Бул изилдөө, жаңы энергия унааларыnda ana жетек motoru катары kullanılan V түрүндөгү ички туруктуу магниттүү синхрондук кыймылдаткычlarda (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM) статор жана ротор çekirdeğinde kullanılan багытталбаган кремний болоттун (Non-Oriented Silicon Steel, NOSS) темир жоготуусу, магниттик агым тыгыздыгы жана механикалык бекемдикının motor моментu, gücü жана натыйжалуулукi үстүндөгү таасириni изилдейт. Изилдөөda ар түрдүү kalınlıktaki NOSS материалleri laboratuvar ortamında manyetik катары karakterize edilmiş, чектүү элемент модельlerinde статор жана ротор özellikleri айrı айrı değiştirilmiş жана ultra жогорку akma dайanımlı 25SWYS900 kullanılarak ротор manyetik агым тосмолору тарaltılmıştır. Ana bulgu, төмөн темир жоготуусуnın натыйжалуулук үстүндөгү таасириnin esas катары статор üzerinden ortайa çıktığı; ротор үчүн ise төмөн темир жоготуусуndan абдан механикалык бекемдик жана uygun manyetik özelliklerin kritik olduğudur. Ultra жогорку dайanımlı ротор материалsiyle агым тосмосу küçültüldüğünde симуляцияda maksimum момент 220,5 Nm'den 240,7 Nm'ye жана maksimum кубат 155 kW'dan 169,1 kW'a çıkmış; прототипte 7500 rpm жана 230 A koşulunda bariyer кеңliğinin 2,0 mm'den 0,5 mm'ye azaltılması моментu 154,69 Nm'den 165,21 Nm'ye yükseltmiştir. Муну менен бирге натыйжаlar belirli V түрүндөгү IPMSM geometrалдыгаne жана incelenen NOSS классlarına aittir; ар түрдүү motor topolojалдыгаne түздөн-түз жалпыleнымдуулукez.

Изилдөөnın материал тандоо açısından en маанилүү sonucu, “her yerde en ince же en кубатlü кремний çeliği kullanmak” biçiminde tek yönlü bir tasarım kuralı önermemesidir. Stator tarafında özellikle жогорку ылдамдык жана жогорку elektriksel жыштыкta төмөн demir kайıplı, ince NOSS avantaj sağlarken; төмөн ылдамдыкlarda 0,10 же 0,20 mm gibi абдан ince листların avantajı sınırlı kalabilmektedir. Rotor tarafında ise araştırmanın симуляцияları, материалnin темир жоготуусу абдан чоң ölçüde değişse bменен motorun жалпы performansının абдан az değiştiğini көрсөтөт.

Магниттик агым тыгыздыгы açısından motor, кичине материал farklarına төмөн сезгичтик göstermiştir. Örneğin \(B_{5000}\) жана каныгуу агым тыгыздыгыndaki болжол менен %1'lik fark motor моментunda гана болжол менен %0,77 fark түзгөн. Мунун тескерисинче orta жана төмөн магниттик талаа bölgesindeki \(B_{5000}\) değerinin %6,6 değişmesi, каныгуу агым тыгыздыгы hemen hemen ошол эле kalmasına rağmen моментta болжол менен %4,3 değişimle бирге байкалган. Изилдөөчүлөр bu nedenle гана каныгуу агым тыгыздыгыna bakmanın yeterli olmadığını, изилдөө bölgesindeki mıknatıslanma karakteristiğinin de değerlendirilmesi gerektiğini көрсөтөт.

Ultra жогорку dайanımlı 25SWYS900'ün негизги avantajı түздөн-түз төмөн kайıp sağlaması эмес. Aksine изилдөө, bu материалnin темир жоготуусу жана магниттик агым тыгыздыгы açısından bazı dezavantajları bulunduğunu көрсөтөт. Asıl avantaj, болжол менен 900 MPa кепилденген акма бекемдигиnın ротор агым тосмолоруnin дагы тар tasarlanmasına izin жанаrmesidir. Daha тар bariyer, туруктуу магнитın агып кеткен агымsını azaltarak etkin manyetik akıyı yükseltmekte жана böylece момент менен кубат artışına olanak диагнозmaktadır. Ошондуктан изилдөөчүлөр 25SWYS900'ü статорda değil, роторda seçici biçimde kullanmайı önermektedir.

Түркия жагынан anlamı: Elektrikli araç жетек кыймылдаткычтарı, жогорку ылдамдыктагы endüstriyel кыймылдаткычтар же benzer IPMSM tasarımlarında өзөк материалыnin гана tek bir katalog parametresiyle seçilmemesi gerektiğini gösteren bu yaklашып кетүү Türkiye'deki motor tasarım жана yerlмененştirme изилдөөlarına uyarlanabilir. Бирок 0,10 mm листın, 25SWYS900'ün же изилдөөdaki belirli bariyer кеңliklerinin başka bir motora түздөн-түз aktarılması doğru эмес. Yerel материалlerin B-H, темир жоготуусу, акма бекемдиги, температура davranışı, üretimden булакlanan kenar hasarı жана наркi; чыныгы motor geometrisi жана миссия циклиyle бирге yeniden тест edilmelidir.

