Ispitivanje električnih motora
Kako elektrifikacija napreduje i povezani tehnološki razvoj se nastavlja, efikasnost i performanse elektromotora se takođe stalno poboljšavaju. Novi tehnološki pristupi takođe dovode do novih zahteva u oblasti ispitivanja električnih motora. ZwickRoell nudi niz rešenja kako bi osigurao da električni motori ispunjavaju najviše standarde performansi i efikasnosti. Fokus je na inovativnim tehnologijama kao što su tehnologija ukosnica ili namotavanja (pravougaone bakarne žice izolovane polimernim premazom) i ispitivanje limova od elektrotehničkog čelika, koje obe odlučujuće doprinose efikasnosti i performansama električnih motora.
Sa inovativnim rešenjima za ispitivanje za preciznu karakterizaciju materijala i praćenje celog proizvodnog procesa, ZwickRoell može dati odlučujući doprinos optimizaciji električnih motora.
Ispitivanje sa ukosnicama Ispitivanje elektrotehničkih čeličnih limova Zatražite konsultacije
Šta je tačno tehnologija ukosnica?
Tehnologija ukosnica je moderna tehnika namotavanja koja koristi pravougaone, izolovane bakarne žice, poznate i kao „ukosnice“ zbog svog oblika. Ova tehnologija zamenjuje tradicionalne bakarne kalemove i pomaže u značajnom povećanju efikasnosti električnih motora, a istovremeno smanjuje prostor za instalaciju značajnim poboljšanjem iskorišćenja zapremine. Da bi se ovo postiglo, ukosnice se obrađuju veoma složenim procesima namotavanja i savijanja. Da bi proizvodni procesi tekli robusno i dali dobre rezultate, moraju se temeljno razumeti i ponašanje materijala i uticaj parametara procesa. Upravo za ovu svrhu su potrebna odgovarajuća rešenja za ispitivanje.
Ispitivanje ukosnicama - novi zahtevi za ispitivanje
Da bi se osigurao stabilan proces proizvodnje statora, precizno razumevanje mehaničkih svojstava je neophodno – ne samo da bi se održao konzistentan kvalitet, već, što je još važnije, da bi se sprečilo zaustavljanje proizvodnih procesa zbog nedoslednosti materijala. Pored karakteristika materijala, moraju se analizirati i razumeti i uticaji proizvodnih parametara.
ZwickRoell nudi široku ponudu ispitivanja posebno za karakterizaciju pravougaonih obloženih bakarnih žica za sveobuhvatno razumevanje materijala i procesa i time daje odlučujući doprinos daljem razvoju tehnologije ukosnica i procesa proizvodnje statora sa ukosnicama. Ovo uključuje:
- Visoko precizno određivanje ponašanja elastičnog materijala, koje može odstupati od osnovnog materijala zbog premaza i od velikog je značaja za proizvodni proces zbog opruge.
- Ponašanje plastičnog materijala ukosnica do lomljenja tokom ispitivanja zatezanja
- Ponašanje savijanja za proveru modula savijanja i elastičnosti
- Simulacija proizvodnog procesa korišćenjem ispitivanja torzije
- Precizna analiza koeficijenta trenja premaza
Ispitivanje zatezanja na ukosnicama
Tanka polimerna izolacija direktno utiče na oblikovnost bakarne žice, takođe i u pogledu elastičnog povraćaja nakon procesa savijanja, što zauzvrat utiče na dimenzionalnu tačnost i može dovesti do problema u proizvodnji. Pored toga, izolacija takođe ima svoje zahteve: ne sme pokazivati pukotine čak ni pri velikim deformacijama. Mora biti obradiv i mora biti što tanji.
- Razumevanje elastičnosti je stoga ključno. Da bi se precizno odredio elastični opseg izolovane žice u ispitivanju zatezanja, ZwickRoell ima dvostrani ekstenziometar sa veoma visokom rezolucijom, koji je u stanju da meri modul elastičnosti odvojeno na obe strane uzorka. Ovo obezbeđuje rezultate ispitivanja visoke preciznosti.
- Da bi se odredila plastična deformacija do loma, naprezanje uzorka se beleži pomoću ekstenziometra macroXtens.
Ispitivanje savijanja na ukosnicama
U konvencionalnom ispitivanju savijanja u 3 tačke sa ekstenziometrom, ponašanje savijanja može se okarakterisati. S jedne strane, za određivanje modula savijanja, ali s druge strane i za proveru elastičnosti. Ovo ispitivanje se može koristiti za kontrolu kvaliteta, kao i za validaciju simulacionih modela.
Torziono ispitivanje za simulaciju procesa proizvodnje ukosnica
Da bi simulirao proizvodni proces, ZwickRoell ima sistem za ispitivanje torzije pomoću kojeg se torzija ukosnice može simulirati pri stvarnoj brzini proizvodnje korišćenjem modularno podesivog alata za savijanje/torziju.
- Alat za ispitivanje omogućava fleksibilno podešavanje geometrije ukosnica, kao i podešavanje različitih radijusa savijanja, i omogućava podešavanje različitih brzina savijanja, pa čak i merenje ugla otpora putem povezivanja softvera za ispitivanje testXpert sa mašinom.
- Ovo omogućava da se nekoliko parametara procesa posmatra i analizira odvojeno. Kombinacija sa mehaničkom karakterizacijom omogućava uspostavljanje korelacija, uz pomoć kojih se procesi mogu bolje razumeti i time dodatno poboljšati kvalitet.
