Ushbu tadqiqot yangi energiyali transport vositalarida asosiy tortish dvigateli sifatida qo‘llaniladigan V-simon ichki doimiy magnitli sinxron dvigatellarda (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM) stator va rotor o‘zagida ishlatiladigan yo‘naltirilmagan kremniyli po‘latning (Non-Oriented Silicon Steel, NOSS) temir yo‘qotishi, magnit oqim zichligi va mexanik mustahkamligining dvigatel momenti, quvvati va samaradorligiga ta’sirini o‘rganadi. Tadqiqotda turli qalinlikdagi NOSS materiallari laboratoriya sharoitida magnit jihatdan tavsiflangan, chekli element modellarida stator va rotor xususiyatlari alohida-alohida o‘zgartirilgan hamda ultra yuqori oqish mustahkamligiga ega 25SWYS900 yordamida rotor magnit oqim to‘siqlari toraytirilgan. Asosiy xulosa shuki, past temir yo‘qotishining samaradorlikka ta’siri asosan stator orqali yuzaga chiqadi; rotor uchun esa past temir yo‘qotishidan ko‘ra mexanik mustahkamlik va mos magnit xususiyatlar muhimroqdir. Ultra yuqori mustahkamlikdagi rotor materiali bilan oqim to‘sig‘i kichraytirilganda simulyatsiyada maksimal moment 220,5 Nm'den 240,7 Nm'ye va maksimal quvvat 155 kW'dan 169,1 kW'a ko‘tarilgan; prototipda 7500 rpm va 230 A sharoitida to‘siq kengligini 2,0 mm'den 0,5 mm'ye kamaytirish momentni 154,69 Nm'den 165,21 Nm'ye oshirgan. Shunga qaramay, natijalar ma’lum V-simon IPMSM geometriyalari va o‘rganilgan NOSS sinflariga tegishli; ularni boshqa dvigatel topologiyalariga bevosita umumlashtirib bo‘lmaydi.

Material tanlash nuqtai nazaridan tadqiqotning eng muhim natijasi “hamma joyda eng yupqa yoki eng mustahkam kremniyli po‘latdan foydalanish” kabi bir yo‘nalishli dizayn qoidasini tavsiya qilmasligidir. Stator tomonida, ayniqsa yuqori tezlik va yuqori elektr chastotasida temir yo‘qotishi past bo‘lgan yupqa NOSS afzallik beradi; past tezliklarda esa 0,10 yoki 0,20 mm kabi juda yupqa listlarning afzalligi cheklangan bo‘lishi mumkin. Rotor tomonida esa tadqiqot simulyatsiyalari materialning temir yo‘qotishi juda katta darajada o‘zgarsa ham dvigatelning umumiy ishlashi juda kam o‘zgarishini ko‘rsatadi.

Magnit oqim zichligi nuqtai nazaridan dvigatel kichik material farqlariga past sezgirlik ko‘rsatgan. Masalan, \(B_{5000}\) va to‘yinganlik oqim zichligidagi taxminan %1'lik farq dvigatel momentida atigi taxminan %0,77 farq hosil qilgan. Bunga qarshi ravishda, o‘rta va past magnit maydon sohasidagi \(B_{5000}\) qiymatining %6,6 o‘zgarishi, to‘yinganlik oqim zichligi deyarli bir xil qolganiga qaramay, momentda taxminan %4,3 o‘zgarish bilan birga kuzatilgan. Shu sababli tadqiqotchilar faqat to‘yinganlik oqim zichligiga qarash yetarli emasligini, ishchi sohadagi magnitlanish xarakteristikasini ham baholash zarurligini ko‘rsatadi.

Ultra yuqori mustahkamlikdagi 25SWYS900'ning asosiy afzalligi bevosita past yo‘qotish ta’minlash emas. Aksincha, tadqiqot ushbu materialning temir yo‘qotishi va magnit oqim zichligi jihatidan ayrim kamchiliklari borligini ko‘rsatadi. Asosiy afzallik, taxminan 900 MPa kafolatlangan oqish mustahkamligi rotor oqim to‘siqlarini torroq loyihalash imkonini berishidir. Torroq to‘siq doimiy magnitning sizib chiqish oqimini kamaytirib, samarali magnit oqimni oshiradi va shu orqali moment hamda quvvatni ko‘paytirishga imkon beradi. Shu sababli tadqiqotchilar 25SWYS900'ni statorda emas, rotorda tanlab qo‘llashni tavsiya etadi.