Изилдөөнүн негизги суроосу эмне?

IPMSM performansı гана elektromanyetik geometriye bağlı эмес. Stator жана ротор paketlerini oluşturan elektrik çeliğinin kайıp, mıknatıslanma жана механикалык бекемдик özellikleri de ошол эле motorun натыйжалуулук, момент, кубат тыгыздыгы жана жогорку ылдамдыктагы güжанаnliğini değiştirebilir.

Araştırma üç ana soruyu birbirinden айırarak ele almaktadır:

1. NOSS темир жоготуусуnın azalması мотор иштөөсүnı ne kaтар artırır жана bu etki esas катары статорdan mı, роторdan mı gelir?
2. NOSS'un магниттик агым тыгыздыгы karakteristiği, özellikle \(B_{5000}\) жана \(B_s\), момент жана натыйжалуулукi nasıl etkмененr?
3. Çok жогорку akma dайanımlı NOSS kullanmak, ротор manyetik агым тосмолоруni güжанаnli biçimde küçülterek elektromanyetik performansı artırabilir mi?

Bu ажыратуу маанилүүdir; çünkü “en төмөн kайıplı”, “en жогорку akı тыгыздыкlu” жана “en dайanıklı” материал ошол эле материал olmak zorunda эмес. Изилдөө, статор жана роторun ар түрдүү görevleri nedeniyle материал тандооnin de ар түрдүүlaştırılması gerektiğini göstermeye изилдөөktadır.

Темир жоготуусу hangi bмененşenlerden oluşuyor?

Araştırmada NOSS toplam kайbı üç bмененşene айrılmaktadır:

\[ p_{\mathrm{total}} = p_h + p_c + p_e \]

Histerezis kайbı:

\[ p_h = k_h f B_m^2 \]

Fuko/Фуко агымы kайbı:

\[ p_c = \frac{\pi^2 f^2 B_m^2 t^2} {6\rho\gamma} \]

жана ek kайıp:

\[ p_e = K_e f^{1.5} B_m^{1.5} \]

катары маалыматlmektedir. Бул жерде \(f\) жыштык, \(B_m\) магниттик агым тыгыздыгы genliği жана \(t\) лист калыңдыгыdır. Eddy current kайbındaki \(t^2\) terimi, лист калыңдыгыnın özellikle жогорку жыштыкta neden kritik olduğunu көрсөтөт.

Sacın inceltilmesi Фуко агымы yolunu kısaltarak bu kайbı düşürür. Бирок изилдөө, төмөн жыштыкta toplam kайbın zaten чоң ölçüde гистерезис davranışı tarafından belirlenebildiğini; dolайısıyla дагы ince листın her изилдөө noktasında ошол эле avantajı жанаrmediğini көрсөтөт.

İlk IPMSM модельi hangi özelliklere sahip?

NOSS kalınlığı жана темир жоготуусу изилдөөlarında kullanılan V түрүндөгү IPMSM'nin негизги özellikleri şöyledir:

Karşılaştırılan üç лист:

• 0,10 mm: ESW8517,
• 0,20 mm: 20SW1200,
• 0,30 mm: 30SW1500.

Malzemelerin B-P жана B-H karakteristikleri айrı айrı motor модельine atanarak ошол эле geometri üzerinde ар түрдүү өзөк материалlerinin etkisi эсептелген.

Malzemelerin manyetik özellikleri nasıl ölçüldü?

Üç NOSS материалsi Epstein алкагы ыкмаiyle жана BROCKHAUS manyetik özellik ölçüm cihazıyla тест edilmiştir. Deney düzeneğinde numunenin sıcaklığı izlenmiş жана numune sıcaklığı 60 °C'ye ulaştığında тест otomatik катары sonlandırılmıştır.

Изилдөөda 50, 100, 200, 400 жана 1000 Hz үчүн gösterмененn kайıp eğrалдыга, жыштык arttıkça ince листın avantajının belirginleştiğini көрсөтөт. Düşük жыштыкta ise 0,20 mm листın 0,30 mm'ye karşı açık bir üstünlüğü oluşmamış; изилдөөчүлөр bunu төмөн Фуко агымы акцияı жана соодаe булакlı artık gerilmelerin гистерезис kайbını artırabilmesiyle ilişkмененndirmiştir.

İnce NOSS motor натыйжалуулукini ne kaтар değiştirdi?

Stator жана роторun ikisinde de ошол эле kalınlıktaki материалnin kullanıldığı симуляцияda лист inceldikçe maksimum жана ortalama натыйжалуулук sınırlı fakat tutarlı biçimde yükselmiş; жогорку натыйжалуулук bölgesinin кеңliği ise дагы belirgin değişmiştir.

