distribución de intensidad del campo magnético en la parte trasera del núcleo del estator cerca de la soldadura. es diferente de la de la parte no soldada.
La Figura 5 muestra los resultados del análisis numérico de la distribución de la densidad de flujo magnético y la distribución de la intensidad del campo. En este análisis, se investiga la influencia de la soldadura en las propiedades magnéticas del núcleo del estator mediante un análisis acoplado de la estructura térmica y el campo electromagnético. Cuando no se considera la influencia de la tensión, no cambian ni la distribución de la densidad del flujo magnético ni la distribución de la intensidad del campo magnético alrededor de la soldadura. Por el contrario, al considerar la tensión residual debida a la soldadura, se encontró deterioro alrededor de la soldadura y se obtuvo una distribución similar a los valores medidos de densidad de flujo magnético y fuerza del campo magnético.