Turkiya nuqtai nazaridan ma’nosi: Elektr transport vositasi tortish dvigatellari, yuqori tezlikdagi sanoat dvigatellari yoki shunga o‘xshash IPMSM dizaynlarida o‘zak materialini faqat bitta katalog parametri asosida tanlamaslik kerakligini ko‘rsatadigan bu yondashuv Turkiyadagi dvigatel dizayni va mahalliylashtirish ishlariga moslashtirilishi mumkin. Biroq 0,10 mm listni, 25SWYS900'ni yoki tadqiqotdagi muayyan to‘siq kengliklarini boshqa dvigatelga bevosita ko‘chirish to‘g‘ri emas. Mahalliy materiallarning B-H xususiyatlari, temir yo‘qotishi, oqish mustahkamligi, haroratdagi xatti-harakati, ishlab chiqarishdan keladigan qirra shikastlanishi va narxi real dvigatel geometriyasi hamda ish sikli bilan birgalikda qayta sinovdan o‘tkazilishi kerak.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

IPMSM ishlashi faqat elektromagnit geometriyaga bog‘liq emas. Stator va rotor paketlarini tashkil etuvchi elektr po‘latining yo‘qotish, magnitlanish va mexanik mustahkamlik xususiyatlari ham ayni dvigatelning samaradorligi, momenti, quvvat zichligi va yuqori tezlikdagi xavfsizligini o‘zgartirishi mumkin.

Tadqiqot uchta asosiy savolni bir-biridan ajratib ko‘rib chiqadi:

1. NOSS temir yo‘qotishining kamayishi dvigatel ishlashini qanchalik oshiradi va bu ta’sir asosan statordanmi yoki rotordanmi keladi?
2. NOSS'ning magnit oqim zichligi xarakteristikasi, ayniqsa \(B_{5000}\) va \(B_s\), moment va samaradorlikka qanday ta’sir qiladi?
3. Juda yuqori oqish mustahkamligiga ega NOSS'dan foydalanish rotor magnit oqim to‘siqlarini xavfsiz tarzda kichraytirib, elektromagnit ishlashni oshira oladimi?

Bu ajratish muhim, chunki “eng past yo‘qotishli”, “eng yuqori oqim zichlikli” va “eng mustahkam” material bir xil material bo‘lishi shart emas. Tadqiqot stator va rotorning vazifalari turlicha bo‘lgani sababli material tanlovi ham farqlanishi kerakligini ko‘rsatishga harakat qiladi.

Temir yo‘qotishi qaysi tarkibiy qismlardan iborat?

Tadqiqotda NOSS umumiy yo‘qotishi uchta tarkibiy qismga ajratiladi:

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

Gisterezis yo‘qotishi:

\[ p_h = k_h f B_m^2 \]

Fuko/eddy current yo‘qotishi:

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

va qo‘shimcha yo‘qotish:

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

ko‘rinishida beriladi. Bu yerda \(f\) chastota, \(B_m\) magnit oqim zichligi amplitudasi va \(t\) list qalinligidir. Eddy current yo‘qotishidagi \(t^2\) hadi list qalinligi, ayniqsa yuqori chastotada, nega muhim ekanini ko‘rsatadi.

Listni yupqalashtirish eddy current yo‘lini qisqartirib, bu yo‘qotishni kamaytiradi. Biroq tadqiqot past chastotada umumiy yo‘qotish allaqachon katta darajada gisterezis xatti-harakati bilan belgilanishi mumkinligini; shu sababli yupqaroq list har bir ish nuqtasida bir xil afzallik bermasligini ko‘rsatadi.

Birinchi IPMSM modeli qanday xususiyatlarga ega?

NOSS qalinligi va temir yo‘qotishi tadqiqotlarida qo‘llanilgan V-simon IPMSM'ning asosiy xususiyatlari quyidagicha:

Taqqoslangan uchta list:

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

Materiallarning B-P va B-H xarakteristikalari alohida-alohida dvigatel modeliga biriktirilib, bir xil geometriyada turli o‘zak materiallarining ta’siri hisoblangan.

Materiallarning magnit xususiyatlari qanday o‘lchangan?

Uchta NOSS materiali Epstein ramkasi usuli va BROCKHAUS magnit xususiyatlarni o‘lchash qurilmasi bilan sinovdan o‘tkazilgan. Tajriba qurilmasida namuna harorati kuzatilgan va namuna harorati 60 °C'ga yetganda sinov avtomatik tarzda to‘xtatilgan.

Tadqiqotda 50, 100, 200, 400 va 1000 Hz uchun ko‘rsatilgan yo‘qotish egri chiziqlari chastota ortishi bilan yupqa listning afzalligi yaqqollashishini ko‘rsatadi. Past chastotada esa 0,20 mm listning 0,30 mm'ga nisbatan aniq ustunligi paydo bo‘lmagan; tadqiqotchilar buni eddy current ulushining pastligi va ishlov berishdan keladigan qoldiq kuchlanishlar gisterezis yo‘qotishini oshirishi mumkinligi bilan bog‘laydi.

Yupqa NOSS dvigatel samaradorligini qanchalik o‘zgartirdi?

Stator va rotorning ikkalasida ham bir xil qalinlikdagi material qo‘llanilgan simulyatsiyada list yupqalashgani sari maksimal va o‘rtacha samaradorlik cheklangan, ammo izchil tarzda oshgan; yuqori samaradorlik sohasining kengligi esa ancha yaqqol o‘zgargan.