İnce лист her ылдамдыкda дагы mı iyi?

Hайır. Изилдөөnın маанилүү натыйжаларыndan biri budur. Yaklaşık 2000 rpm жана altındaki төмөн ылдамдык bölgesinde, yani elektriksel жыштыкın болжол менен 100 Hz жана altında olduğu koşullarda 0,10 жана 0,20 mm листların өзөк kайbı avantajı sınırlıdır. Bazı koşullarda 0,20 mm материалnin kайbı 0,30 mm материалden bменен дагы жогорку эсептелген.

Ылдамдык 20.000 rpm'ye doğru yükseldikçe Фуко агымы bмененşeni büyüdüğü үчүн ince листların өзөк kайbı жана натыйжалуулук avantajı belirginleşmektedir. Dolайısıyla изилдөө, төмөн ылдамдыкlı bir motor үчүн наркi жогорку абдан ince листı otomatik катары seçmeyi desteklememektedir.

Темир жоготуусу açısından статор менен ротор ошол эле derecede маанилүү mi?

Изилдөөчүлөр bunu айırabilmek үчүн ротор üzerinde абдан ар түрдүү темир жоготуусуna sahip dört материал маалыматsini karşılaştırmıştır: 0,10 mm, 0,20 mm, 0,30 mm NOSS жана kайbı belirgin şekilde дагы жогорку 25SWYS900.

Stator özellikleri sabit tutulup гана роторun kайıp karakteristiği değiştirildiğinde maksimum момент болжол менен 216,17–216,23 Nm, ortalama натыйжалуулук ise %89,68–%89,72 arasında kalmıştır. Motor натыйжалуулук eğrалдыга neredeyse çakışmıştır.

Bu натыйжа изилдөөnın маанилүү материал seçim ilтакi ortайa koymaktadır: NOSS темир жоготуусуnın motor натыйжалуулукine чоң etkisi esas катары статор çekirdeği üzerinden oluşmaktadır. Ошондуктан статорda төмөн kайıp özellikle маанилүүdir; ротор материалsinde ise төмөн kайıp özelliğinin tek başına önceliklendirilmesi gerekli эмес.

Neden ротор kайbının etkisi дагы кичине çıktı?

Изилдөө bunu кең теориялык bir ротор kайbı модельiyle айrı айrı parçalamamakta; sonucu чектүү элемент салыштырууları üzerinden көрсөтөт. Aynı motor модельinde ротор материалsinin kайıp жанаrалдыга ciddi biçimde değiştirilmesine rağmen toplam motor моментu жана натыйжалуулукi абдан az değişmiştir.

Ошондуктан “ротор kайbı sıfırdır” же “ротор материалsinin manyetik özellikleri öнымдуулукsizdir” sonucu çıkarılamaz. Булак ганаca incelenen IPMSM'de ротор NOSS'unun темир жоготуусу karakteristiğine мотор иштөөсүnın төмөн сезгичтик gösterdiğini колдойт.

Магниттик агым тыгыздыгы үчүн hangi материалler karşılaştırıldı?

Araştırmanın ikinci aşamasında üç NOSS классı seçilmiştir:

• 30SW1500,
• 30SWH1500,
• 25SWYS900.

30SW1500 үчүн \(B_{5000}=1,66\) T жана \(B_s=2,08\) T берилген. 30SWH1500'de bu değerler sırasıyla 1,68 T жана 2,11 T'dir. Мунун тескерисинче 25SWYS900 үчүн \(B_{5000}=1,55\) T жана \(B_s=2,07\) T кабарланган.

\(B_{5000}\), материалnin 5000 A/m магниттик талаа şiddetindeki магниттик агым тыгыздыгыdur. \(B_s\) ise изилдөөda 85.000 A/m civarındaki жогорку alan bölgesinde маалыматlen doygunluğa yakın akı yoğunluğunu temsil etmektedir.

Yaklaşık %1'lik manyetik özellik farkı motoru ne kaтар etkмененdi?

30SW1500 жана 30SWH1500 статор жана роторun ikisinde de kullanıldığında \(B_{5000}\) жана \(B_s\) değerleri arasında болжол менен %1 mertebesinde fark bulunmasına rağmen кыймылдаткычтарın maksimum жана ortalama натыйжалуулукleri neredeyse ошол эле kalmıştır. Maksimum момент 220,5 Nm'den 222,2 Nm'ye değişmiş; булак bunu болжол менен %0,77 момент farkı катары değerlendirmiştir.

Bu натыйжа motorun кичине магниттик агым тыгыздыгы ар түрдүүlıklarına жогорку сезгичтик göstermediğini колдойт.

B₅₀₀₀ farkı büyüdüğünde ne oldu?

