Les pèrdues dels motors AC trifàsics es poden dividir en pèrdues de coure, pèrdues d'alumini, pèrdues de ferro, pèrdues perdudes i pèrdues de vent. Les quatre primeres són pèrdues de calor, i la suma d'elles s'anomena pèrdues de calefacció totals.La proporció de la pèrdua de coure, la pèrdua d'alumini, la pèrdua de ferro i la pèrdua periòdica a la pèrdua total de calor s'exposa quan la potència canvia de petita a gran.A través de l'exemple, tot i que la proporció del consum de coure i el consum d'alumini en la pèrdua total de calor fluctua, generalment disminueix de gran a petit, mostrant una tendència a la baixa.Per contra, les pèrdues de ferro i les pèrdues perdudes, tot i que hi ha fluctuacions, generalment augmenten de petit a gran, mostrant una tendència a l'alça.Quan la potència és prou gran, la dissipació dispersa de ferro supera la dissipació de coure.De vegades, la pèrdua periòdica supera la pèrdua de coure i la pèrdua de ferro i es converteix en el primer factor de pèrdua de calor.Tornar a analitzar el motor Y2 i observar el canvi proporcional de diverses pèrdues a la pèrdua total revela lleis similars.Reconeixent les regles anteriors, es conclou que els diferents motors de potència tenen un èmfasi diferent en la reducció de l'augment de la temperatura i la pèrdua de calor.Per als motors petits, primer s'ha de reduir la pèrdua de coure; per als motors de mitjana i alta potència, les pèrdues de ferro s'han de centrar a reduir les pèrdues perdudes.L'opinió que "la pèrdua periòdica és molt menor que la pèrdua de coure i la pèrdua de ferro" és unilateral.Es destaca especialment que com més gran sigui la potència del motor, més atenció s'ha de parar a reduir les pèrdues periòdiques.Els motors de capacitat mitjana i gran utilitzen bobinatges sinusoïdals per reduir el potencial magnètic harmònic i les pèrdues periòdiques, i l'efecte sovint és molt bo.En general, diverses mesures per reduir les pèrdues disperses no necessiten augmentar els materials efectius.
Introducció
La pèrdua del motor de CA trifàsic es pot dividir en pèrdua de coure PCu, pèrdua d'alumini PAl, pèrdua de ferro PFe, pèrdua periòdica Ps, desgast del vent Pfw, els quatre primers són pèrdues de calefacció, la suma de les quals s'anomena pèrdua de calor total PQ, de les quals és la causa de totes les pèrdues excepte la pèrdua de coure PCu, la pèrdua d'alumini PAl, la pèrdua de ferro PFe i el desgast del vent Pfw, inclòs el potencial magnètic harmònic, el camp magnètic de fuites i el corrent lateral del canal.
A causa de la dificultat per calcular la pèrdua periòdica i la complexitat de la prova, molts països estipulen que la pèrdua periòdica es calcula com el 0,5% de la potència d'entrada del motor, la qual cosa simplifica la contradicció.Tanmateix, aquest valor és molt aproximat i els diferents dissenys i processos diferents sovint són molt diferents, cosa que també amaga la contradicció i no pot reflectir realment les condicions de treball reals del motor.Recentment, la dissipació periòdica mesurada s'ha fet cada cop més popular.En l'era de la integració econòmica global, la tendència general és tenir una certa visió de futur com integrar-se amb els estàndards internacionals.
En aquest article, s'estudia el motor de CA trifàsic. Quan la potència canvia de petita a gran, la proporció de la pèrdua de coure PCu, la pèrdua d'alumini PAl, la pèrdua de ferro PFe i la pèrdua periòdica Ps a la pèrdua total de calor PQ canvia i s'obtenen les contramesures. Dissenyar i fabricar més raonable i millor.
1. Anàlisi de pèrdues del motor
1.1 Observeu primer una instància.Una fàbrica exporta productes de la sèrie E de motors elèctrics, i les condicions tècniques estipulen les pèrdues perdudes mesurades.Per facilitar la comparació, mirem primer els motors de 2 pols, que oscil·len entre 0,75 kW i 315 kW.Segons els resultats de la prova, es calcula la relació entre la pèrdua de coure PCu, la pèrdua d'alumini PAl, la pèrdua de ferro PFe i la pèrdua periòdica Ps a la pèrdua total de calor PQ, tal com es mostra a la figura 1.L'ordenada de la figura és la relació entre diverses pèrdues de calefacció i la pèrdua total de calefacció (%), l'abscissa és la potència del motor (kW), la línia trencada amb diamants és la proporció del consum de coure, la línia trencada amb quadrats és la proporció del consum d'alumini, i la línia trencada del triangle és la relació de pèrdua de ferro, i la línia trencada amb la creu és la relació de la pèrdua perdida.
