通过热测量法评估硅钢片切割带来的铁损恶化

发布日期：2024-06-26 浏览次数：2781

在现代工业制造中，电机作为核心组件之一，其性能直接影响到整个系统的表现。电机的心脏部分——铁心，通常由硅钢制成。然而在硅钢的加工过程中，尤其是切割加工，会引起材料内部应力的变化，进而影响其磁特性，导致铁损增加。铁损的增加不仅降低了电机的效率，还可能缩短其使用寿命。因此评估和优化硅钢的加工方法，是电机制造业中的一个重要课题。

为了解决上述问题，日本大分大学佐藤尊等研究人员开发了一种基于热测量方法的铁损分布评估系统。该系统利用热成像相机来捕捉硅钢在加工后的热分布情况，从而非接触地评估铁损。其原理是利用硅钢在磁损耗过程中会伴随着发热现象，因此通过测量温度上升程度，可以间接推定铁损的大小。

研究中使用了两种不同的切割方法来加工硅钢样品：线切割（Wire EDM）和的激光切割（Laser Cutting）。通过比较这两种方法加工后的铁损分布来评估不同加工技术对硅钢片性能的影响。

研究结果显示，激光切割加工的硅钢片铁损明显高于线切割加工的样品。这一发现与预期相符，因为激光切割可能会在材料表面引入更多的热影响和微观结构变化，从而增加残留应力，降低材料的磁导率。激光切割样品的铁损在接近切割边缘的部位有显著增加，这可能与切割过程中产生的热影响区域有关。

此外，研究还利用探针法测量了样品的磁通密度分布以进一步分析铁损增加的原因。结果表明，激光切割样品的磁通密度从样品中心到切割边缘的区域有所下降，这与铁损分布的变化趋势一致，进一步证实了激光切割对硅钢片磁性质的负面影响。为了更深入地理解铁损的组成，研究团队还尝试将铁损分离为磁滞损耗和涡流损耗，并分析了它们在不同频率下的分布情况。结果表明，激光切割加工的样品在中央区域到切割边缘的区域，磁滞损耗有所下降，而涡流损耗则有所增加。

这项研究为硅钢片的加工方法提供了重要的见解，并为电机设计和制造提供了有价值的参考。通过热测量方法评估铁损分布，不仅可以帮助制造商优化加工过程，减少铁损，还可以提高电机的性能和可靠性。未来的研究将进一步探讨激光切割加工对样品内部状态的影响，以及如何通过改进加工技术来降低铁损，提高硅钢片的应用性能。

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