به عنوان یک جزء اجرایی حیاتی توربین های بادی، عملکرد موتورهای پیچ به طور مستقیم بر کارایی پاسخ توربین بادی به تغییرات سرعت باد و ثبات تولید برق تاثیر می گذارد.به عنوان حامل مدار مغناطیسی هسته ای موتورهای پیچ، بهینه سازی طراحی هسته نقش تعیین کننده ای در بهره وری موتور، افزایش درجه حرارت و قابلیت اطمینان دارد. تجزیه و تحلیل زیر از سه جنبه انجام می شود: انتخاب مواد،طراحی ساختاریو فرآیندهای اصلی تولید:
1انتخاب مواد: تعادل نفوذ مغناطیسی بالا و از دست دادن کم
هسته های موتور پیچ به طور معمول از ورق های فولاد سیلیکونی با ضخامت 0.35 میلی متر یا 0.5 میلی متر (مانند DW470 یا درجه بالاتر) استفاده می کنند.5٪) مقاومت الکتریکی را افزایش می دهد تا از دست دادن جریان گردشی را کاهش دهددر محیط های شدید (مانند انرژی باد دریایی) ، می توان از ورق های فولادی سیلیکونی پوشانده با عایق غیر ارگانیک استفاده کرد.که در مقایسه با پوشش های ارگانیک سنتی بیش از ۶۰ درصد در مقاومت در برابر خوردگی اسپری نمک بهبود می یابند.در سالهای اخیر، هسته های آلیوم آمورف (با 70 درصد از دست دادن کمتر از فولاد سیلیکون) در موتورهای قدرت کوچک،اما ارتقاء در مقیاس بزرگ به دلیل چالش های شکننده پردازش محدود شده است.
2طراحی ساختاری: همبستگی بهینه سازی مدار مغناطیسی و قدرت مکانیکی
کنترل فاکتور لایه بندی: محکم شدن دقیق از طریق فشار ، باعث افزایش فاکتور لایه بندی بیش از 96٪ می شود تا مقاومت مغناطیسی شکاف هوا را کاهش دهد.توربین بادی 5MW یک ساختار لایه بندی مرحله ای را اتخاذ می کند، بهبود یکسانی تراکم جریان دندان با 15٪
ادغام کانال خنک کننده: سوراخ های تهویه محوری (6-8 میلی متر قطر) طراحی شده در یوغ هسته ای، همراه با خنک سازی هوایی اجباری، می تواند افزایش دما را 20K کاهش دهد.یک موتور پچ دو برابر تغذیه شده از طریق طراحی هسته قطعه ای به شکل فن، جبران انحراف حرارتی را به دست می آورد، کنترل نابرابری شکاف هوا در حدود 0.1mm.
طراحی ضد خستگی: جوش لیزر برای تثبیت انتهای هسته استفاده می شود و از گشایش لایه بندی ناشی از چرخه های شروع و توقف مکرر (بیش از 200 بار در روز) جلوگیری می کند.یک تولید کننده بهینه شعاع فیله ریشه دندان (از R0.5 تا R1.2) از طریق شبیه سازی عناصر محدود، کاهش فاکتور غلظت تنش متناوب 40٪.
3نکات مهم فرآیند تولید
کنترل سوراخ کردن: لبه های برش دقیق (0.005mm فاصله) اطمینان از ارتفاع سوراخ کردن < 10μm برای جلوگیری از مدار کوتاه بین ورق. پس از معرفی طبقه بندی بصری AI در یک خط تولید،مقاومت عایق هسته های لایه دار بالاتر از 50MΩ ثابت ماند.
بهینه سازی فرآیند آنالیز: آنالیز محافظت شده از اتمسفر هیدروژن (780 °C × 2h) استرس ضربه زدن را از بین می برد و از دست دادن آهن را 8-12٪ کاهش می دهد.یک مطالعه موردی نشان داد که هسته های گرم شده دارای محدوده نوسان نفوذ مغناطیسی هستند که در دمای پایین -30 °C تا 5٪ محدود می شوند..
درمان ضد خوردگی: هسته های مدل های دریایی نیاز به فوسفات + درمان مرکب رزین اپوکسی دارند که آزمایش اسپری نمک 1000 ساعت بدون زنگ قرمز را به دست می آورند.
مرز های تکنولوژیکی فعلی عبارتند از: هسته های کامپوزیت مغناطیسی نرم چاپ شده 3D (که امکان تشکیل یکپارچه کانال های خنک کننده پیچیده را فراهم می کند) ،و هسته های زخم نوار نانوکریستالین (خصوصیات فوق العاده فرکانس بالا)با توسعه توربین های بادی 10MW +، هسته های موتور پیچ به سمت " چگالی قدرت بالا (≥ 5kW / kg) + مدیریت حرارتی هوشمند" تکامل می یابند."تطالبات بالاتري در مورد نوآوری مواد و بهینه سازی توپولوژي.
