Budući da raspodjela gubitaka motora varira s veličinom snage i brojem polova, kako bi se smanjili gubici, trebali bismo se fokusirati na poduzimanje mjera za glavne komponente gubitaka različitih snaga i broja polova. Neki načini za smanjenje gubitka su ukratko opisani na sljedeći način:

1. Povećajte efikasne materijale kako biste smanjili gubitak namotaja i gubitak željeza

Prema principu sličnosti motora, kada elektromagnetno opterećenje ostaje nepromijenjeno, a mehanički gubitak se ne uzima u obzir, gubitak motora je približno proporcionalan kocki linearne veličine motora, a ulazna snaga motora je približno proporcionalno četvrtom stepenu linearne veličine. Iz ovoga se može aproksimirati odnos između efikasnosti i efektivne upotrebe materijala. Da bi se dobio veći prostor pod određenim uslovima veličine instalacije tako da se mogu postaviti efikasniji materijali za poboljšanje efikasnosti motora, veličina spoljašnjeg prečnika štancanja statora postaje važan faktor. U okviru istog opsega mašina, američki motori imaju veću snagu od evropskih motora. Kako bi olakšali rasipanje topline i smanjili porast temperature, američki motori općenito koriste statorske proboje s većim vanjskim promjerom, dok europski motori uglavnom koriste statorske proboje s manjim vanjskim promjerom zbog potrebe za strukturalnim derivatima kao što su motori otporni na eksploziju i za smanjenje količina bakra koji se koristi na kraju namotaja i troškovi proizvodnje.

2. Koristite bolje magnetne materijale i procesne mjere za smanjenje gubitka željeza

Magnetna svojstva (magnetna permeabilnost i jedinični gubitak gvožđa) materijala jezgre imaju veliki uticaj na efikasnost i druge performanse motora. U isto vrijeme, cijena materijala jezgre je glavni dio cijene motora. Stoga je odabir odgovarajućih magnetnih materijala ključ za projektovanje i proizvodnju motora visoke efikasnosti. Kod motora veće snage gubitak željeza čini značajan dio ukupnog gubitka. Stoga će smanjenje jedinične vrijednosti gubitka materijala jezgre pomoći da se smanji gubitak željeza motora. Zbog dizajna i proizvodnje motora, gubitak željeza u motoru uvelike premašuje vrijednost izračunatu prema jediničnoj vrijednosti gubitka željeza koju daje čeličana. Stoga se jedinična vrijednost gubitka željeza općenito povećava za 1,5~2 puta tokom projektiranja kako bi se uzeo u obzir povećanje gubitka željeza.

Glavni razlog povećanja gubitka željeza je taj što se jedinična vrijednost gubitka željeza u čeličani dobiva ispitivanjem uzorka trakastog materijala prema Epstein metodi kvadratnog kruga. Međutim, materijal je podvrgnut velikom naprezanju nakon probijanja, striženja i laminiranja, a gubitak će se povećati. Osim toga, postojanje proreza za zube uzrokuje zračne praznine, što dovodi do gubitaka bez opterećenja na površini jezgre uzrokovanih harmonijskim magnetskim poljem zubaca. Ovo će dovesti do značajnog povećanja gubitka gvožđa motora nakon što je proizveden. Stoga, pored odabira magnetnih materijala sa manjim jediničnim gubitkom željeza, potrebno je kontrolirati tlak laminacije i poduzeti potrebne procesne mjere za smanjenje gubitka željeza. S obzirom na cijenu i procesne faktore, visokokvalitetni čelični limovi i limovi od silikonskog čelika tanji od 0,5 mm se malo koriste u proizvodnji motora visoke efikasnosti. Obično se koriste limovi od električnog čelika bez silicijuma s niskim udjelom ugljika ili hladno valjani silikonski čelični limovi sa niskim sadržajem silicija. Neki proizvođači malih europskih motora koristili su limove od električnog čelika bez silicija sa jediničnom vrijednošću gubitka željeza od 6,5w/kg. Posljednjih godina čeličane su lansirale limove od električnog čelika Polycor420 s prosječnim jediničnim gubitkom od 4,0w/kg, čak nižim od nekih čeličnih limova s ​​niskim sadržajem silicija. Materijal takođe ima veću magnetnu permeabilnost.