Figura 1. Un gràfic de línies trencades de la proporció de consum de coure, consum d'alumini, consum de ferro, dissipació dispersa i pèrdua total de calefacció dels motors de 2 pols de la sèrie E
(1) Quan la potència del motor canvia de petit a gran, la proporció del consum de coure, tot i que fluctua, generalment disminueix de gran a petit, mostrant una tendència a la baixa. 0,75 kW i 1,1 kW representen al voltant del 50%, mentre que 250 kW i 315 kW són menys que La proporció del 20% de consum d'alumini també ha canviat de gran a petit en general, mostrant una tendència a la baixa, però el canvi no és gran.
(2) De petita a gran potència del motor, la proporció de pèrdua de ferro canvia, tot i que hi ha fluctuacions, generalment augmenta de petit a gran, mostrant una tendència a l'alça.0,75 kW ~ 2,2 kW és aproximadament el 15%, i quan és superior a 90 kW, supera el 30%, que és més gran que el consum de coure.
(3) El canvi proporcional de la dissipació dispersa, tot i que fluctua, generalment augmenta de petit a gran, mostrant una tendència a l'alça.0,75 kW ~ 1,5 kW és al voltant del 10%, mentre que 110 kW és a prop del consum de coure. Per a especificacions superiors a 132 kW, la majoria de les pèrdues perdudes superen el consum de coure.Les pèrdues periòdiques de 250 kW i 315 kW superen les pèrdues de coure i ferro, i es converteixen en el primer factor en la pèrdua de calor.
Motor de 4 pols (s'ha omès el diagrama de línies).La pèrdua de ferro per sobre de 110 kW és més gran que la pèrdua de coure, i la pèrdua perifèrica de 250 kW i 315 kW supera la pèrdua de coure i la pèrdua de ferro, convertint-se en el primer factor de la pèrdua de calor.La suma del consum de coure i el consum d'alumini d'aquesta sèrie de motors de 2-6 pols, el motor petit representa al voltant del 65% al 84% de la pèrdua total de calor, mentre que el motor gran es redueix al 35% al 50%, mentre que el ferro el consum és el contrari, el petit motor representa al voltant del 65% al 84% de la pèrdua total de calor. La pèrdua total de calor és del 10% al 25%, mentre que el motor gran augmenta al voltant del 26% al 38%.Pèrdues periòdiques, els motors petits representen entre el 6% i el 15%, mentre que els motors grans augmenten entre el 21% i el 35%.Quan la potència és prou gran, la pèrdua de ferro supera la pèrdua de coure.De vegades, les pèrdues per pèrdua superen les pèrdues de coure i ferro, convertint-se en el primer factor de la pèrdua de calor.
Motor de 2 pols de la sèrie 1.2 R, pèrdua de dispersió mesurada
Segons els resultats de la prova, s'obté la relació entre la pèrdua de coure, la pèrdua de ferro, la pèrdua periòdica, etc. a la pèrdua total de calor PQ.La figura 2 mostra el canvi proporcional de la potència del motor a la pèrdua de coure perdut.L'ordenada de la figura és la proporció (%) de la pèrdua de coure dispersada a la pèrdua total de calefacció, l'abscissa és la potència del motor (kW), la línia trencada amb diamants és la relació de la pèrdua de coure i la línia trencada amb quadrats és la relació de pèrdues perdudes.La figura 2 mostra clarament que, en general, com més gran és la potència del motor, més gran és la proporció de pèrdues disperses respecte a la pèrdua total de calor, que va en augment.La figura 2 també mostra que per a mides superiors a 150 kW, les pèrdues perdudes superen les pèrdues de coure.Hi ha diverses mides de motors, i la pèrdua periòdica és fins i tot d'1,5 a 1,7 vegades la pèrdua de coure.