Dinamička ispitivanja opterećenja na limovima od elektrotehnike za električne motore
Limovi od elektrotehničkog čelika su visoko specijalizovani čelični limovi koji se koriste u proizvodnji električnih motora za provođenje magnetnog fluksa i time povećanje efikasnosti motora. Njihova mehanička i magnetna svojstva su ključna za performanse motora, posebno pri velikim brzinama i pod dinamičkim opterećenjima, kao što su ona koja se nalaze u električnim vozilima.
U čeličnoj industriji, razvoj novih, inovativnih limova od elektrotehničkog čelika trenutno je glavna tema trenda. Novi materijali uvek sa sobom donose nove pojave oblikovanja i obrade koje je potrebno precizno razumeti i okarakterisati.
Ispitivanje limova od elektrotehničkog čelika je neophodno kako bi se okarakterisala ne samo njihova opšta mehanička svojstva, već i njihovo magnetno ponašanje i čvrstoća na zamor. Neispravna ili loša magnetna svojstva mogu značajno umanjiti efikasnost motora i dovesti do nepotrebnih gubitaka energije. Po pravilu, limovi od elektrotehničkog čelika se proizvode postupkom štancanja i rezultujuća očvrsnuta ivica lima može dovesti do pukotina na ivicama, tj. prevremenog kvara, a takođe uticati i na magnetni fluks. Stoga je neophodna dobra karakterizacija limova.
Dinamička ispitivanja opterećenja: Limovi od elektrotehničkog čelika podvrgavaju se dinamičkim opterećenjima kako bi se ispitivala njihova čvrstoća na zamor i odziv u realnim uslovima rada. U tu svrhu, ZwickRoell nudi servohidraulične kompaktne sisteme za ispitivanje, koji su – zahvaljujući aktuatorima za ispitivanje montiranim u donjoj gredi–posebno pogodni za upotrebu na povišenim temperaturama.
Statičko ispitivanje materijala limova od elektrotehničkog čelika za električne motore
Da bi se osigurala mehanička funkcionalnost limova od elektrotehničkog čelika u električnim motorima tokom obrade i rada, konvencionalne statičke metode ispitivanja, kao što je ispitivanje zatezanja u skladu sa ISO 6892-1 i ASTM E8, igraju važnu ulogu u određivanju parametara materijala, uključujući modul elastičnosti, granicu popuštanja, zateznu čvrstoću i deformaciju pri lomu. Oni pružaju fundamentalne informacije o mehaničkom ponašanju materijala pod kvazistatičkim opterećenjem i neophodni su za izbor materijala i obezbeđivanje kvaliteta materijala, na primer za statore i rotore u električnim motorima.
Limovi od elektrotehničkog čelika su često veoma tanki (obično između 50 i 100 mikrometara) i veoma krupnozrnasti. Ovo može dovesti do veoma složenog ponašanja deformacije i otkaza.
- DIN 50154, koji specificira ispitivanje zatezanja na tankim uzorcima nominalne debljine manje od 200 µm, stoga je veoma pogodan kao alternativna metoda ispitivanja za ISO 6892. Samo vrednosti statičkog ispitivanja često nisu dovoljne da se predvidi ponašanje lokalnog otkaza u procesima oblikovanja. Obe standardne metode ispitivanja su već ponuđene kao programi za ispitivanje u ZwickRoell-ovom testXpert softveru za ispitivanje, tako da su svi važni parametri ispitivanja već unapred podešeni.
- Ispitivanje lima pomaže u istraživanju ponašanja loma u realnim procesima oblikovanja (npr. duboko izvlačenje) i pruža informacije o oblikovnosti i sklonosti ka stvaranju pukotina.
- U ispitivanju proširenja rupa, može se analizirati osetljivost limova od elektrotehničkog čelika na ivična prslina. ZwickRoell nudi optičku detekciju kvara podržanu veštačkom inteligencijom i time obezbeđuje rezultate koji su izuzetno nezavisni od korisnika i reproduktivni.
Naučna studija o limovima od elektrotehničkog čelika
Multifunkcionalna analiza mehaničkih i magnetnih svojstava limova od elektrotehničkog čelika
Nemačka istraživačka fondacija (DFG) finansirala je istraživački projekat u koji je učestvovalo mnogo univerziteta, u kojem su ZwickRoell sistemi korišćeni u nekoliko studija. Istraživanje je pokazalo da se proces štancanja može koristiti za namerno uvođenje zaostalih napona u lim od elektrotehničkog čelika. Ovi zaostali naponi utiču na magnetni fluks u limu i stoga mogu povećati efikasnost. Koristeći alat razvijen kao deo istraživačkog projekta, ponašanje magnetnog materijala moglo bi se meriti in-situ ispitivanjem zatezanja.
Pogledajte sliku; uporedite sa istraživačkim izveštajem DFG-a „Povećana efikasnost elektrotehničkog čelika ciljanim zaostalim naponom“, strana 206, odeljak 12.4
Više o istraživačkom projektu DFG
O AUTORU:
Šef globalnog upravljanja industrijom
- Odgovoran za strateški razvoj rešenja za ispitivanje u sektoru mobilnosti i baterija u kompaniji ZwickRoell
- Specijalista za ispitivanje mehaničkih materijala i komponenti u automobilskoj industriji
- Višegodišnje istraživačko iskustvo na Katedri za tehnologiju oblikovanja i livništvo (UTG) na Tehničkom univerzitetu u Minhenu
- Rukovodio brojnim bilateralnim istraživačkim projektima sa vodećim proizvođačima automobila
- Naučni fokus: Karakterizacija lima i eksperimenti difrakcije in-situ
- 2023. Doktorska disertacija na temu: Elasto-plastična karakterizacija čelika visoke čvrstoće