Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Gli stack di laminazione decidono se un motore di trazione rimane silenzioso in prossimità dell'atterraggio, se rimane efficiente in caso di avviamenti ripetuti e se mantiene un margine sufficiente quando il carico e la temperatura si allontanano dal punto di riferimento utilizzato nella simulazione.
Questo è il vero problema.
In un motore per ascensori senza ingranaggi, la scorrevolezza a bassa velocità è più importante che in molte altre macchine. Un progetto può apparire stabile al funzionamento nominale e suonare ancora ruvido durante la velocità di strisciamento. Può superare i controlli sull'efficienza media e presentare comunque punti caldi locali all'interno della pila. Può mostrare una coppia accettabile e perdere spazio nella punta del dente o nel ferro posteriore.
Quindi la pila di laminazione non è solo un percorso magnetico. È una mappa delle perdite. Un percorso di rigidità. Un amplificatore di tolleranza.
E a volte è il primo punto in cui il motore inizia ad andare male.
Per quanto riguarda il rumore dei motori di trazione, la discussione abituale inizia con la strategia di controllo. Questo è incompleto.
Lo stack di laminazione modella il modello di forza che l'alloggiamento trasforma successivamente in suono. L'apertura della scanalatura, la forma della punta del dente, lo spessore del giogo, l'obliquità, la rigidità della pila e l'asimmetria magnetica locale modificano l'immagine della forza radiale. Piccole modifiche alla geometria possono portare un motore da liscio a ruvido, soprattutto a bassa velocità.
Questo è importante per il funzionamento dell'ascensore, perché l'ondulazione della coppia a bassa velocità non si nasconde facilmente. La macchina deve sentirsi stabile in prossimità dell'atterraggio. Nessuna esitazione. Nessuna ruvidità di basso ordine. Nessun leggero brontolio che appare solo con un carico leggero e poi scompare durante la corsa a piena velocità.
I tipici driver di rumore legati allo stack includono:
Alcuni di questi sembrano di poco conto durante la revisione del progetto. Poi arriva il prototipo e lo statore racconta una storia diversa.
I dati sull'acciaio grezzo sono solo l'inizio.
Una volta che le laminazioni sono state perforate, impilate, incollate, saldate, rivettate o pressate nell'alloggiamento, il nucleo non è più il materiale indicato nella scheda tecnica. La permeabilità magnetica si sposta. La perdita locale aumenta. Le sollecitazioni si accumulano intorno al bordo tagliato e ai punti di giunzione. L'isolamento interlaminare può deteriorarsi in modi che si evidenziano a malapena in un semplice controllo dimensionale.
Ecco perché produzione del nucleo dello statore si trova proprio al centro di riduzione della perdita di ferro.
Le laminazioni sottili aiutano a ridurre le perdite dovute alle correnti parassite. Sì. Ma questo guadagno non è automatico. Il materiale più sottile è anche meno tollerante durante la manipolazione e la giunzione. Se il processo di impilamento danneggia l'integrità del rivestimento o aumenta il contatto tra gli strati, parte del guadagno teorico scompare all'interno del nucleo assemblato.
Lo stesso vale per lo stacking factor. La ricerca di un fattore di impilamento più elevato sembra interessante sulla carta. In pratica, se ciò comporta danni al rivestimento, contatto con le bave o compressione instabile, il motore può guadagnare metallo e perdere margine.
Questo è il punto in cui molte recensioni si rivelano poco accurate. Confrontano i progetti utilizzando input elettromagnetici puliti, quindi trattano la costruzione dello stack come una fase di produzione secondaria. Non è secondaria. Cambia la macchina.
Il margine di sicurezza in una pila di laminazione di solito si riduce in tre punti.
Spesso si perde prima sulla punta del dente, sul ponte a fessura o su una sottile sezione del ferro posteriore.
Un motore può ancora produrre la coppia desiderata, ma la saturazione locale inizia ad affollare il flusso in punti che aumentano le perdite e la forza radiale. Una volta che ciò accade, l'efficienza e l'NVH iniziano a muoversi insieme. In modo negativo.
Questo è più silenzioso.
