Gubici trofaznih motora na izmjeničnu struju mogu se podijeliti na gubitke bakra, gubitke aluminija, gubitke u željezu, gubitke lutalice i gubitke vjetra. Prva četiri su toplinski gubici, a njihov zbir se naziva ukupnim gubicima grijanja.Udio gubitka bakra, aluminija, gubitka željeza i lutajućih gubitaka u ukupnom gubitku topline izlaže se kada se snaga promijeni od male do velike.Kroz primjer, iako udio potrošnje bakra i aluminija u ukupnim gubicima topline varira, on se općenito smanjuje od velikog do malog, pokazujući opadajući trend.Naprotiv, gubitak gvožđa i lutajući gubitak, iako postoje fluktuacije, generalno se povećavaju od malih do velikih, pokazujući uzlazni trend.Kada je snaga dovoljno velika, zalutala disipacija gvožđa premašuje disipaciju bakra.Ponekad lutajući gubitak premašuje gubitak bakra i željeza i postaje prvi faktor gubitka topline.Ponovna analiza Y2 motora i promatranje proporcionalne promjene različitih gubitaka prema ukupnom gubitku otkriva slične zakone.Uvažavajući gore navedena pravila, zaključuje se da različiti motori snage imaju različit naglasak na smanjenju porasta temperature i gubitka topline.Za male motore, gubitak bakra treba prvo smanjiti; za motore srednje i velike snage, gubitak željeza treba biti usmjeren na smanjenje lutajućih gubitaka.Stav da je „zalutali gubitak mnogo manji od gubitka bakra i gvožđa“ je jednostran.Posebno se ističe da što je veća snaga motora, to više pažnje treba posvetiti smanjenju lutajućih gubitaka.Motori srednjeg i velikog kapaciteta koriste sinusoidne namote za smanjenje harmonijskog magnetskog potencijala i lutajućih gubitaka, a učinak je često vrlo dobar.Različite mjere za smanjenje zalutalih gubitaka općenito ne moraju povećati efektivne materijale.
Uvod
Gubitak trofaznog motora na izmjeničnu struju može se podijeliti na gubitak bakra PCu, gubitak aluminija PAl, gubitak željeza PFe, lutajući gubitak Ps, trošenje vjetrom Pfw, prva četiri su gubici grijanja, čiji se zbir naziva ukupni gubitak grijanja PQ, od kojih lutajući gubitak To je uzrok svih gubitaka osim gubitka bakra PCu, gubitka aluminija PAl, gubitka željeza PFe i trošenja vjetrom Pfw, uključujući harmonijski magnetski potencijal, magnetsko polje curenja i bočnu struju žlijeba.
Zbog poteškoća u izračunavanju lutajućeg gubitka i složenosti testa, mnoge zemlje propisuju da se lutajući gubitak izračunava kao 0,5% ulazne snage motora, što pojednostavljuje kontradikciju.Međutim, ova vrijednost je vrlo gruba, a različiti dizajni i različiti procesi su često vrlo različiti, što također skriva kontradiktornost i ne može istinski odražavati stvarne radne uvjete motora.U posljednje vrijeme sve je popularnija izmjerena zalutala disipacija.U eri globalne ekonomske integracije, generalni je trend imati određeni pogled na budućnost kako se integrirati sa međunarodnim standardima.
U ovom radu se proučava trofazni motor na izmjeničnu struju. Kada se snaga promijeni od malog do velikog, mijenja se udio gubitka bakra PCu, gubitka aluminija PAl, gubitka željeza PFe i lutajućeg gubitka Ps u ukupnom gubitku topline PQ i dobijaju se protumjere. Dizajn i proizvodnja razumnije i bolje.
1. Analiza gubitaka motora
1.1 Prvo promatrajte instancu.Fabrika izvozi proizvode elektromotora E serije, a tehnički uslovi predviđaju izmerene gubitke na lutaju.Radi lakšeg poređenja, pogledajmo prvo 2-polne motore, čija je snaga u rasponu od 0,75 kW do 315 kW.Prema rezultatima ispitivanja, izračunat je omjer gubitka bakra PCu, gubitka aluminija PAl, gubitka željeza PFe i lutajućeg gubitka Ps prema ukupnim gubicima topline PQ, kao što je prikazano na slici 1.Ordinata na slici je omjer različitih gubitaka u grijanju prema ukupnim gubicima grijanja (%), apscisa je snaga motora (kW), izlomljena linija sa dijamantima je udio potrošnje bakra, izlomljena linija sa kvadratima je proporcija potrošnje aluminijuma, a Izlomljena linija trougla je koeficijent gubitka gvožđa, a isprekidana linija sa krstom je odnos zalutalih gubitaka.