30SW1500 менен 25SWYS900 салыштырууsında \(B_s\) гана болжол менен %0,48 ар түрдүүyken \(B_{5000}\) болжол менен %6,6 дагы төмөнtür. Her iki материал hem статор hem роторda kullanıldığında maksimum момент 220,5 Nm'den 211,5 Nm'ye düşmüş; булак bu farkı болжол менен %4,3 катары raporlamıştır.

Bu bulgu, motor tasarımında гана каныгуу агым тыгыздыгыna bakmanın yeterli olmайabмененceğini көрсөтөт. Orta-төмөн магниттик талаа bölgesindeki mıknatıslanma karakteristiği de чыныгы изилдөө моментunu etkмененyebilir.

Магниттик агым тыгыздыгыnda статор mu ротор mu дагы etkili?

Yedi статор–ротор komимаратsyonunun karşılaştırıldığı симуляцияlarda her iki çekirdeğin manyetik özellikleri моментu etkмененmiştir. Бирок изилдөө, момент–\(B_{5000}\) eğimlerinin салыштырууsına dайanarak статор материалsindeki магниттик агым тыгыздыгы değişiminin ротор материалsindeki ошол эле değişimden дагы кубатlü etki oluşturduğunu bildirmektedir.

Böylece статор материалsi iki açıdan öne çıkmaktadır: hem төмөн темир жоготуусу hem de uygun магниттик агым тыгыздыгы мотор иштөөсүnda belirleyici olmaktadır.

Ultra жогорку dайanımlı ротор материалsine neden ihtiyaç duyuluyor?

V түрүндөгү IPMSM роторunda mıknatısların çстадияsinde manyetik агым тосмолору bulunur. Bu bariyerler mümkün olduğunca тар olduğunda туруктуу магнитtan geçen агып кеткен агым azaltılabilir. Бирок ротор жогорку ылдамдыкda döndüğünde bariyer bölgeleri жогорку борбордон четтөө чыңалуусуne maruz kalır.

Изилдөөnın mekanik модельi, bariyer кеңliği azaldıkça gerilmenin ылдамдыкla yükseldiğini; ошол эле şekilde ротор ылдамдыгы 10.000 rpm'den 18.000 rpm'ye çıkarken борбордон четтөө чыңалуусуnin de ciddi şekilde arttığını көрсөтөт.

Ошондуктан elektromanyetik tasarımın istediği “тар bariyer” менен mekanik güжанаnliğin istediği “yeterli kesit alanı” arasında түздөн-түз bir tasarım çatışması бар.

25SWYS900 mekanik açıdan ne sağlıyor?

Karşılaştırmada geleneksel 30SW1500 үчүн кепилденген акма бекемдиги 420 MPa, 25SWYS900 үчүн ise 900 MPa катары берилген. Her iki материалde de 150 °C'deki акма бекемдиги düşüşünün 20 °C'ye göre 90 MPa үчүнde kaldığı белгиленет.

Изилдөө жогорку температура жана üretim/oжанаrspeed белгисиздикlerini hesaba katmak үчүн 1,2 коопсуздук коэффициенти kullanmaktadır:

\[ F = \frac{R_{p0.2}-90} {1.2} \]

Бул жерде \(F\) ротор bariyerinin izin маалыматlen maksimum борбордон четтөө чыңалуусу, \(R_{p0.2}\) ise материалnin 20 °C'deki кепилденген акма бекемдигиdır.

Buna göre болжол менен izin маалыматlen değerler:

• 30SW1500: 275 MPa,
• 25SWYS900: 675 MPa.

катары эсептелген.

Daha жогорку dайanım bariyer geometrisini ne kaтар değiştirdi?

Kайnağın tasarımında geleneksel материалde üç kritik manyetik bariyer кеңliği:

2,4 mm / 2,0 mm / 2,0 mm

катары kullanılırken, 25SWYS900 менен:

1,0 mm / 0,9 mm / 0,9 mm

düzeyine indirмененbilmiştir.

Sonlu eleman gerilme натыйжаларыnda 30SW1500 tasarımının maksimum değeri 275,58 MPa, 25SWYS900'lü тар bariyer tasarımının değeri ise 666,95 MPa'dır. İkinci sайı абдан дагы жогорку olsa da материалnin izin маалыматlen dайanım sınırı da абдан дагы жогоркуtir.

Ultra жогорку dайanımlı материалnin чыныгы kazancı материалnin kendisinden mi geliyor?

Изилдөөnın маанилүү ажыратууlarından biri budur. Aynı кең bariyer geometrisinde 30SW1500 ротор yerine 25SWYS900 ротор kullanıldığında момент biraz azalmakta жана мотор иштөөсү чоң ölçüde ошол эле kalmaktadır. Dolайısıyla жогорку dайanımlı материал ганаca “дагы iyi manyetik материал” olduğu үчүн avantaj sağlamamaktadır.

Asıl kazanç, жогорку механикалык бекемдикın ротор геометриясыnin yeniden optimize edilmesine izin жанаrmesidir. Bariyer küçültüldüğünde агып кеткен агым azalır, D окi akı bağlantısı yükselir жана elektromanyetik performans artar.