Poslednjih godina, Japan je razvio hladno valjani čelični lim sa niskim sadržajem silicijuma, klase 50RMA350, koji ima malu količinu aluminijuma i retkih zemnih metala dodat u svoj sastav, čime se održava visoka magnetna permeabilnost uz smanjenje gubitaka, i Jedinična vrijednost gubitka gvožđa je 3,12w/kg. Oni će vjerovatno pružiti dobru materijalnu osnovu za proizvodnju i promociju motora visoke efikasnosti.

3. Smanjite veličinu ventilatora da smanjite gubitke ventilacije

Za 2-polne i 4-polne motore veće snage, trenje vjetra ima značajan udio. Na primjer, trenje vjetra 2-polnog motora od 90 kW može doseći oko 30% ukupnog gubitka. Trenje vjetra se uglavnom sastoji od snage koju troši ventilator. Budući da je gubitak toplote visokoefikasnih motora generalno mali, količina rashladnog vazduha se može smanjiti, a samim tim i snaga ventilacije. Snaga ventilacije je približno proporcionalna 4. do 5. stepenu prečnika ventilatora. Stoga, ako porast temperature dozvoljava, smanjenje veličine ventilatora može efikasno smanjiti trenje vjetra. Osim toga, razuman dizajn strukture ventilacije je također važan za poboljšanje efikasnosti ventilacije i smanjenje trenja vjetra. Testovi su pokazali da se trenje vjetra 2-polnog dijela motora velike snage može smanjiti za oko 30% u usporedbi s običnim motorima. Budući da je gubitak ventilacije značajno smanjen i ne zahtijeva mnogo dodatnih troškova, promjena dizajna ventilatora je često jedna od glavnih mjera koje se poduzimaju za ovaj dio motora visoke efikasnosti.

4. Smanjite zalutale gubitke kroz mjere dizajna i procesa

Zalutali gubitak asinhronih motora uglavnom je uzrokovan gubicima visoke frekvencije u jezgri i namotajima statora i rotora uzrokovanim visokim harmonicima magnetskog polja. Da bi se smanjio lutajući gubitak opterećenja, amplituda svakog faznog harmonika može se smanjiti upotrebom Y-Δ serijski spojenih sinusoidnih namotaja ili drugih namotaja sa niskim harmonijama, čime se smanjuju lutajući gubici. Ispitivanja su pokazala da korištenje sinusoidnih namotaja može smanjiti lutajuće gubitke u prosjeku za više od 30%.

5. Poboljšajte proces tlačnog livenja kako biste smanjili gubitak rotora

Kontrolom tlaka, temperature i puta pražnjenja plina tokom procesa livenja aluminija rotora, plin u šipkama rotora može se smanjiti, čime se poboljšava provodljivost i smanjuje potrošnja aluminija u rotoru. Posljednjih godina, Sjedinjene Države su uspješno razvile opremu za livenje bakrenih rotora pod pritiskom i odgovarajuće procese, a trenutno provode malu probnu proizvodnju. Proračuni pokazuju da ako bakarni rotori zamijene aluminijske, gubici rotora mogu se smanjiti za oko 38%.

6. Primijenite dizajn kompjuterske optimizacije kako biste smanjili gubitke i poboljšali efikasnost

Pored povećanja materijala, poboljšanja performansi materijala i poboljšanja procesa, kompjuterski optimizacijski dizajn se koristi za razumno određivanje različitih parametara pod ograničenjima troškova, performansi itd., kako bi se postiglo maksimalno moguće poboljšanje efikasnosti. Upotreba optimizacijskog dizajna može značajno skratiti vrijeme dizajna motora i poboljšati kvalitetu dizajna motora.

---

Vrijeme objave: 12.08.2024