Slika 1. Isprekidani grafikon udjela potrošnje bakra, potrošnje aluminija, potrošnje gvožđa, zalutalih disipacija i ukupnog gubitka grijanja 2-polnih motora E serije
(1) Kada se snaga motora promijeni od male do velike, udio potrošnje bakra, iako fluktuira, generalno se smanjuje od velike do male, pokazujući opadajući trend. 0,75kW i 1,1kW čine oko 50%, dok su 250kW i 315kW manje od 20% potrošnje aluminija se također promijenilo od velike do male općenito, pokazujući trend pada, ali promjena nije velika.
(2) Od male do velike snage motora, udio gubitka željeza se mijenja, iako postoje fluktuacije, općenito se povećava od male do velike, pokazujući uzlazni trend.0,75kW~2,2kW je oko 15%, a kada je veći od 90kW, prelazi 30%, što je veće od potrošnje bakra.
(3) Proporcionalna promjena zalutale disipacije, iako fluktuira, općenito se povećava od male do velike, pokazujući uzlazni trend.0,75kW ~ 1,5kW je oko 10%, dok je 110kW blizu potrošnje bakra. Za specifikacije veće od 132 kW, većina lutajućih gubitaka premašuje potrošnju bakra.Zalutali gubici od 250kW i 315kW premašuju gubitke bakra i gvožđa i postaju prvi faktor u gubitku toplote.
4-polni motor (linijski dijagram izostavljen).Gubitak gvožđa iznad 110kW veći je od gubitka bakra, a lutajući gubitak od 250kW i 315kW premašuje gubitak bakra i gubitak gvožđa, postajući prvi faktor u gubitku toplote.Zbir potrošnje bakra i aluminijuma ove serije 2-6 polnih motora, mali motor čini oko 65% do 84% ukupnog gubitka toplote, dok veliki motor smanjuje na 35% do 50%, dok gvozdeni motor potrošnja je suprotna, mali motor čini oko 65% do 84% ukupnog gubitka topline. Ukupni gubitak toplote je 10% do 25%, dok se veliki motor povećava na oko 26% do 38%.Zalutali gubitak, mali motori čine oko 6% do 15%, dok se veliki motori povećavaju na 21% do 35%.Kada je snaga dovoljno velika, gubitak željeza lutajućim gubitkom premašuje gubitak bakra.Ponekad lutajući gubici premašuju gubitak bakra i željeza, postajući prvi faktor u gubitku toplote.
1.2 R serija 2-polni motor, izmjereni lutajući gubici
Prema rezultatima ispitivanja dobija se omjer gubitka bakra, gubitka željeza, lutajućih gubitaka itd. prema ukupnim gubicima topline PQ.Slika 2 prikazuje proporcionalnu promjenu snage motora prema gubitku bakra.Ordinata na slici je omjer (%) zalutalih gubitaka bakra i ukupnog gubitka grijanja, apscisa je snaga motora (kW), izlomljena linija sa rombama je omjer gubitka bakra, a izlomljena linija sa kvadratima je omjer izgubljenih gubitaka.Slika 2 jasno pokazuje da općenito, što je veća snaga motora, veći je udio lutajućih gubitaka u ukupnom gubitku topline, koji je u porastu.Slika 2 također pokazuje da za veličine veće od 150 kW gubici lutalice premašuju gubitke u bakru.Postoji nekoliko veličina motora, a lutajući gubitak je čak 1,5 do 1,7 puta veći od gubitka bakra.