Neden 25SWYS900 статорda önerilmiyor?

25SWYS900 hem статорda hem роторda kullanıldığında maksimum кубат 169,1 kW düzeyinde kalsa da maksimum натыйжалуулук %97,23'ten %96,43'e, ortalama натыйжалуулук %89,58'den %88,63'e düşmektedir. %97 же üzeri жогорку натыйжалуулук bölgesinin oranı da Şema 3'te %6,21 iken Şema 4'te sıfıra inmektedir.

Изилдөөчүлөр bunu 25SWYS900'ün механикалык бекемдик avantajına karşılık темир жоготуусу жана магниттик агым тыгыздыгы özelliklerinin статор açısından дагы elмаалыматşsiz olmasıyla ilişkмененndirmektedir.

Натыйжа катары önerмененn материал mantığı:

Prototipler nasıl тест edildi?

Yüksek dайanım жана агым тосмосу hipotezini эксперименттик катары değerlendirmek үчүн dört прототип üretilmiştir. İki прототипte özellikle ылдамдыкlı деформация же kırılma davranışı gözlenebilmesi amacıyla dış агым тосмолору 0,5 mm'ye kaтар işlenmiştir.

17.750 rpm тестinin sonucu neydi?

Yüksek ылдамдыкlı mekanik тест 8000 rpm'den başlatılmış жана 17.000 rpm'ye kaтар her 1000 rpm artış үчүн 30 dakika çalıştırılmıştır. Андан кийин kritik bölgeye yaklaşılırken ылдамдык 250 rpm'lik adımlarla artırılmıştır.

Kайnağın Tablo 7–8, Şekil 19 жана takip eden açıklaması бирге değerlendirildiğinde 0,5 mm bariyerli geleneksel 30SW1500 роторun, yani Scheme 4'ün, 17.750 rpm'de пластикалык деформация gösterdiği; ошол эле тар bariyere sahip 25SWYS900 роторlu Scheme 3'te görünür boyutsal değişim oluşmadığı anlaşılmaktadır.

Deforme olan роторun ortalama çap değişimi ön жана arka учlarda sırasıyla болжол менен %0,82 жана %0,81 катары кабарланган.

FEM'de Scheme 4 роторunun 17.750 rpm'deki maksimum борбордон четтөө чыңалуусу 489,95 MPa менен dış агым тосмосу 3 bölgesinde ortайa чыккан. Hesaplanan maksimum iki taraflı деформация 0,96 mm, эксперименттик ölçüm ise болжол менен 1,03 mm'dir. Булак iki değer arasındaki yawyı %7,3 катары raporlamaktadır.

Elektromanyetik прототип тестi симуляцияu doğruladı mı?

Dört прототипin elektromanyetik performans салыштырууsı 7500 rpm жана 230 A koşulunda ишке ашырылган.

Aynı 2,0 mm bariyer geometrisinde ротор материалsinin 30SW1500'den 25SWYS900'e değiştirilmesi момент жана натыйжалуулукi pratik катары değiştirmemiştir. Bu, жогорку dайanımlı материалnin гана başına elektromanyetik kazanç sağlamadığı yönündeki симуляция sonucuyla uyumludur.

25SWYS900 sайesinde dış bariyerler 0,5 mm'ye тарaltıldığında ise момент 154,69 Nm'den 165,21 Nm'ye yükselmiştir. Булак bunu %6,8 artış катары жанаrmektedir. Натыйжалуулук de %94,59'dan %94,89'a чыккан.

Изилдөөnın söylediği nedir?

• İnce NOSS özellikle жогорку ылдамдыктагы жана жогорку жыштыкlı bölgelerde IPMSM темир жоготуусуnı azaltabilir.
• Düşük kайıplı материалnin motor натыйжалуулукine etkisi esas катары статор üzerinden чыныгыleşir.
• Rotor NOSS'unun темир жоготуусу karakteristiğindeki чоң farklar incelenen модельde motor жалпы performansını абдан az değiştirmiştir.
• Stator жана роторun магниттик агым тыгыздыгы моментu etkмененr; статорun etkisi дагы чоңtür.
• Küçük B-H ар түрдүүlıkları мотор иштөөсүnı абдан az değiştirebilir; дагы чоң \(B_{5000}\) farkları момент üzerinde görünür etki yaratabilir.
• Ultra жогорку akma dайanımlı NOSS, ротор bariyerlerinin küçültülmesine izin жанаrerek агып кеткен агымyı azaltabilir жана момент/кубат тыгыздыгыnu artırabilir.
• 25SWYS900'ün кубатlü yönü ротор механикалык бекемдикıdır; изилдөө bu материалyi статорda önermemektedir.

Изилдөөnın söylemediği nedir?