Yupqa list har bir tezlikda yaxshiroqmi?

Yo‘q. Bu tadqiqotning muhim natijalaridan biridir. Taxminan 2000 rpm va undan past tezlik sohasida, ya’ni elektr chastotasi taxminan 100 Hz va undan past bo‘lgan sharoitlarda 0,10 va 0,20 mm listlarning o‘zak yo‘qotishi bo‘yicha afzalligi cheklangan. Ayrim sharoitlarda 0,20 mm materialning yo‘qotishi hatto 0,30 mm materialnikidan yuqori hisoblangan.

Tezlik 20.000 rpm'ga yaqinlashgan sari eddy current tarkibiy qismi ortgani uchun yupqa listlarning o‘zak yo‘qotishi va samaradorlik afzalligi yaqqollashadi. Shuning uchun tadqiqot past tezlikdagi dvigatel uchun qimmat juda yupqa listni avtomatik ravishda tanlashni qo‘llab-quvvatlamaydi.

Temir yo‘qotishi jihatidan stator va rotor bir xil darajada muhimmi?

Tadqiqotchilar buni ajratish uchun rotorda temir yo‘qotishi juda farq qiladigan to‘rtta material ma’lumotini taqqoslagan: 0,10 mm, 0,20 mm, 0,30 mm NOSS va yo‘qotishi sezilarli darajada yuqori 25SWYS900.

Stator xususiyatlari o‘zgarmas saqlanib, faqat rotorning yo‘qotish xarakteristikasi o‘zgartirilganda maksimal moment taxminan 216,17–216,23 Nm, o‘rtacha samaradorlik esa %89,68–%89,72 oralig‘ida qolgan. Dvigatel samaradorligi egri chiziqlari deyarli ustma-ust tushgan.

Bu natija tadqiqotning muhim material tanlash prinsipini ochib beradi: NOSS temir yo‘qotishining dvigatel samaradorligiga katta ta’siri asosan stator o‘zagi orqali yuzaga keladi. Shu sababli statorda past yo‘qotish ayniqsa muhim; rotor materialida esa past yo‘qotish xususiyatini yakka holda ustuvor qilish shart emas.

Nega rotor yo‘qotishining ta’siri kichikroq chiqdi?

Tadqiqot buni keng nazariy rotor yo‘qotishi modeli bilan alohida tarkibiy qismlarga ajratmaydi; natijani chekli elementlar taqqoslashlari orqali ko‘rsatadi. Ayni dvigatel modelida rotor materialining yo‘qotish ma’lumotlari keskin o‘zgartirilganiga qaramay, umumiy dvigatel momenti va samaradorligi juda kam o‘zgargan.

Shu sababli “rotor yo‘qotishi nol” yoki “rotor materialining magnit xususiyatlari ahamiyatsiz” degan xulosa chiqarib bo‘lmaydi. Manba faqat o‘rganilgan IPMSM'da rotor NOSS'ining temir yo‘qotishi xarakteristikasiga dvigatel ishlashi past sezgirlik ko‘rsatishini qo‘llab-quvvatlaydi.

Magnit oqim zichligi uchun qaysi materiallar taqqoslandi?

Tadqiqotning ikkinchi bosqichida uchta NOSS sinfi tanlangan:

• 30SW1500,
• 30SWH1500,
• 25SWYS900.

30SW1500 uchun \(B_{5000}=1,66\) T va \(B_s=2,08\) T berilgan. 30SWH1500'da bu qiymatlar mos ravishda 1,68 T va 2,11 T'dir. 25SWYS900 uchun esa \(B_{5000}=1,55\) T va \(B_s=2,07\) T qayd etilgan.

\(B_{5000}\) — materialning 5000 A/m magnit maydon kuchlanganligidagi magnit oqim zichligidir. \(B_s\) esa tadqiqotda 85.000 A/m atrofidagi yuqori maydon sohasida berilgan, to‘yinganlikka yaqin oqim zichligini ifodalaydi.

Taxminan %1'lik magnit xususiyat farqi dvigatelga qanchalik ta’sir qildi?

30SW1500 va 30SWH1500 stator hamda rotorning ikkalasida qo‘llanilganda \(B_{5000}\) va \(B_s\) qiymatlari orasida taxminan %1 darajasida farq bo‘lishiga qaramay, dvigatellarning maksimal va o‘rtacha samaradorligi deyarli bir xil qolgan. Maksimal moment 220,5 Nm'den 222,2 Nm'ye o‘zgargan; manba buni taxminan %0,77 moment farqi sifatida baholagan.

Bu natija dvigatel kichik magnit oqim zichligi farqlariga yuqori sezgirlik ko‘rsatmasligini qo‘llab-quvvatlaydi.

B₅₀₀₀ farqi kattalashganda nima bo‘ldi?

30SW1500 va 25SWYS900 taqqoslanganda \(B_s\) atigi taxminan %0,48 farq qilgan, \(B_{5000}\) esa taxminan %6,6 past bo‘lgan. Har ikki material stator va rotorda qo‘llanilganda maksimal moment 220,5 Nm'den 211,5 Nm'ye tushgan; manba bu farqni taxminan %4,3 deb qayd etgan.