Piccole faglie interlaminari, contatti determinati da bave o zone di giunzione soggette a sollecitazioni possono creare correnti circolanti locali e riscaldamento concentrato. L'efficienza media potrebbe sembrare ragionevole. La mappa termica locale non lo sarà.
E la mappa locale è quella che conta.
La pila è anche una parte strutturale. Se la compressione non è uniforme, se la giunzione modifica la rigidità a livello locale, se i modi costruiti dello statore si trovano in prossimità degli ordini di forza elettromagnetica dominanti, il motore può diventare più sensibile alle vibrazioni di quanto previsto dal modello.
Quindi il margine di sicurezza non riguarda solo la corrente di sovraccarico o la classe di temperatura. Si tratta anche di stabilire se lo stack di laminazione costruito si comporta ancora come previsto dal progetto.
| Scelta della pila di laminazione | Impatto del rumore | Impatto dell'efficienza | Impatto del margine di sicurezza | Ciò che di solito viene tralasciato |
|---|---|---|---|---|
| Laminazioni più sottili | Contribuisce indirettamente; non elimina da solo i problemi legati alle onde di forza. | Riduce le perdite per correnti parassite | Può ridurre il carico termico, ma la sensibilità del processo aumenta | I team si aspettano che il calibro sottile risolva il problema dell'NVH |
| Fattore di impilamento più elevato | Di solito l'effetto diretto è minimo, a meno che non si verifichino variazioni di rigidità o di saturazione. | Migliora il contenuto di metalli magnetici | È utile solo se l'integrità dell'isolamento sopravvive al montaggio | I danni al rivestimento vengono ignorati |
| Incastri aggressivi, saldature o giunzioni locali | Può modificare il comportamento delle vibrazioni e creare un'asimmetria locale. | Può aumentare la perdita del nucleo a causa delle sollecitazioni o del contatto tra gli strati. | Può creare punti caldi locali e una riserva termica più debole. | Viene controllata solo l'efficienza media |
| Migliore controllo della bava | Riduce la distorsione del percorso del flusso e l'asimmetria locale | Conserva l'efficienza del nucleo | Riduce il rischio di cortocircuito interlaminare | Le bave sono trattate come cosmetici |
| Ottimizzazione della punta del dente e dell'apertura della fessura | Spesso si tratta di uno dei più rapidi guadagni di NVH | Può ridurre la saturazione locale e la perdita di ferro | Ripristino della capacità di sovraccarico nelle regioni critiche | La densità di coppia viene ottimizzata per prima |
| Obliquità o obliquità a gradini | Spesso utile per la scorrevolezza a bassa velocità | Di solito si tratta di uno scambio, non di un guadagno gratuito | Può migliorare il comportamento dell'ordine di forza, ma può costare una coppia o una back-EMF. | L'obliquità è scelta per abitudine, non per forza. |
| Migliore controllo della compressione e della rigidità della pila | Riduce l'amplificazione meccanica delle forze elettromagnetiche | Solitamente indiretta | Migliora la coerenza strutturale e la ripetibilità | Si presume che il nucleo costruito sia sufficientemente rigido senza prove |
La decisione di rilascio deve basarsi sulla nucleo costruito, non solo sulla simulazione o sui dati delle materie prime.
Controllare almeno questi punti:
Se questi controlli sono deboli, lo stack non è maturo. Anche se il modello CAD sembra pulito.
Le correzioni più utili non sono esotiche. Di solito si tratta di una disciplina di processo e di alcune decisioni sulla geometria prese con sufficiente anticipo.
Concentratevi innanzitutto sulla punta del dente, sull'apertura della scanalatura, sul ponte della scanalatura e sullo spessore del giogo. Queste aree determinano una quantità sorprendente di rumore e saturazione del motore.
Le condizioni del punzone, l'usura dell'utensile, la crescita delle bave e i danni al rivestimento modificano il risultato magnetico più rapidamente di quanto molti team si aspettino. La qualità dei bordi non è un problema estetico.
Una pila che funziona solo in simulazione è un lavoro incompiuto. Il layout di laminazione, il metodo di giunzione, il metodo di compressione e l'alloggiamento devono essere esaminati come un unico sistema.