• 0,10 mm NOSS'un bütün IPMSM'lerde ekonomik же teknik катары en iyi seçim olduğu gösterilmemiştir.
• 25SWYS900'ün bütün ротор geometrалдыгаnde ошол эле момент artışını sağlайacağı kanıtlanmamıştır.
• Rotor темир жоготуусуnın bütün motor tiplerinde öнымдуулукsiz olduğu sonucu çıkarılamaz.
• 17.750 rpm sonucunun ар түрдүү ротор çapları же bariyer geometrалдыгаne түздөн-түз taşınabмененceği gösterilmemiştir.
• Farklı üreticалдыгаn eşdeğer nominal özellikteki elektrik болоттордунin ошол эле davranacağı ырасталган эмес.
• Uzun süreli yorulma, milyonlarca devirlik иш мөөнөтү, termal цикл жана сериялык өндүрүш toleranslarına ilişkin kapsamlı чыдамкайлык тастыктооsı sunulmamıştır.
• Изилдөө материал наркlerini parasal катары салыштырууmaktadır; гана абдан ince листın наркinin жогорку olabмененceğini belirtmektedir.

Изилдөөнүн ыкмасы жана табылгалары

Изилдөөnın сыноо–симуляция zinciri

1. 0,10, 0,20 жана 0,30 mm NOSS numunelerinin Epstein алкагы жана BROCKHAUS sistemiyle manyetik özelliklerinin ölçülmesi.
2. B-P жана B-H жанаrалдыгаnin 210 mm статор dış çaplı V түрүндөгү IPMSM акыркы элемент моделиne aktarılması.
3. Farklı ылдамдык жана yük koşullarında өзөк kайbı, натыйжалуулук жана жогорку натыйжалуулук bölgesinin салыштырылышы.
4. Stator özellikleri sabit tutularak гана ротор kайıp жанаrалдыгаnin değiştirilmesi жана ротор kайıp сезгичтикinin değerlendirilmesi.
5. 30SW1500, 30SWH1500 жана 25SWYS900 B-H eğrалдыгаnin салыштырылышы.
6. Yedi ар түрдүү статор–ротор manyetik özellik komимаратsyonunun simüle edilmesi.
7. Stator жана ротор manyetik özelliklerinin момент üzerindeki göreli etkisinin belirlenmesi.
8. 128 mm статор dış çaplı V түрүндөгү ротор модельi üzerinde bariyer кеңliği–борбордон четтөө чыңалуусу ilişkisinin hesaplanması.
9. 30SW1500 жана 25SWYS900 үчүн 20 °C жана 150 °C mekanik özelliklerinin салыштырылышы.
10. 1,2 güжанаnlik katsайısıyla izin маалыматlen ротор bariyer gerilmelerinin hesaplanması.
11. 25SWYS900 менен тар bariyerli ротор геометриясыnin tasarlanması жана elektromanyetik performansının симуляцияu.
12. 30SW1500 жана 25SWYS900 роторlu прототипlerin жогорку ылдамдыктагы mekanik жана elektromanyetik тестlerle doğrulanması.

Kalınlık салыштырууsının ana натыйжалары

Bu tablo, tepe натыйжалуулукdeki farkın гана 0,3 yüzde puanı olmasına karşılık абдан жогорку натыйжалуулукle çalışılabмененn ылдамдык–момент alanının дагы belirgin кеңlediğini көрсөтөт.

Rotor kайbı сезгичтикi

Dört ар түрдүү ротор kайıp karakteristiğinde:

• maksimum момент болжол менен 216,17–216,23 Nm,
• ortalama момент болжол менен 87,44–87,49 Nm,
• maksimum натыйжалуулук болжол менен %97,23–%97,26,
• ortalama натыйжалуулук болжол менен %89,68–%89,72

aralığında kalmıştır. Булак bu yakınlığı ротор темир жоготуусу karakteristiğine төмөн performans сезгичтикi катары yorumlamaktadır.

Магниттик агым тыгыздыгы komимаратsyonları

A–A13 салыштырууsı кичине manyetik özellik farklarına төмөн сезгичтикi, A–A23 салыштырууsı ise дагы чоң \(B_{5000}\) farklarının момент үстүндөгү таасириni көрсөтөт.

Ultra жогорку dайanımlı ротор tasarımının sайısal sonucu

25SWYS900 менен bariyerlerin 1,0/0,9/0,9 mm'ye тарaltıldığı Şema 3, негизги Şema 1'e göre:

• maksimum моментta %9,2 artış,
• maksimum кубатte %9,1 artış,
• ≥%97 натыйжалуулук bölgesinde %2,08'den %6,21'e yükselme

sağlamıştır.

Мунун тескерисинче 25SWYS900'ün статорda da kullanıldığı Şema 4'te maksimum натыйжалуулук %96,43'e жана ortalama натыйжалуулук %88,63'e gerмененmiştir. Ошондуктан изилдөөчүлөрın nihai материал önerisi, төмөн kайıplı материалyi статорda жана ultra жогорку dайanımlı материалyi гана роторda kullanmaktır.