Snaga ove serije 2-polnih motora kreće se od 22kW do 450kW. Omjer izmjerenog lutajućeg gubitka prema PQ porastao je sa manje od 20% na skoro 40%, a raspon promjene je vrlo velik.Ako se izrazi omjerom izmjerenog lutajućeg gubitka prema nazivnoj izlaznoj snazi, on iznosi oko (1,1~1,3)%; ako se izrazi omjerom izmjerenog lutajućeg gubitka prema ulaznoj snazi, on je oko (1,0~1,2)%, posljednja dva Omjer izraza se ne mijenja mnogo i teško je vidjeti proporcionalnu promjenu lutalice gubitak za PQ.Stoga, posmatranje gubitaka u grijanju, posebno omjera izgubljenih gubitaka prema PQ, može bolje razumjeti promjenjivi zakon gubitka grijanja.
Izmjereni lutajući gubitak u gornja dva slučaja usvaja metodu IEEE 112B u Sjedinjenim Državama
Slika 2. Linijski grafikon omjera gubitaka bakra i ukupnih gubitaka zbog grijanja 2-polnog motora R serije
Motori serije 1.3 Y2
Tehnički uvjeti predviđaju da lutajući gubitak iznosi 0,5% ulazne snage, dok GB/T1032-2005 predviđa preporučenu vrijednost lutajućeg gubitka. Sada uzmite metodu 1, a formula je Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 formula PN- je nazivna snaga; P1- je ulazna snaga.
Pretpostavljamo da je izmjerena vrijednost lutajućeg gubitka jednaka preporučenoj vrijednosti i ponovo izračunavamo elektromagnetski proračun, a zatim izračunavamo omjer četiri gubitka grijanja potrošnje bakra, aluminija i željeza i ukupnog gubitka grijanja PQ .Promena njegove proporcije je takođe u skladu sa gore navedenim pravilima.
To jest: kada se snaga promijeni od male do velike, udio potrošnje bakra i aluminijuma općenito se smanjuje od velike do male, pokazujući opadajući trend.S druge strane, udio gubitka željeza i zalutalih gubitaka općenito se povećava od malog do velikog, pokazujući uzlazni trend.Bez obzira na 2-polni, 4-polni ili 6-polni, ako je snaga veća od određene snage, gubitak željeza će premašiti gubitak bakra; udio lutajućih gubitaka će se također povećati od malog do velikog, postepeno približavajući se gubitku bakra, ili čak premašiti gubitak bakra.Zalutala disipacija od više od 110 kW u 2 pola postaje prvi faktor u gubitku toplote.
Slika 3 je isprekidani linijski graf omjera četiri gubitka grijanja i PQ za 4-polne motore serije Y2 (pod pretpostavkom da je izmjerena vrijednost lutajućih gubitaka jednaka gornjoj preporučenoj vrijednosti, a ostali gubici se izračunavaju prema vrijednosti) .Ordinata je omjer različitih gubitaka grijanja prema PQ (%), a apscisa je snaga motora (kW).Očigledno je da su gubici gvožđa iznad 90 kW veći od gubitaka u bakru.
Slika 3. Isprekidani grafikon omjera potrošnje bakra, potrošnje aluminija, potrošnje željeza i zalutalih disipacija prema ukupnim gubicima grijanja 4-polnih motora Y2 serije
1.4 Literatura proučava omjer različitih gubitaka i ukupnih gubitaka (uključujući trenje vjetra)
Utvrđeno je da je potrošnja bakra i aluminijuma činila 60% do 70% ukupnog gubitka kod malih motora, a smanjila se na 30% do 40% kada je kapacitet povećan, dok je potrošnja željeza bila suprotna. %above.Za zalutale gubitke, mali motori čine oko 5% do 10% ukupnih gubitaka, dok veliki motori čine više od 15%.Otkriveni zakoni su slični: to jest, kada se snaga mijenja od malog do velikog, udio gubitka bakra i aluminija općenito se smanjuje od velikog do malog, pokazujući opadajući trend, dok se udio gubitka željeza i zalutalih gubitaka općenito povećava od male do velike, pokazujući uzlazni trend. .
