PDF《不同频率下变频电机硅钢片的磁性能》

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2 April

2017 第34卷第2期2017年 4月 文章编号: 1671-7872(2017)02-0120-04 第2期 王立涛, 等: 不同频率下变频电机硅钢片的磁性能 机用硅钢片为研究对象, 对硅钢片在高频(400 Hz)和工频(50 Hz)的铁损进行分析研究, 并探讨退火过程中退 火温度和时间对不同频率条件下磁损耗的影响规律, 以期为变频电机用硅钢生产技术的发展提供基础.

1 实验材料和方法 实验选用的硅钢片为工业生产的冷硬板, 其主 要成分如表1.采用超低C、 超低S的设计, 保证硅 钢材料杂质元素尽可能少, 避免由杂质元素带来的 硅钢磁性恶化现象. 钢板的生产过程为: 经顶底复吹转炉冶炼, 并浇铸成连铸坯, 然后热轧到2.3 mm的热轧板, 中间经常化 处理后, 冷轧到 0.35 mm 厚;

试样的退火温度处于 900~1

040 ℃范围内, 退火时间为 35~50 s.试样在日本 SK300交直流磁性测量仪上采用16片艾泼斯坦方圈的方法进行磁性测量.

2 实验结果和讨论 2.1 硅钢片铁损随退火温度的变化 图1是不同频率下试样铁损 P1.5/50 与P1.0/400 随退火温度的变化情况.其中:P1.5/50 表示磁感应强度为 1.5 T、 频率为50 Hz时的铁损;

P1.0/400 表示磁感应强度为1.0 T、 频率为400 Hz时的铁损.从图1可以看到: 当 退火温度低于980 ℃时, P1.5/50 随着退火温度的升高而降低;

当退火温度高于980 ℃时, P1.5/50 随着退火温度的 升高而升高;

400 Hz时, 在900~1

040 ℃范围内, 铁损 P1.0/400 随着退火温度的升高均呈增加趋势, 这是由于随 温度变化铁损中磁滞损耗和涡流损耗的变化不同所致. 冷轧无取向硅钢的铁损 P 主要由磁滞损耗 Ph 和涡流损耗 Pe 组成. P 既取决于材料本身化学成分, 也 取决于该材料在交变磁场中的工作频率f. Ph 与f成正比, Pe 与f2成正比, 故P=af + bf

2 (1) 其中 a 和b是与 f 无关的常数.随着频率的提高, Pe 在总铁损 P 中的比例增加, 因此, 和低频铁损相比, 高 频铁损中 Pe 的比例随着频率的升高而逐渐增加, 如图2所示. 图3为不同频率条件下(50,

400 Hz)试样磁滞损耗和涡流损耗的变化规律.由图3可以看出: 退火温度每 升高20 ℃,

50 Hz试样磁滞损耗随着退火温度的升高而降低;

而在400 Hz下, 当退火温度低于960 ℃时, 试样 磁滞损耗随着退火温度的升高而降低, 但当退火温度高于980 ℃时, 试样磁滞损耗随着退火温度的升高而出 现升高的趋势, 所以硅钢片的总损耗随着退火温度的升高呈快速升高的趋势. 2.2 硅钢片磁滞损耗和涡流损耗随退火时间的变化 图4给出了不同退火时间对试样低频 P1.5/50 和高频 P1.0/400 磁滞损耗和涡流损耗变化的规律.由图4可以 看出: 低频下总损耗 P1.5/50 中, 磁滞损耗为主, 随着退火时间的增加, 磁滞损耗呈增加趋势, 而涡流损耗呈降低 图2 涡流损耗比例随退火温度的变化曲线 Fig.

2 Change curves of eddy current loss ratio with annealing temperature 图1 试样铁损P1.5/50与P1.0/400随退火温度的变化曲线 Fig.

1 Change curves of iron loss of P1.5/50 and P1.0/400 with annealing temperature 表1 实验用硅钢主要成分(w/%) Tab.

1 Maincomponents of siliconsteelforexperiment(w/%) C ≤0.003

0 Si 2.00~2.50 Mn 0.21 P 0.015 S ≤0.003

0 Al 0.65~0.90

121 安徽工业大学学报(自然科学版)

2017 年 趋势;

高频下总损耗 P1.0/400 中, ........