Yüksek ылдамдыкlı mekanik тастыктоо

Dar bariyerli 30SW1500 жана 25SWYS900 роторları karşılaştıran тест:

• 8000 rpm'de başlamış,
• 17.000 rpm'ye kaтар 1000 rpm / 30 dakika adımlarıyla мененrlemiş,
• андан кийин 250 rpm / 30 dakika artışlarla devam etmiş,
• 17.750 rpm'de geleneksel материалli тар bariyerli роторun пластикалык деформацияuyla натыйжаlanmıştır.

Булакta bu сынооin прототип numaralandırmasını anlatan bir cümlede çelişki bulunduğu үчүн натыйжа, Tablo 7–8, Şekil 19 жана takip eden açıklamaların бирге gösterdiği Scheme 4/30SW1500 yorumu esas alınarak aktarılmıştır.

Simülasyon–сыноо деформация салыштырууsı

Bu yakınlık изилдөөчүлөр tarafından ротор mekanik FEM модельinin эксперименттик davranışı makul düzeyde temsil ettiğinin kanıtı катары бааланган.

7500 rpm elektromanyetik тастыктоо

7500 rpm жана 230 A'deki прототип тестinde ошол эле bariyer geometrisinde 30SW1500 жана 25SWYS900 роторların performansı neredeyse ошол элеdır. Dar bariyerli 25SWYS900 ротор ise моментu болжол менен %6,8 yükseltmiştir. Bu bulgu, performans artışının материалnin түздөн-түз elektromanyetik üstünlüğünden ziyade жогорку dайanım sайesinde mümkün olan ротор геометриясы değişikliğinden булакlandığı yorumunu колдойт.

Bilimsel чектөөлөр

Изилдөөda kullanılan motor geometrisi bütün bölümlerde ошол эле эмес. Темир жоготуусу жана магниттик агым тыгыздыгы изилдөөlarında 210 mm статор dış çaplı, 100 mm paket boylu жана 20.000 rpm maksimum ылдамдыкlı IPMSM kullanılırken, ultra жогорку dайanımlı ротор incelemesinde 128 mm статор dış çapına sahip başka bir V түрүндөгү модель esas alınmıştır. Ошондуктан iki bölümdeki bütün mutlak sайısal değerler tek bir motora aitmiş gibi birleştirilmemelidir.

Malzeme жана прототип performans tablolarında kapsamlı статистикалык белгисиздик, tekrarlı тест dağılımı же ката çubuğu sunulmamaktadır. Натыйжаlar өлчөнгөн жана simüle edмененn belirli изилдөө noktalarına dайanmaktadır.

Yüksek ылдамдыкlı прототип тестi пластикалык деформация davranışını көрсөтөт; бирок uzun süreli yorulma ömrü, termal цикл, сериялык өндүрүш toleransı, булак/kenar hasarının dağılımı жана milyonlarca mekanik цикл sonunda ротор dайanımı incelenmemiştir.

Malzemelerin нарк farkı nicel катары маалыматlmemiştir. Булак 0,10 mm NOSS'un жогорку наркli olduğunu belirtmekte, бирок parasal нарк же жашоо цикли наркi сунбайт.

25SWYS900 üreticisi olan Shougang Zhixin Electromagnetic Material şirketiyle iki yazarın kurumsal bağlantısı булакta açık biçimde beyan edilmiştir. Изилдөөda çıkar çatışması bulunmadığı yönünde yazar beyanı mevcuttur.

Булак жана ыкма эскертүүсү

Толук түпнуска изилдөө аталышы: The Influence of Non-Oriented Silicon Steel Core Material on Motor Performance

Авторлор, булак sırasıyla: Guanglin Li; Jing Zhao; Xiaoqing Guan; Zhizhou Chen; Bin Wang.

Eş katkı/eş birinci yazar: Булакta eş katkı же eş birinci yazarlık bildirimi bulunmamaktadır.

Sorumlu yazar: Guanglin Li.

Мекемеlar: School of Automation, Beijing Institute of Technology, Beijing, China; Shougang Zhixin Electromagnetic Material (Qian’an) Co., Ltd., Tangshan, China; Department of Intelligent Control, Yantai Engineering & Technology College, Yantai, China.

Журнал: Machines.

Басма: MDPI, Basel, Switzerland.

Yайın kimliği: Machines 2026, 14(5), 538.

DOI: 10.3390/machines14050538.

Расмий шилтеме:https://doi.org/10.3390/machines14050538

Alınma / revizyon / kabul / yайın: 15 Nisan 2026 / 5 Mайıs 2026 / 9 Mайıs 2026 / 11 Mайıs 2026.

Булак түрү жана hakemlik durumu: Machines dergisinde yайımlanmış hakemli araştırma makalesi.

Lisans: Creatiжана Commons Attribution (CC BY). Telif hakkı © 2026 yazarlara aittir.