La potència d'aquesta sèrie de motors de 2 pols oscil·la entre 22kW i 450kW. La relació entre la pèrdua periòdica mesurada i el PQ ha augmentat de menys del 20% a gairebé el 40% i el rang de canvi és molt gran.Si s'expressa mitjançant la relació entre la pèrdua periòdica mesurada i la potència de sortida nominal, és d'aproximadament (1,1 ~ 1,3)%; si s'expressa per la relació entre la pèrdua periòdica mesurada i la potència d'entrada, és d'aproximadament (1,0 ~ 1,2)%, els dos últims. La relació de l'expressió no canvia gaire i és difícil veure el canvi proporcional de la dispersió. pèrdua a PQ.Per tant, l'observació de la pèrdua d'escalfament, especialment la relació entre la pèrdua periòdica i la PQ, pot entendre millor la llei canviant de la pèrdua d'escalfament.
La pèrdua periòdica mesurada en els dos casos anteriors adopta el mètode IEEE 112B als Estats Units
Figura 2. Gràfic de línies de la relació entre la pèrdua de coure i la pèrdua total de calefacció del motor de 2 pols de la sèrie R
1.3 Motors de la sèrie Y2
Les condicions tècniques estipulen que la pèrdua periòdica és del 0,5% de la potència d'entrada, mentre que GB/T1032-2005 estipula el valor recomanat de la pèrdua periòdica. Ara preneu el mètode 1, i la fórmula és Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 fórmula PN- és la potència nominal; P1- és la potència d'entrada.
Suposem que el valor mesurat de la pèrdua periòdica és igual al valor recomanat i tornem a calcular el càlcul electromagnètic i, a continuació, calculem la relació entre les quatre pèrdues de calefacció del consum de coure, el consum d'alumini i el consum de ferro a la pèrdua total de calor PQ .El canvi de la seva proporció també s'ajusta a les regles anteriors.
És a dir: quan la potència canvia de petit a gran, la proporció de consum de coure i consum d'alumini generalment disminueix de gran a petit, mostrant una tendència a la baixa.D'altra banda, la proporció de pèrdues de ferro i pèrdues disperses generalment augmenta de petit a gran, mostrant una tendència a l'alça.Independentment de 2 pols, 4 pols o 6 pols, si la potència és superior a una determinada potència, la pèrdua de ferro superarà la pèrdua de coure; la proporció de pèrdua periòdica també augmentarà de petita a gran, aproximant-se gradualment a la pèrdua de coure, o fins i tot superant la pèrdua de coure.La dissipació periòdica de més de 110 kW en 2 pols es converteix en el primer factor en la pèrdua de calor.
La figura 3 és un gràfic de línies trencades de la relació de quatre pèrdues de calefacció a PQ per a motors de 4 pols de la sèrie Y2 (suposant que el valor mesurat de la pèrdua periòdica és igual al valor recomanat anteriorment i altres pèrdues es calculen segons el valor) .L'ordenada és la relació de diverses pèrdues de calor a PQ (%), i l'abscissa és la potència del motor (kW).Òbviament, les pèrdues de ferro per sobre dels 90 kW són més grans que les pèrdues de coure.
Figura 3. El gràfic de línies trencades de la relació entre el consum de coure, el consum d'alumini, el consum de ferro i la dissipació dispersa a la pèrdua total de calefacció dels motors de 4 pols de la sèrie Y2
1.4 La literatura estudia la relació entre diverses pèrdues i les pèrdues totals (inclosa la fricció del vent)
Es va trobar que el consum de coure i el consum d'alumini representaven entre el 60% i el 70% de la pèrdua total en els motors petits, i va disminuir del 30% al 40% quan augmentava la capacitat, mentre que el consum de ferro era el contrari. % a sobre.Per a les pèrdues perdudes, els motors petits representen entre el 5% i el 10% de les pèrdues totals, mentre que els grans motors representen més del 15%.Les lleis revelades són similars: és a dir, quan la potència canvia de petita a gran, la proporció de pèrdua de coure i pèrdua d'alumini generalment disminueix de gran a petita, mostrant una tendència a la baixa, mentre que la proporció de pèrdua de ferro i pèrdues perdudes generalment augmenta de de petit a gran, mostrant una tendència a l'alça. .