Bu topilma dvigatel loyihasida faqat to‘yinganlik oqim zichligiga qarash yetarli bo‘lmasligi mumkinligini ko‘rsatadi. O‘rta-past magnit maydon sohasidagi magnitlanish xarakteristikasi ham real ish momentiga ta’sir qilishi mumkin.

Magnit oqim zichligida statormi yoki rotormi kuchliroq ta’sir qiladi?

Yetti stator–rotor kombinatsiyasi taqqoslangan simulyatsiyalarda har ikki o‘zakning magnit xususiyatlari momentga ta’sir qilgan. Biroq tadqiqot moment–\(B_{5000}\) qiyaliklarini taqqoslashga asoslanib stator materialidagi magnit oqim zichligi o‘zgarishi rotor materialidagi xuddi shu o‘zgarishdan kuchliroq ta’sir hosil qilishini bildiradi.

Shu tariqa stator materiali ikki jihatdan ajralib turadi: ham past temir yo‘qotishi, ham mos magnit oqim zichligi dvigatel ishlashida belgilovchi bo‘ladi.

Nega ultra yuqori mustahkamlikdagi rotor materialiga ehtiyoj bor?

V-simon IPMSM rotorida magnitlar atrofida magnit oqim to‘siqlari joylashadi. Bu to‘siqlar imkon qadar tor bo‘lsa, doimiy magnitdan o‘tadigan sizib chiqish oqimi kamayishi mumkin. Ammo rotor yuqori tezlikda aylanganda to‘siq sohalari katta markazdan qochma kuchlanishga duch keladi.

Tadqiqotning mexanik modeli to‘siq kengligi kamaygani sari kuchlanish tez oshishini; xuddi shuningdek rotor tezligi 10.000 rpm'den 18.000 rpm'ye oshganda markazdan qochma kuchlanish ham jiddiy ko‘payishini ko‘rsatadi.

Shu sababli elektromagnit dizayn talab qiladigan “tor to‘siq” bilan mexanik xavfsizlik talab qiladigan “yetarli kesim yuzi” o‘rtasida bevosita dizayn ziddiyati mavjud.

25SWYS900 mexanik jihatdan nima beradi?

Taqqoslashda an’anaviy 30SW1500 uchun kafolatlangan oqish mustahkamligi 420 MPa, 25SWYS900 uchun esa 900 MPa deb berilgan. Har ikki materialda ham 150 °C'dagi oqish mustahkamligi pasayishi 20 °C'ga nisbatan 90 MPa doirasida qolishi ko‘rsatilgan.

Tadqiqot yuqori harorat va ishlab chiqarish/overspeed noaniqliklarini hisobga olish uchun 1,2 xavfsizlik koeffitsiyentidan foydalanadi:

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

Bu yerda \(F\) rotor to‘sig‘ining ruxsat etilgan maksimal markazdan qochma kuchlanishi, \(R_{p0.2}\) esa materialning 20 °C'dagi kafolatlangan oqish mustahkamligidir.

Shunga ko‘ra taxminiy ruxsat etilgan qiymatlar:

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

deb hisoblangan.

Yuqoriroq mustahkamlik to‘siq geometriyasini qanchalik o‘zgartirdi?

Manba dizaynida an’anaviy materialda uchta kritik magnit to‘siq kengligi:

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

bo‘lgan bo‘lsa, 25SWYS900 bilan:

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

darajasiga kamaytirilgan.

Chekli element kuchlanish natijalarida 30SW1500 dizaynining maksimal qiymati 275,58 MPa, 25SWYS900'li tor to‘siq dizaynining qiymati esa 666,95 MPa'dir. Ikkinchi son ancha yuqori bo‘lsa-da, materialning ruxsat etilgan mustahkamlik chegarasi ham ancha yuqoridir.

Ultra yuqori mustahkamlikdagi materialning haqiqiy yutug‘i materialning o‘zidan keladimi?

Tadqiqotdagi muhim ajratishlardan biri aynan shu. Xuddi shu keng to‘siq geometriyasida 30SW1500 rotor o‘rniga 25SWYS900 rotor ishlatilganda moment biroz kamayadi va dvigatel ishlashi asosan o‘zgarmaydi. Demak, yuqori mustahkamlikdagi material faqat “yaxshiroq magnit material” bo‘lgani uchun afzallik bermaydi.

Asosiy yutuq yuqori mexanik mustahkamlikning rotor geometriyasini qayta optimallashtirishga imkon berishidir. To‘siq kichraytirilganda sizib chiqish oqimi kamayadi, D o‘qi oqim bog‘lanishi ortadi va elektromagnit ishlash yaxshilanadi.

Nega 25SWYS900 statorda tavsiya qilinmaydi?