1.5 Formula za izračunavanje preporučene vrijednosti lutajućeg gubitka prema GB/T1032-2005 Metoda 1
Brojač je izmjerena vrijednost zalutalih gubitaka.Od male do velike snage motora, udio lutajućih gubitaka prema ulaznoj snazi se mijenja i postepeno se smanjuje, a raspon promjene nije mali, oko 2,5% do 1,1%.Ako se imenilac promijeni u ukupni gubitak ∑P, odnosno Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), ako je efikasnost motora 0,667~0,967, recipročna vrijednost (1-η) je 3~ 30, odnosno izmjerena nečistoća U poređenju sa omjerom ulazne snage, omjer gubitka disipacije i ukupnog gubitka je pojačan za 3 do 30 puta. Što je veća snaga, brže se diže isprekidana linija.Očigledno, ako se uzme omjer lutajućih gubitaka i ukupnog gubitka topline, „faktor povećanja“ je veći.Za 2-polni motor od 450 kW serije R u gornjem primjeru, omjer lutajućih gubitaka i ulazne snage Ps/P1 je nešto manji od izračunate vrijednosti preporučene gore, a omjer lutajućih gubitaka i ukupnog gubitka ∑P i ukupnog gubitka topline PQ je 32,8%, respektivno. 39,5%, u poređenju sa odnosom ulazne snage P1, “pojačano” oko 28 puta i 34 puta respektivno.
Metoda posmatranja i analize u ovom radu je da se uzme omjer 4 vrste toplinskih gubitaka i ukupnih toplinskih gubitaka PQ. Vrijednost omjera je velika, a jasno se vidi proporcija i zakon promjene različitih gubitaka, odnosno snaga od malog prema velikom, potrošnja bakra i aluminijuma. trend, dok se udio gubitka željeza i zalutalih gubitaka generalno promijenio od malog do velikog, pokazujući uzlazni trend.Konkretno, uočeno je da što je veća snaga motora, to je veći omjer lutajućih gubitaka i PQ, postepeno se približava gubitku bakra, premašuje gubitak bakra, pa čak i postaje prvi faktor u gubitku topline, tako da možemo ispravno razumjeti zakon i obratite pažnju na smanjenje velikog motora. zalutali gubici.U poređenju sa omjerom lutajućih gubitaka i ulazne snage, omjer izmjerenih lutajućih gubitaka prema ukupnim gubicima topline samo se izražava na drugi način i ne mijenja njegovu fizičku prirodu.
2. Mjere
Poznavanje gornjeg pravila je od pomoći za racionalan dizajn i proizvodnju motora.Snaga motora je različita, a mjere za smanjenje porasta temperature i gubitka topline su različite, a fokus je drugačiji.
2.1 Za motore male snage, potrošnja bakra čini veliki udio ukupnog gubitka topline
Stoga bi smanjenje porasta temperature trebalo prvo smanjiti potrošnju bakra, kao što je povećanje poprečnog presjeka žice, smanjenje broja provodnika po utoru, povećanje oblika proreza statora i produženje željeznog jezgra.U fabrici se porast temperature često kontroliše regulacijom toplotnog opterećenja AJ, što je potpuno ispravno za male motore.Kontrola AJ je u suštini kontrola gubitka bakra. Nije teško pronaći gubitak bakra statora za cijeli motor prema AJ, unutrašnji prečnik statora, dužinu poluokreta zavojnice i otpor bakarne žice.
2.2 Kada se snaga promijeni od malog do velikog, gubitak željeza se postepeno približava gubitku bakra
Potrošnja željeza općenito premašuje potrošnju bakra kada je veća od 100 kW.Stoga bi veliki motori trebali obratiti pažnju na smanjenje potrošnje željeza.Za specifične mjere mogu se koristiti čelični limovi sa malim gubicima, magnetna gustoća statora ne bi trebala biti prevelika, a treba obratiti pažnju na razumnu raspodjelu magnetne gustoće svakog dijela.
Neke tvornice redizajniraju neke motore velike snage i na odgovarajući način smanjuju oblik proreza statora.Raspodjela magnetske gustine je razumna, a omjer gubitka bakra i željeza je pravilno podešen.Iako se gustoća struje statora povećava, toplinsko opterećenje raste, a gubici bakra se povećavaju, magnetna gustoća statora se smanjuje, a gubitak željeza se smanjuje više nego što se povećava gubitak bakra.Performanse su ekvivalentne originalnom dizajnu, ne samo da je porast temperature smanjen, već se štedi i količina bakra koji se koristi u statoru.
