电机制造工艺对铁损所造成的影响

文/毛运鹏 王德国，中车永济电机有限公司

1 引言

随着电机向高效、大容量发展，电机各种损耗设计余量越来越小，对电机各项性能指标要求越来越高。实际生产过程中由于损耗超标，造成电机温升、效率、功率因数不合格等现象，已严重影响到电机质量，控制电机损耗迫在眉睫。本文从冲片的处理工艺和开发新的冲切工艺入手来控制电机损耗，对实际生产具有指导意义。

2 电机制造工艺重要性分析

电机制造工艺是保证发电设备稳定功能得以顺利贯彻的重要基础条件，也是确保电机质量能够符合后续使用功能的重要前提。尤其是不同的环境、不同的制造工艺，会给电机产品质量带来差异性影响。所以，确定电机制造工艺，使其能够在实际功能环境中具备优化与标准约束条件，从而能够在整个工作系统中发挥出统筹优势，就必须落实零件加工与组装工作，也只有如此才能够确保电机制造工艺的先进性。

基于相同材料与设备背景下的产出质量也会存在着明显的差异，而造成这一原因的根本就在于电机制造工艺上的差别性，以至于电机在实用质量上存在较大的出入。所以，使用恰当的电机制造工艺，不仅能够全面提高电机生产效率、电机生产质量，还能够成为优化铁损的重要条件，对推动电机生产市场的稳步前进有着十分重要的现实意义，更对日后我国电机制造企业的自身发展有着重要意义。所以，在电机制造过程中，确保电机制造工艺符合发展需求，并且保证多方面材料、设备能够贯彻在环境中具备产量统筹条件，针对产品本身的铁损性能加以有效制造工艺优化，才能够为后续工作的稳步发展提供一个良好的延伸平台

3 电机制造工艺对铁损影响

在电机制造工艺的贯彻环境下，铁损的影响条件主要存在于硅钢片方面，并且机械与热应力会随着自身的实际特性被导入到硅钢片之中，从而增加额外的机械应力以至于发生铁损情况。同时，电机内部温度的不断升高，同样会促使铁损问题的出现。为此，必须采取有效的退火措施，将额外的机械应力去除掉，为电机后续的制造环境提供一个更加良好的统筹条件。基于此，在电机制造过程中就应该确定制造工艺会在叠片环境之中所受到的实际影响，并且确定在电机制造工艺的开展过程中对铁损情况的实际检查。

电机工作的温度干扰来源于磁密影响，可以根据相关的温度条件对相应的铁损条件加以确定。由此我们可以清楚地看到，随着电机工作温度的不断攀升，铁损情况会相应降低，所以温度的升高恰恰能够增加叠片电阻系数，并且利用体系化铁损模型计算公式，能够获得材料传导率、涡流常数，确定在计算机温度修整值中的绕组阻抗，从而为后续的电机制造工艺的有效开展提供良好的延伸条件。因此，必须做好磁密峰值的核对测量工作，通过概念温度环境的限值，对温度损耗条件加以核对，从而为后续材料的恰当选择提供必须的参数变化参考条件，并且经过完善的统计工作，对后续发展优势、规律对比进行确定。

在进行冲片工艺检查过程中，其最为重要的核心就是电机碟片中的冲孔工艺。冲孔工艺特性主要是根据不同形状的冲床，根据不同类型的气孔、槽需求，确定相应的剪切模式以及应力水平，进而保证叠片外围的浅应力区域的统筹条件。但是因为深度关系，常常会受到锐角影响，以至于高应力水平会在浅应力区域造成极大的铁损情况，特别是在叠片范围内的剪切边缘相对较长的那个部分。具体来讲，主要出现在齿槽区域内，故而在实际研究过程中，往往将研究的关注点。首先放在冲剪对叠片晶粒结构与周围产生的局部影响上。低损耗硅钢片往往通过较大尺寸的晶粒加以确定，冲击行为会在底片底边造成带合成的毛刺撕裂剪切，且冲击的锐度会对毛刺大小、变形区域造成明显的影响。如若一个高应力区，其沿着边缘变形区一直延伸到材料的内部，那么这些区域内的晶粒结构势必会发生相应的改变，会被扭曲或者是断裂，并且沿着撕裂的方向产生极度拉长边界，此时剪切方向内的盈利区域晶界密度势必会有所增加，进而导致该区域内部的铁损相应增加。所以，此时可以将应力区域内的材料当成是沿着冲击边缘落在普通叠片之上的高损耗材料，这样的话，就可确定下来边缘材料的实际常数，利用铁损模型对冲击边缘的实际损耗开展进一步确定。

一般来讲，通过供应商所提供的标准损耗数据就能够获得材料常数，当然也可以使用试验测量法，如爱泼斯坦方圈仪测量获得相应的材料常数。但此种方法却无法获得边缘材料的常数，这是因为剪切边缘本身的损耗信息是无法从硅钢片的供应商那里获得的，也无法通过爱泼斯坦方圈仪创造出一个具有正确晶体结构的样品加以测量。所以，要想获得边缘材料的常数值，就应该变换一种测量方法，可以在保准的爱泼斯坦方圈仪样品测量过程中，对冲击边缘数量予以增加，之后测量铁损的实际增加情况，而这种方式恰恰能够通过铁损的实际增量对边缘损耗密度加以确定。如若我们假设损耗的增加是因为方圈附近的边缘造成的，并且冲击边缘横截面中的磁密始终保持恒定状态，则可以忽视重叠角之中磁路增加的复杂性。之后，在对原始样品实施铁损测量，并且优先得知应力区的实际深度，这样才能够通过材料的比对开展显微检查。假设材料的实际破坏深度与有效冲击间隙之间相等，那么可以采取此方法对不同叠片材料开展相应的试验工作，其中最为典型的代表为:磁密为1.5 T时，损耗密度为30～40W/kg。因为在设计过程中可以将叠片材料冲击下引发的铁损增加情况包含进去，且铁损的解析方法可以通过叠片剪切边缘损耗进行预测，所以更能够依靠相关数量以及影响条件开展更为深入的研究工作，从而保证电机制造工艺的后续开展更加具有比对性。

4 结语

正是因为基于现有的城市发展需求，对电机制造工艺特点加以确定，从而解决铁损问题，俨然已经成为现有环境发展趋势下迫在眉睫需要解决的热点问题。所以，本研究依据电机制造工艺的实际特点，以铁损情况因素与影响出发，对电机制造工艺的优化方向加以确定，旨在为后续电机制造工艺的良好发展提供有益参考。