25SWYS900 ham statorda, ham rotorda qo‘llanilganda maksimal quvvat 169,1 kW darajasida qolsa-da, maksimal samaradorlik %97,23'dan %96,43'ga, o‘rtacha samaradorlik %89,58'dan %88,63'ga tushadi. %97 yoki undan yuqori yuqori samaradorlik sohasining ulushi ham 3-sxemada %6,21 bo‘lsa, 4-sxemada nolga tushadi.

Tadqiqotchilar buni 25SWYS900'ning mexanik mustahkamlik afzalligiga qarshi ravishda temir yo‘qotishi va magnit oqim zichligi xususiyatlarining stator uchun kamroq qulay ekanligi bilan bog‘laydi.

Natijada tavsiya etilgan material mantiqi:

Prototiplar qanday sinovdan o‘tkazildi?

Yuqori mustahkamlik va oqim to‘sig‘i gipotezasini tajribaviy baholash uchun to‘rtta prototip ishlab chiqarilgan. Ikki prototipda ayniqsa tez deformatsiya yoki sinish xatti-harakatini kuzatish maqsadida tashqi oqim to‘siqlari 0,5 mm'gacha ishlov berilgan.

17.750 rpm sinovining natijasi qanday bo‘ldi?

Yuqori tezlikdagi mexanik sinov 8000 rpm'dan boshlangan va 17.000 rpm'ga qadar har 1000 rpm oshirish uchun 30 daqiqa ishlatilgan. Keyin kritik sohaga yaqinlashganda tezlik 250 rpm'lik qadamlar bilan oshirilgan.

Manbaning 7–8-jadvallari, 19-rasmi va undan keyingi izohi birgalikda baholanganda 0,5 mm to‘siqli an’anaviy 30SW1500 rotor, ya’ni Scheme 4, 17.750 rpm'da plastik deformatsiya ko‘rsatgani; ayni tor to‘siqqa ega 25SWYS900 rotorli Scheme 3'da esa ko‘rinadigan o‘lcham o‘zgarishi yuz bermagani anglashiladi.

Deformatsiyalangan rotorning o‘rtacha diametr o‘zgarishi old va orqa uchlarda mos ravishda taxminan %0,82 va %0,81 deb qayd etilgan.

FEM'da Scheme 4 rotorining 17.750 rpm'dagi maksimal markazdan qochma kuchlanishi 489,95 MPa bo‘lib, tashqi oqim to‘sig‘i 3 sohasida yuzaga kelgan. Hisoblangan maksimal ikki tomonlama deformatsiya 0,96 mm, tajribaviy o‘lchov esa taxminan 1,03 mm'dir. Manba ikki qiymat orasidagi og‘ishni %7,3 deb qayd etadi.

Elektromagnit prototip sinovi simulyatsiyani tasdiqladimi?

To‘rtta prototipning elektromagnit ishlash taqqoslashi 7500 rpm va 230 A sharoitida amalga oshirilgan.

Ayni 2,0 mm to‘siq geometriyasida rotor materialini 30SW1500'dan 25SWYS900'ga o‘zgartirish moment va samaradorlikni amalda o‘zgartirmagan. Bu yuqori mustahkamlikdagi materialning o‘zi elektromagnit yutuq bermaydi degan simulyatsiya natijasi bilan mos keladi.

25SWYS900 tufayli tashqi to‘siqlar 0,5 mm'ga toraytirilganda esa moment 154,69 Nm'den 165,21 Nm'ye ko‘tarilgan. Manba buni %6,8 o‘sish deb beradi. Samaradorlik ham %94,59'dan %94,89'ga ko‘tarilgan.

Tadqiqot nima deydi?

• Yupqa NOSS, ayniqsa yuqori tezlik va yuqori chastotali sohalarda IPMSM temir yo‘qotishini kamaytirishi mumkin.
• Past yo‘qotishli materialning dvigatel samaradorligiga ta’siri asosan stator orqali yuzaga keladi.
• Rotor NOSS'ining temir yo‘qotishi xarakteristikasidagi katta farqlar o‘rganilgan modelda dvigatel umumiy ishlashini juda kam o‘zgartirgan.
• Stator va rotorning magnit oqim zichligi momentga ta’sir qiladi; statorning ta’siri kattaroq.
• Kichik B-H farqlari dvigatel ishlashini juda kam o‘zgartirishi mumkin; kattaroq \(B_{5000}\) farqlari momentga ko‘rinadigan ta’sir ko‘rsatishi mumkin.
• Ultra yuqori oqish mustahkamligiga ega NOSS rotor to‘siqlarini kichraytirishga imkon berib, sizib chiqish oqimini kamaytirishi va moment/quvvat zichligini oshirishi mumkin.
• 25SWYS900'ning kuchli tomoni rotor mexanik mustahkamligidir; tadqiqot bu materialni statorda tavsiya qilmaydi.

Tadqiqot nima demaydi?