2.3 Za smanjenje zalutalih gubitaka
Ovaj članak naglašava dašto je veća snaga motora, više pažnje treba posvetiti smanjenju lutajućih gubitaka.Mišljenje da su „gubici lutalice mnogo manji od gubitaka u bakru“ važi samo za male motore.Očigledno, prema gore navedenom zapažanju i analizi, što je veća snaga, to je manje pogodna.Stav da su „zalutali gubici mnogo manji od gubitaka u gvožđu“ takođe je neprikladan.
Omjer izmjerene vrijednosti lutajućih gubitaka prema ulaznoj snazi je veći za male motore, a manji je kada je snaga veća, ali se ne može zaključiti da mali motori trebaju paziti na smanjenje lutajućih gubitaka, dok veliki motori to čine. nema potrebe za smanjenjem zalutalih gubitaka. gubitak.Naprotiv, prema gornjem primjeru i analizi, što je veća snaga motora, to je veći omjer lutajućih gubitaka i ukupnog gubitka topline, lutajući gubitak i gubitak željeza su blizu ili čak premašuju gubitak bakra, pa je veći snage motora, tome treba posvetiti više pažnje. Smanjite izgubljene gubitke.
2.4 Mjere za smanjenje zalutalih gubitaka
Načini smanjenja lutajućih gubitaka, kao što je povećanje zračnog raspora, jer je lutajući gubitak približno obrnuto proporcionalan kvadratu zračnog raspora; smanjenje harmonijskog magnetskog potencijala, kao što je korištenje sinusoidnih (niskih harmonika) namotaja; pravilno uklapanje utora; smanjenje zupčanika, rotor usvaja zatvoreni utor, a otvoreni utor visokonaponskog motora usvaja magnetni klin proreza; Obrada rotora od livenog aluminijuma smanjuje bočnu struju i tako dalje.Vrijedi napomenuti da gore navedene mjere općenito ne zahtijevaju dodavanje efikasnih materijala.Razna potrošnja je također povezana sa stanjem grijanja motora, kao što je dobro odvođenje topline namotaja, niska unutrašnja temperatura motora i niska razna potrošnja.
Primjer: Fabrika popravlja motor sa 6 polova i 250kW.Nakon testa popravke, porast temperature je dostigao 125K ispod 75% nazivnog opterećenja.Vazdušni raspor se zatim obrađuje na 1,3 puta veću od originalne veličine.U testu pod nominalnim opterećenjem, porast temperature je zapravo pao na 81K, što u potpunosti pokazuje da se zračni jaz povećao i da je zalutalo rasipanje uvelike smanjeno.Harmonični magnetski potencijal je važan faktor za lutajući gubitak. Motori srednjeg i velikog kapaciteta koriste sinusoidne namote za smanjenje harmonijskog magnetskog potencijala, a učinak je često vrlo dobar.Dobro dizajnirani sinusni namotaji se koriste za motore srednje i velike snage. Kada se amplituda i amplituda harmonika smanje za 45% do 55% u poređenju sa originalnim dizajnom, lutajući gubitak se može smanjiti za 32% do 55%, inače će porast temperature biti smanjen, a efikasnost će se povećati. , buka je smanjena, a može uštedjeti bakar i željezo.
3. Zaključak
3.1 Trofazni AC motor
Kada se snaga promijeni od male do velike, udio potrošnje bakra i aluminija u ukupnom gubitku topline općenito se povećava od velikog do malog, dok se udio lutajućih gubitaka potrošnje željeza općenito povećava od malog do velikog.Za male motore gubitak bakra predstavlja najveći udio ukupnog gubitka topline. Kako se kapacitet motora povećava, lutajući gubici i gubici željeza se približavaju i premašuju gubitak bakra.
3.2 Za smanjenje gubitaka topline
Snaga motora je različita, a fokus poduzetih mjera je također različit.Za male motore prvo treba smanjiti potrošnju bakra.Za motore srednje i velike snage, više pažnje treba posvetiti smanjenju gubitka željeza i zalutalih gubitaka.Stav da su „zalutali gubici mnogo manji od gubitaka bakra i gvožđa“ je jednostran.
3.3 Udio lutajućih gubitaka u ukupnim gubicima topline velikih motora je veći
U ovom radu se naglašava da što je veća snaga motora, to više pažnje treba posvetiti smanjenju lutajućih gubitaka.
Vrijeme objave: Jun-16-2022