1.5 Fórmula de càlcul del valor recomanat de la pèrdua periòdica segons GB/T1032-2005 Mètode 1
El numerador és el valor mesurat de la pèrdua periòdica.De la potència del motor petita a gran, la proporció de pèrdues perdudes a la potència d'entrada canvia i disminueix gradualment, i el rang de canvi no és petit, entre el 2,5% i l'1,1%.Si el denominador es canvia a la pèrdua total ∑P, és a dir, Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), si l'eficiència del motor és 0,667~0,967, el recíproc de (1-η) és 3~ 30, és a dir, la impuresa mesurada En comparació amb la relació de potència d'entrada, la relació entre la pèrdua de dissipació i la pèrdua total s'amplifica de 3 a 30 vegades. Com més gran sigui la potència, més ràpid s'eleva la línia trencada.Òbviament, si es pren la relació entre les pèrdues disperses i la pèrdua total de calor, el "factor d'ampliació" és més gran.Per al motor de 450 kW de 2 pols de la sèrie R de l'exemple anterior, la relació entre la pèrdua perifèrica i la potència d'entrada Ps/P1 és lleugerament menor que el valor calculat recomanat anteriorment, i la relació entre la pèrdua perifèrica i la pèrdua total ∑P i la pèrdua total de calor. El PQ és del 32,8%, respectivament. 39,5%, en comparació amb la relació de la potència d'entrada P1, "amplificada" unes 28 vegades i 34 vegades respectivament.
El mètode d'observació i anàlisi d'aquest article és prendre la relació de 4 tipus de pèrdua de calor a la pèrdua total de calor PQ. El valor de la relació és gran i es pot veure clarament la proporció i la llei de canvi de diverses pèrdues, és a dir, la potència de petit a gran, consum de coure i consum d'alumini. En general, la proporció ha canviat de gran a petita, mostrant una baixada. tendència, mentre que la proporció de pèrdues de ferro i pèrdues perdudes generalment ha canviat de petita a gran, mostrant una tendència a l'alça.En particular, es va observar que com més gran és la potència del motor, més gran és la relació entre la pèrdua perifèrica i la PQ, aproximant-se gradualment a la pèrdua de coure, superant la pèrdua de coure i fins i tot convertint-se en el primer factor de la pèrdua de calor, de manera que podem entendre correctament. la llei i presteu atenció a reduir el motor gran. pèrdues perdudes.En comparació amb la relació entre les pèrdues disperses i la potència d'entrada, la relació entre les pèrdues disperses mesurades i la pèrdua total de calor només s'expressa d'una altra manera i no canvia la seva naturalesa física.
2. Mesures
Conèixer la regla anterior és útil per al disseny i la fabricació racionals del motor.La potència del motor és diferent i les mesures per reduir l'augment de la temperatura i la pèrdua de calor són diferents i el focus és diferent.
2.1 Per als motors de baixa potència, el consum de coure representa una gran proporció de la pèrdua total de calor
Per tant, la reducció de l'augment de temperatura hauria de reduir primer el consum de coure, com ara augmentar la secció transversal del cable, reduir el nombre de conductors per ranura, augmentar la forma de la ranura de l'estator i allargar el nucli de ferro.A la fàbrica, l'augment de temperatura sovint es controla controlant la càrrega de calor AJ, que és completament correcta per a motors petits.Controlar AJ és essencialment controlar la pèrdua de coure. No és difícil trobar la pèrdua de coure de l'estator de tot el motor segons AJ, el diàmetre interior de l'estator, la longitud de mitja volta de la bobina i la resistivitat del cable de coure.
2.2 Quan la potència canvia de petita a gran, la pèrdua de ferro s'aproxima gradualment a la pèrdua de coure
El consum de ferro generalment supera el consum de coure quan és superior a 100 kW.Per tant, els motors grans haurien de prestar atenció a reduir el consum de ferro.Per a mesures específiques, es poden utilitzar làmines d'acer de silici de baixes pèrdues, la densitat magnètica de l'estator no ha de ser massa alta i s'ha de prestar atenció a la distribució raonable de la densitat magnètica de cada part.
Algunes fàbriques redissenyen alguns motors d'alta potència i redueixen adequadament la forma de la ranura de l'estator.La distribució de la densitat magnètica és raonable i la relació entre la pèrdua de coure i la pèrdua de ferro s'ajusta correctament.Encara que la densitat de corrent de l'estator augmenta, la càrrega tèrmica augmenta i la pèrdua de coure augmenta, la densitat magnètica de l'estator disminueix i la pèrdua de ferro disminueix més que la pèrdua de coure.El rendiment és equivalent al disseny original, no només es redueix l'augment de temperatura, sinó que també s'estalvia la quantitat de coure utilitzada a l'estator.