• 0,10 mm NOSS barcha IPMSM'lar uchun iqtisodiy yoki texnik jihatdan eng yaxshi tanlov ekani ko‘rsatilmagan.
• 25SWYS900 barcha rotor geometriyalarida bir xil moment o‘sishini ta’minlashi isbotlanmagan.
• Rotor temir yo‘qotishi barcha dvigatel turlarida ahamiyatsiz degan xulosa chiqarib bo‘lmaydi.
• 17.750 rpm natijasini boshqa rotor diametrlari yoki to‘siq geometriyalariga bevosita ko‘chirish mumkinligi ko‘rsatilmagan.
• Turli ishlab chiqaruvchilarning nominal xususiyatlari teng elektr po‘latlari bir xil xatti-harakat ko‘rsatishi tasdiqlanmagan.
• Uzoq muddatli charchash, millionlab aylanishli xizmat muddati, termal sikllar va seriyali ishlab chiqarish tolerantliklariga oid keng qamrovli chidamlilik tekshiruvi taqdim etilmagan.
• Tadqiqot material xarajatlarini pul qiymatida taqqoslamaydi; faqat juda yupqa list qimmat bo‘lishi mumkinligini bildiradi.

Tadqiqotning Usuli va Natijalari

Tadqiqotning tajriba–simulyatsiya zanjiri

1. 0,10, 0,20 va 0,30 mm NOSS namunalarining Epstein ramkasi va BROCKHAUS tizimi yordamida magnit xususiyatlarini o‘lchash.
2. B-P va B-H ma’lumotlarini 210 mm stator tashqi diametrli V-simon IPMSM chekli element modeliga uzatish.
3. Turli tezlik va yuk sharoitlarida o‘zak yo‘qotishi, samaradorlik va yuqori samaradorlik sohasini taqqoslash.
4. Stator xususiyatlarini o‘zgarmas saqlab, faqat rotor yo‘qotish ma’lumotlarini o‘zgartirish va rotor yo‘qotishiga sezgirlikni baholash.
5. 30SW1500, 30SWH1500 va 25SWYS900 B-H egri chiziqlarini taqqoslash.
6. Yetti xil stator–rotor magnit xususiyat kombinatsiyasini simulyatsiya qilish.
7. Stator va rotor magnit xususiyatlarining momentga nisbiy ta’sirini aniqlash.
8. 128 mm stator tashqi diametrli V-simon rotor modelida to‘siq kengligi–markazdan qochma kuchlanish bog‘liqligini hisoblash.
9. 30SW1500 va 25SWYS900 uchun 20 °C va 150 °C mexanik xususiyatlarini taqqoslash.
10. 1,2 xavfsizlik koeffitsiyenti bilan ruxsat etilgan rotor to‘sig‘i kuchlanishlarini hisoblash.
11. 25SWYS900 bilan tor to‘siqli rotor geometriyasini loyihalash va uning elektromagnit ishlashini simulyatsiya qilish.
12. 30SW1500 va 25SWYS900 rotorli prototiplarni yuqori tezlikdagi mexanik va elektromagnit sinovlar bilan tekshirish.

Qalinlik taqqoslashining asosiy natijalari

Bu jadval cho‘qqi samaradorlikdagi farq atigi 0,3 foiz punkt bo‘lsa-da, juda yuqori samaradorlikda ishlash mumkin bo‘lgan tezlik–moment maydoni ancha yaqqol kengayganini ko‘rsatadi.

Rotor yo‘qotishiga sezgirlik

To‘rtta turli rotor yo‘qotish xarakteristikasida:

• maksimal moment taxminan 216,17–216,23 Nm,
• o‘rtacha moment taxminan 87,44–87,49 Nm,
• maksimal samaradorlik taxminan %97,23–%97,26,
• o‘rtacha samaradorlik taxminan %89,68–%89,72

oralig‘ida qolgan. Manba bu yaqinlikni rotor temir yo‘qotishi xarakteristikasiga past ishlash sezgirligi sifatida talqin qiladi.

Magnit oqim zichligi kombinatsiyalari

A–A13 taqqoslash kichik magnit xususiyat farqlariga past sezgirlikni, A–A23 taqqoslash esa kattaroq \(B_{5000}\) farqlarining momentga ta’sirini ko‘rsatadi.

Ultra yuqori mustahkamlikdagi rotor dizaynining sonli natijasi

25SWYS900 bilan to‘siqlar 1,0/0,9/0,9 mm'ga toraytirilgan 3-sxema, asosiy 1-sxemaga nisbatan:

• maksimal momentda %9,2 o‘sish,
• maksimal quvvatda %9,1 o‘sish,
• ≥%97 samaradorlik sohasida %2,08'dan %6,21'ga ko‘tarilish

ta’minlagan.

Bunga qarshi ravishda, 25SWYS900 statorda ham qo‘llanilgan 4-sxemada maksimal samaradorlik %96,43'ga, o‘rtacha samaradorlik esa %88,63'ga tushgan. Shu sababli tadqiqotchilarning yakuniy material tavsiyasi past yo‘qotishli materialni statorda va ultra yuqori mustahkamlikdagi materialni faqat rotorda qo‘llashdir.

