적층 철심 크기가 모터의 자기 특성에 미치는 영향

GNEE 강철 전기 강철 코어

현대 사회는 많은 에너지, 특히 청정에너지와 적응형 전기를 필요로 합니다. 전기를 가장 많이 소비하는 것은 전기 모터로, 전체 전기의 57.3% 이상을 사용합니다. 모터는 산업용, 상업용, 가정용으로 구분되며, 모터 효율을 높이는 것은 에너지 절약을 빠르게 달성하는 효과적인 방법입니다. 전자 전력 장비는 에너지, 에너지 저장 및 유통 네트워크 간의 양방향 에너지 변환을 실현합니다. 이들은 IGBT, SiC 및 GaN 반도체를 사용하여 전력 변환 전자 장치 및 모터 컨트롤러가 고주파에서 작동할 수 있도록 합니다.

반면, 인버터 제어 스위칭 동작에서는 히스테리시스 곡선에 2차 루프가 생성되어 코어 손실이 증가합니다. 국내외적으로 인버터 여자 모터의 자기적 특성에 대한 연구가 일부 진행되고 있으나,철심모터의 자기 특성에 대한 크기는 아직 불분명합니다. 정상적인 상황에서 연자성 재료가 정현파 여기에서 동일하면 철심 크기는 측정된 자기 특성에 영향을 미치지 않습니다. 왜냐하면 여기 전류 파형이 제어되어 유도 전압의 시간 적분에 의해 얻은 자속 밀도가 제어되기 때문입니다. 2차측에서는 사인파가 됩니다. 그러나 인버터 여기에서는 사인파 여기와 달리 여자 전류의 파형이 제어되지 않으므로 결과 출력 파형이 왜곡됩니다.

기후대학교 윤규열 교수와 그의 팀은 코어 크기가 모터의 자기 특성에 미치는 영향에 대해 많은 연구를 수행했습니다. 최근 연구에서는 사인 여기 및 인버터 여기에서 라멜라 철심의 단면적과 권선을 변경하지 않고 입력 전압 V만 변경하여 라멜라 토로이달 모터의 자기 특성에 철심 크기가 미치는 영향을 측정했습니다. 반송파 주파수와 조정 모드를 일정하게 유지합니다.

그들은 인버터 여기 하에서 소형, 중형 및 대형 환형 철심의 히스테리시스 사이클 폭이 각각 205.1, 248.4 및 273.1A/m인 반면, 인버터 여기 하에서는 2차 루프 폭이 작고, 중형 및 대형 환형 철심은 각각 73.1, 96.1 및 123.5A/m 증가합니다. 인버터 여기 하에서 소형, 중형 및 대형 샘플의 철 손실 값은 각각 6.05, 9.58 및 11.62 W/kg입니다. 정현파 여기 하에서 각 환형 철심의 철 손실과 비교하여, 인버터 여기 하에서 소형, 중형 및 대형 환상 코어의 철 손실은 각각 124.9%, 256.1% 및 332.0% 증가합니다.

이러한 발견은 철심이 클수록 필요한 전압과 철 손실이 높아지며, 즉 더 큰 링 철심을 자극하는 데 더 많은 에너지가 필요함을 시사합니다. 이는 다른 철심에 비해 대형 토로이달 철심의 자속 밀도가 단위 시간당 더 많이 변하여 와전류가 더 크기 때문입니다. 따라서 대형 환형 철심의 와전류 손실은 다른 철심보다 큽니다.