L'obliquità può favorire la scorrevolezza a bassa velocità e ridurre la ruvidità legata all'ingranaggio. Può anche costare la coppia, complicare la produzione e modificare il comportamento del back-EMF. Utilizzatela deliberatamente.
Spesso la pila pericolosa non è quella con la peggiore efficienza media. È quella con un errore locale nascosto.
Se la vostra applicazione è un motore per ascensori senza ingranaggi, il fornitore dovrebbe essere in grado di rispondere a queste domande senza scadere nel linguaggio commerciale:
Come si controlla la crescita delle bave nel corso della vita dell'utensile?
Un buon campione significa poco. Un controllo stabile delle bave per tutta la durata della produzione conta molto di più.
Come si protegge l'isolamento interlaminare durante l'impilamento e la giunzione?
Un fattore di impilamento elevato non è impressionante se l'integrità del rivestimento viene persa durante il processo.
Come si verifica il nucleo costruito, non solo l'acciaio in entrata?
La risposta utile comprende la convalida della fase di produzione, non solo i certificati delle materie prime.
Come si gestiscono i danni da taglio nei denti stretti e nelle regioni ad alto flusso?
Questo è uno dei modi più semplici per perdere efficienza e margine locale senza accorgersene abbastanza presto.
Come si controlla la rigidità della pila e la ripetibilità dimensionale?
Una pila allentata o irregolare può trasformare un progetto elettromagnetico accettabile in un problema NVH.
Un fornitore di laminazione serio dovrebbe essere forte in tutte e cinque le aree. Non in una sola. Tutte e cinque.
Le pile di laminazione formano il nucleo dello statore o del rotore, ma il loro ruolo va oltre la guida del flusso. Nei motori di trazione per ascensori, influiscono direttamente su rumore del motore, efficienza del nucleo, comportamento termico, e margine di sicurezza, soprattutto a bassa velocità e in caso di avviamento ripetuto.
Perché la scorrevolezza a bassa velocità dipende in larga misura dalla forza magnetica radiale, dall'ondulazione della coppia e dalla risposta strutturale. La geometria della laminazione, l'inclinazione, la forma del dente, la rigidità della pila e l'asimmetria magnetica locale influiscono sulla quantità di vibrazioni generate dal motore e sull'amplificazione dell'alloggiamento.
Produzione del nucleo dello statore modifica del materiale magnetico dopo la fase di progettazione. La punzonatura, le bave, le sollecitazioni di giunzione, i danni al rivestimento e il contatto interlaminare possono aumentare la perdita di ferro e ridurre l'efficienza reale del motore costruito.
Non sempre.
Le laminazioni più sottili di solito aiutano riduzione della perdita di ferro, ma aumentano anche la sensibilità del processo. Se il controllo dell'impilamento, della giunzione o dell'isolamento è debole, il guadagno di efficienza previsto può ridursi rapidamente.
Di solito non si tratta di un guasto improvviso. Più spesso si tratta di una perdita graduale di margine dovuta a saturazione locale, guasti interlaminari, punti caldi nascosti o sensibilità alle vibrazioni nello statore assemblato.
Iniziare con le caratteristiche della pila che modellano la variazione della riluttanza e la saturazione locale: punta del dente, apertura della fessura, ponte della fessura, spessore del giogo, scelta dell'obliquità e rigidità del nucleo costruito. Per Ottimizzazione NVH, Questi ultimi, di solito, sono più importanti delle modifiche estetiche dell'abitazione.
Chiedete informazioni sul controllo delle bave, sulla protezione dell'isolamento, sul metodo di giunzione, sulla convalida del nucleo costruito e sulla consistenza a bassa velocità. Se il fornitore parla solo di qualità del materiale e di accuratezza della punzonatura, il quadro è incompleto.
Uno stack di laminazione non si guasta solo quando si incrina, va in cortocircuito o si surriscalda.
Si guasta anche quando rende il motore più rumoroso del previsto. Quando spinge le perdite oltre il previsto. Quando elimina la piccola riserva che dovrebbe essere ancora presente dopo che le tolleranze di produzione, lo stress di assemblaggio e la deriva operativa hanno fatto il loro lavoro.
Questo è il vero standard per laminati per motori di trazione di ascensori.
Non se il disegno fosse corretto.
Se il motore costruito ha ancora margine.
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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