Yuqori tezlikdagi mexanik tekshiruv

Tor to‘siqli 30SW1500 va 25SWYS900 rotorlarini taqqoslagan sinov:

• 8000 rpm'da boshlangan,
• 17.000 rpm'ga qadar 1000 rpm / 30 daqiqa qadamlar bilan davom etgan,
• keyin 250 rpm / 30 daqiqa oshirishlar bilan davom etgan,
• 17.750 rpm'da an’anaviy materialli tor to‘siqli rotorning plastik deformatsiyasi bilan yakunlangan.

Manbada ushbu tajribaning prototip raqamlanishini izohlaydigan bir jumlada ziddiyat bo‘lgani uchun natija 7–8-jadvallar, 19-rasm va keyingi izohlar birgalikda ko‘rsatadigan Scheme 4/30SW1500 talqini asosida berilgan.

Simulyatsiya–tajriba deformatsiya taqqoslashi

Bu yaqinlik tadqiqotchilar tomonidan rotor mexanik FEM modeli tajribaviy xatti-harakatni maqbul darajada ifodalashining dalili sifatida baholangan.

7500 rpm elektromagnit tekshiruv

7500 rpm va 230 A'dagi prototip sinovida bir xil to‘siq geometriyasiga ega 30SW1500 va 25SWYS900 rotorlarning ishlashi deyarli bir xil. Tor to‘siqli 25SWYS900 rotor esa momentni taxminan %6,8 oshirgan. Bu topilma ishlash o‘sishi materialning bevosita elektromagnit ustunligidan ko‘ra yuqori mustahkamlik tufayli mumkin bo‘lgan rotor geometriyasi o‘zgarishidan kelib chiqadi degan talqinni qo‘llab-quvvatlaydi.

Ilmiy cheklovlar

Tadqiqotda qo‘llanilgan dvigatel geometriyasi barcha bo‘limlarda bir xil emas. Temir yo‘qotishi va magnit oqim zichligi tadqiqotlarida 210 mm stator tashqi diametrli, 100 mm paket uzunlikli va 20.000 rpm maksimal tezlikdagi IPMSM ishlatilgan bo‘lsa, ultra yuqori mustahkamlikdagi rotor tadqiqotida 128 mm stator tashqi diametriga ega boshqa V-simon model asos qilib olingan. Shu sababli ikki bo‘limdagi barcha mutlaq sonli qiymatlar bitta dvigatelga tegishli deb birlashtirilmasligi kerak.

Material va prototip ishlash jadvallarida keng qamrovli statistik noaniqlik, takroriy sinov taqsimoti yoki xato chiziqlari taqdim etilmagan. Natijalar o‘lchangan va simulyatsiya qilingan muayyan ish nuqtalariga asoslanadi.

Yuqori tezlikdagi prototip sinovi plastik deformatsiya xatti-harakatini ko‘rsatadi; biroq uzoq muddatli charchash umri, termal sikllar, seriyali ishlab chiqarish toleranslari, manba/qirra shikastlanishi taqsimoti va millionlab mexanik sikllardan keyingi rotor chidamliligi o‘rganilmagan.

Materiallar narxi farqi sonli tarzda berilmagan. Manba 0,10 mm NOSS qimmat ekanini bildiradi, ammo pul qiymatidagi narx yoki hayot sikli xarajatini taqdim etmaydi.

25SWYS900 ishlab chiqaruvchisi bo‘lgan Shougang Zhixin Electromagnetic Material kompaniyasi bilan ikki muallifning institutsional aloqasi manbada ochiq e’lon qilingan. Tadqiqotda manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligi haqida mualliflar bayonoti mavjud.

Manba va Usul Eslatmasi

Asarning to‘liq asl nomi: The Influence of Non-Oriented Silicon Steel Core Material on Motor Performance

Mualliflar, manbadagi tartibda: Guanglin Li; Jing Zhao; Xiaoqing Guan; Zhizhou Chen; Bin Wang.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti yo‘q.

Mas’ul muallif: Guanglin Li.

Muassasalar: 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.

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Nashr identifikatori: Machines 2026, 14(5), 538.

DOI: 10.3390/machines14050538.

Rasmiy havola:https://doi.org/10.3390/machines14050538

Qabul qilingan / qayta ko‘rib chiqilgan / qabul qilingan / nashr etilgan: 15 Aprel 2026 / 5 May 2026 / 9 May 2026 / 11 May 2026.

Manba turi va taqriz holati: Machines jurnalida chop etilgan taqrizdan o‘tgan tadqiqot maqolasi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY). Mualliflik huquqi © 2026 mualliflarga tegishli.

Moliyalashtirish: Tadqiqot tashqi moliyalashtirish olmagani bildirilgan.

