如何降低电机铁损

发布时间：

2024-10-18

铁芯片加工后的剩余应力会严重影响电动机的损耗，硅钢片加工时，裁剪方向、冲剪应力对铁芯损耗的影响较大。顺着硅钢片的碾轧方向裁剪、并对硅钢冲片进行热处理，可降低10%～20%的损耗等方法来实现。

制造工艺中造成损耗偏大的原因

硅钢片作为电机的主要导磁材料，其性能符合性对电机性能影响极大，主要是保证硅钢片的牌号符合设计要求，另外就是相同牌号的硅钢片不同的厂家材料性能有一定的差异性，在选择材料时应尽力选取好的硅钢厂家的材料。下面说些之前实际遇到的影响铁耗的关键因素。

硅钢片未进行绝缘处理或未处理好。该类问题在硅钢片的检测过程可以发现，但不是所有的电机厂家都有该检测项目，该问题往往在电机厂家得不到较好识别。

片间绝缘受损或片与片之间的短路。该类问题发生在铁芯的制造过程中。如果铁芯叠压时的压力过大，使片间绝缘破坏；或冲片冲制后毛刺太大，通过打磨的方式清除毛刺，导致冲片表面绝缘严重受损；还有铁芯叠压完成后槽内不光，采用修锉方式；或因定子内膛不光、定子内膛与机座止口不同心等因素采用车削方式修正。这些电机生产加工过程的惯用用法实则对电机的性能，特别是铁损有极大的影响。

用火烧或通电加热等方法拆绕组时，造成铁芯过热，使导磁性能下降和片间绝缘损坏。该问题主要出现在生产加工过程绕组的修理及电机的修理过程中。

叠装焊接等工艺同样会造成叠片之间绝缘的破坏，增加涡流损耗。

铁重不足片间未压实。最终的结果是铁芯的重量不足，最为直接的会导致电流超差，同时会有铁损超标的事实。

硅钢片涂漆过厚致磁路过于饱和，此时空载电流与电压的关系曲线弯曲得较严重。这也是硅钢片生产加工过程的关键性要素。

铁芯生产加工过程中会造成硅钢片冲剪面附件晶粒取向发生破坏，导致同样磁感下铁损的增加；对于变频电机还有考虑谐波带来的额外铁损；这是设计环节应综合考虑的因素。

工程上降低铁耗的方式有很多，最重要的就是对症下药。当然不仅是铁耗的问题，其它的损耗都是这样的。最根本的方式就是要知道铁耗大的原因，是磁密高还是频率大还是局部饱和过于严重等等的原因。当然了按照正常的方式是一方面要从仿真侧尽量的去逼近真实，另一方面工艺配合技术降低附加的铁耗。按照最常用的方式就是增加换用好的硅钢片，不计成本的话可以选择进口的超级硅钢。当然随着国内新能源驱动技术的发展也带动了上下游更好的发展。国内钢厂也有在推出专门的硅钢产品。谱系针对不同的应用场景有比较好的产品的分类。下面举几个遇到比较直接的方法：

优化磁路

优化磁路，准确的说是优化磁场的正弦性。这一点是很关键的，不仅是定频的感应电机要做。变频的感应电机同步电机都是至关重要的。我就曾经在做纺织机械行业的时候为了降成本做了两个性能不同的电机，当然最主要的是有无斜极，导致的气隙磁场的正弦性不一致。因为工作在高速工况，铁耗占比较大，这样两台电机的损耗相差就很大，最后经过一些列的倒推演算由于控制算法下电机的铁耗差了2倍多。这里也提醒大家再做变频调速电机的时候一定要耦合控制算法去做。

减小磁密度

增加铁芯的长度或者增加磁路的导磁面积以降低磁通密度，但电动机用铁量随之增加;

减少铁芯片的厚度来减少感应电流的损失

如用冷轧硅钢片代替热轧硅钢片可减小硅钢片的厚度，但薄铁芯片会增加铁芯片数目和电机制造成本;

采用导磁性能良好的冷轧硅钢片降低磁滞损耗;

采用高性能铁芯片绝缘涂层;

热处理及制造技术