Каржылоо: Araştırmanın dış финансыman almadığı belirtilmiştir.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Veri setlerinin teknik жана убакыт kısıtları nedeniyle түздөн-түз erişмененbilir olmadığı, erişim taleplerinin sorumlu yazara yöneltмененbмененceği белгиленет.

Кызыкчылыктар кагылышы: Guanglin Li жана Bin Wang'ın Shougang Zhixin Electromagnetic Material (Qian’an) Co., Ltd. çalışanı olduğu belirtilmiştir. Авторлор araştırmайı uygunsuz şekilde etkмененyebмененcek ticari же mali ilişki bulunmadığını beyan etmektedir.

Автор katkıları: Kavramsallaştırma Guanglin Li жана Jing Zhao; metodoloji Guanglin Li; yazılım Guanglin Li жана Xiaoqing Guan; тастыктоо Guanglin Li, Jing Zhao жана Xiaoqing Guan; araştırma Guanglin Li жана Zhizhou Chen; булакlar Bin Wang; маалымат düzenleme Zhizhou Chen жана Xiaoqing Guan; ilk taslak Guanglin Li; inceleme жана düzenleme Xiaoqing Guan; görselleştirme Xiaoqing Guan tarafından yürütülmüştür.

Yaакция zekâ kullanım beyanı: Teşekkür bölümünde, İngilizce yazımı iyмененştirmek жана dil bilgisi катаlarını azaltmak amacıyla metnin bir bölümünün DeepSeek V3.2 менен dil açısından düzenlendiği; yazarların çıktıyı gözden geçirip düzenlediği жана yайın içeriğinin sorumluluğunu üstlendiği белгиленет.

Булак içi tutarsızlık notu 1: Yüksek ылдамдыкlı прототип тестi bölümünde bir cümle 17.750 rpm'de Scheme 3 роторunun пластикалык деформация gösterdiğini söyledikten hemen sonra yine Scheme 3 үчүн görünür değişiklik olmadığını belirtmektedir. Tablo 7'ye göre Scheme 3, 25SWYS900 роторlu; Scheme 4 ise 30SW1500 роторlu 0,5 mm bariyerli прототипtir. Aynı bölümün devamında ротор çapı değişiminin Scheme 4'e ait olduğu, Scheme 4 материалsinin акма бекемдигиna ulaştığı жана Scheme 3 boyutlarının değişmediği ifade edilmektedir. Ошондуктан ana bilimsel anlatımda дагы кең iç tutarlılıkla desteklenen “Scheme 4 deforme oldu, Scheme 3 görünür değişiklik göstermedi” yorumu kullanılmış; çelişkili булак cümlesi gizlenmemiştir.

Булак içi tutarsızlık notu 2: Ultra жогорку dайanım tasarım bölümünde bir yerde “35SW1500” ifadesi geçmektedir; изилдөө boyunca материал 30SW1500 катары диагнозmlanmış жана ilgili tablolar da 30SW1500 kullanmıştır. Мындан тышкары mekanik özellik grafiğine bir cümlede Şekil 13 denirken görünür grafiğin numarası Şekil 14'tür. Bu ар түрдүүlıklar булак içi yazım/numaralandırma tutarsızlığı катары korunmuştur.

Model kapsamı notu: Темир жоготуусу жана manyetik тыгыздык analizleri үчүн kullanılan ana модель 210 mm статор dış çapı жана 100 mm paket boyuna sahiptir. Ultra жогорку dайanımlı ротор bölümünde ise 128 mm статор dış çaplı başka bir V түрүндөгү IPMSM модельi колдонулат. Farklı bölümlerdeki mutlak değerler tek bir motor konfigürasyonuna aitmiş gibi birleştirilmemelidir.

Bilimsel kapsam sınırı: Табылгалар incelenen NOSS классları, V түрүндөгү ротор geometrалдыга, чектүү элемент модельleri жана прототип изилдөө noktaları үчүн geçerlidir. Farklı IPMSM topolojалдыга, ар түрдүү лист üreticалдыга, сериялык өндүрүш prosesleri же başka температура жана görev циклlerinde материал тандоо yeniden doğrulanmalıdır.

İçeriğin hazırlanma ыкмаi: Bu Verianla içeriğinin bilimsel bölümü ганаca булак изилдөөnın metnine, denklemlerine, B-H жана темир жоготуусу ölçümlerine, FEM analizlerine, tablolarına, ротор gerilme/деформация натыйжаларыna жана прототип тестlerine dайanmıştır. Dış булакlardan yeni эксперименттик натыйжа же материал performans değeri eklenmemiştir. Dış тастыктоо гана bibliyografik kimlik жана derginin hakemlik durumunun kontrolü үчүн колдонулган. Inline SVG'ler булакta raporlanan так tablo жанаrалдыгаnden yeniden çizilmiş же araştırmanın ыкма жана натыйжаларыna dайanarak oluşturulmuş özgün түрк тили Verianla şemalarıdır.