Ma’lumotlardan foydalanish imkoniyati: Ma’lumotlar to‘plami texnik va vaqt cheklovlari sabab bevosita ochiq emasligi, ulardan foydalanish so‘rovlari mas’ul muallifga yuborilishi mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Guanglin Li va Bin Wang Shougang Zhixin Electromagnetic Material (Qian’an) Co., Ltd. xodimlari ekani ko‘rsatilgan. Mualliflar tadqiqotga nomaqbul ta’sir ko‘rsatishi mumkin bo‘lgan tijoriy yoki moliyaviy munosabat yo‘qligini bayon qiladi.

Muallif hissalari: Konseptualizatsiya Guanglin Li va Jing Zhao; metodologiya Guanglin Li; dasturiy ta’minot Guanglin Li va Xiaoqing Guan; tekshirish Guanglin Li, Jing Zhao va Xiaoqing Guan; tadqiqot Guanglin Li va Zhizhou Chen; resurslar Bin Wang; ma’lumotlarni tartibga solish Zhizhou Chen va Xiaoqing Guan; dastlabki qoralama Guanglin Li; ko‘rib chiqish va tahrirlash Xiaoqing Guan; vizualizatsiya Xiaoqing Guan tomonidan bajarilgan.

Sun’iy intellektdan foydalanish bayonoti: Minnatdorchilik bo‘limida inglizcha yozuvni yaxshilash va grammatik xatolarni kamaytirish maqsadida matnning bir qismi DeepSeek V3.2 yordamida til jihatdan tahrirlangani; mualliflar natijani ko‘rib chiqib tahrirlagani va nashr mazmuni uchun javobgarlikni o‘z zimmasiga olgani bildiriladi.

Manba ichidagi nomuvofiqlik eslatmasi 1: Yuqori tezlikdagi prototip sinovi bo‘limidagi bir jumla 17.750 rpm'da Scheme 3 rotori plastik deformatsiya ko‘rsatganini aytgach, darhol yana Scheme 3 uchun ko‘rinadigan o‘zgarish bo‘lmaganini bildiradi. 7-jadvalga ko‘ra Scheme 3 25SWYS900 rotorli; Scheme 4 esa 30SW1500 rotorli 0,5 mm to‘siqli prototipdir. Ayni bo‘lim davomida rotor diametri o‘zgarishi Scheme 4'ga tegishli ekani, Scheme 4 materiali oqish mustahkamligiga yetgani va Scheme 3 o‘lchamlari o‘zgarmagani aytiladi. Shu sababli asosiy ilmiy bayonda kengroq ichki izchillik bilan qo‘llab-quvvatlangan “Scheme 4 deformatsiyalandi, Scheme 3 ko‘rinadigan o‘zgarish ko‘rsatmadi” talqini qo‘llanilgan; ziddiyatli manba jumlasi yashirilmagan.

Manba ichidagi nomuvofiqlik eslatmasi 2: Ultra yuqori mustahkamlik dizayni bo‘limining bir joyida “35SW1500” iborasi uchraydi; tadqiqot davomida material 30SW1500 deb ta’riflangan va tegishli jadvallar ham 30SW1500'dan foydalangan. Bundan tashqari, mexanik xususiyatlar grafikiga bir jumlada 13-rasm deyiladi, ko‘rinadigan grafik raqami esa 14-rasmdir. Bu farqlar manba ichidagi yozuv/raqamlash nomuvofiqligi sifatida saqlangan.

Model qamrovi eslatmasi: Temir yo‘qotishi va magnit zichlik tahlillari uchun qo‘llangan asosiy model 210 mm stator tashqi diametri va 100 mm paket uzunligiga ega. Ultra yuqori mustahkamlikdagi rotor bo‘limida esa 128 mm stator tashqi diametrli boshqa V-simon IPMSM modeli ishlatiladi. Turli bo‘limlardagi mutlaq qiymatlar bitta dvigatel konfiguratsiyasiga tegishli deb birlashtirilmasligi kerak.

Ilmiy qamrov chegarasi: Topilmalar o‘rganilgan NOSS sinflari, V-simon rotor geometriyalari, chekli element modellari va prototip ish nuqtalari uchun amal qiladi. Turli IPMSM topologiyalari, turli list ishlab chiqaruvchilari, seriyali ishlab chiqarish jarayonlari yoki boshqa harorat va ish sikllarida material tanlovi qayta tekshirilishi kerak.

Mazmunni tayyorlash usuli: Ushbu Verianla mazmunining ilmiy qismi faqat manba tadqiqot matni, tenglamalari, B-H va temir yo‘qotishi o‘lchovlari, FEM tahlillari, jadvallari, rotor kuchlanish/deformatsiya natijalari va prototip sinovlariga tayangan. Tashqi manbalardan yangi tajriba natijasi yoki material ishlash qiymati qo‘shilmagan. Tashqi tekshiruv faqat bibliografik identifikatsiya va jurnalning taqriz holatini tekshirish bilan cheklangan. Inline SVG'lar manbada bildirilgan aniq jadval ma’lumotlaridan qayta chizilgan yoki tadqiqot usuli va natijalariga asoslanib yaratilgan original o‘zbekcha Verianla sxemalaridir.