2.3 Per reduir les pèrdues periòdiques
Aquest article destaca que elmés potència del motor, més atenció s'ha de parar a reduir les pèrdues periòdiques.L'opinió que "les pèrdues perdudes són molt més petites que les pèrdues de coure" només s'aplica als motors petits.Òbviament, segons l'observació i l'anàlisi anteriors, com més gran és la potència, menys adequada és.La visió que "les pèrdues perdudes són molt més petites que les pèrdues de ferro" també és inadequada.
La relació entre el valor mesurat de la pèrdua periòdica i la potència d'entrada és més alta per als motors petits, i la relació és menor quan la potència és més gran, però no es pot concloure que els motors petits hagin de prestar atenció a reduir les pèrdues perdudes, mentre que els grans ho fan. no cal reduir les pèrdues perdudes. pèrdua.Per contra, segons l'exemple i l'anàlisi anteriors, com més gran sigui la potència del motor, més gran és la relació entre les pèrdues disperses i la pèrdua total de calor, les pèrdues periòdiques i les pèrdues de ferro s'aproximen o fins i tot superen la pèrdua de coure, de manera que més gran és la potència del motor, més atenció s'hi hauria de prestar. Reduir les pèrdues periòdiques.
2.4 Mesures per reduir les pèrdues periòdiques
Maneres de reduir les pèrdues per dispersió, com ara augmentar l'entrefer, ja que la pèrdua per dispersió és aproximadament inversament proporcional al quadrat de l'entrefer; reduir el potencial magnètic harmònic, com l'ús de bobinatges sinusoïdals (harmònics baixos); ajust adequat de la ranura; reduint l'engranatge, el rotor adopta una ranura tancada i la ranura oberta del motor d'alta tensió adopta una ranura magnètica; El tractament de carcassa del rotor d'alumini fos redueix el corrent lateral, etc.Val la pena assenyalar que les mesures anteriors generalment no requereixen l'addició de materials efectius.El consum divers també està relacionat amb l'estat de calefacció del motor, com ara una bona dissipació de calor del bobinatge, baixa temperatura interna del motor i baix consum divers.
Exemple: una fàbrica repara un motor de 6 pols i 250kW.Després de la prova de reparació, l'augment de temperatura ha arribat als 125K per sota del 75% de la càrrega nominal.L'espai d'aire es mecanitza a 1,3 vegades la mida original.A la prova amb càrrega nominal, l'augment de temperatura va baixar fins als 81K, cosa que demostra completament que l'espai d'aire ha augmentat i la dissipació periòdica s'ha reduït molt.El potencial magnètic harmònic és un factor important per a la pèrdua de dispersió. Els motors de capacitat mitjana i gran utilitzen bobinatges sinusoïdals per reduir el potencial magnètic harmònic, i l'efecte sovint és molt bo.Els bobinatges sinusoïdals ben dissenyats s'utilitzen per a motors de mitjana i alta potència. Quan l'amplitud i l'amplitud harmòniques es redueixen entre un 45% i un 55% en comparació amb el disseny original, la pèrdua periòdica es pot reduir entre un 32% i un 55%, en cas contrari, l'augment de la temperatura es reduirà i augmentarà l'eficiència. , el soroll es redueix i pot estalviar coure i ferro.
3. Conclusió
3.1 Motor AC trifàsic
Quan la potència canvia de petita a gran, la proporció del consum de coure i el consum d'alumini a la pèrdua total de calor generalment augmenta de gran a petita, mentre que la proporció de pèrdues perdudes per consum de ferro augmenta generalment de petita a gran.Per als motors petits, la pèrdua de coure representa la proporció més alta de la pèrdua total de calor. A mesura que augmenta la capacitat del motor, les pèrdues periòdiques i de ferro s'acosten i superen les pèrdues de coure.
3.2 Per reduir la pèrdua de calor
La potència del motor és diferent, i l'enfocament de les mesures preses també és diferent.Per als motors petits, primer s'ha de reduir el consum de coure.Per als motors de potència mitjana i alta, s'ha de prestar més atenció a la reducció de les pèrdues de ferro i pèrdues perdudes.La visió que "les pèrdues perdudes són molt més petites que les pèrdues de coure i les pèrdues de ferro" és unilateral.
3.3 La proporció de pèrdues periòdiques en la pèrdua total de calor dels grans motors és més alta
Aquest article destaca que com més gran sigui la potència del motor, més atenció s'ha de parar a reduir les pèrdues periòdiques.
Hora de publicació: 16-jun-2022