Vzhledem k tomu, že rozložení ztrát motoru se mění s velikostí výkonu a počtem pólů, měli bychom se za účelem snížení ztrát zaměřit na opatření pro hlavní složky ztráty různých výkonů a počtu pólů. Některé způsoby, jak snížit ztráty, jsou stručně popsány takto:

1. Zvyšte účinné materiály, abyste snížili ztráty ve vinutí a ztráty železa

Podle principu podobnosti motorů, kdy elektromagnetická zátěž zůstává nezměněna a mechanická ztráta se neuvažuje, je ztráta motoru přibližně úměrná třetí mocnině lineární velikosti motoru a příkon motoru je přibližně úměrné čtvrté mocnině lineární velikosti. Z toho lze přiblížit vztah mezi účinností a efektivní spotřebou materiálu. Za účelem získání většího prostoru za určitých podmínek velikosti instalace, aby bylo možné umístit účinnější materiály pro zlepšení účinnosti motoru, se velikost vnějšího průměru děrování statoru stává důležitým faktorem. V rámci stejné základní řady strojů mají americké motory větší výkon než evropské motory. Aby se usnadnil odvod tepla a snížil se nárůst teploty, americké motory obecně používají statorové děrování s větším vnějším průměrem, zatímco evropské motory obecně používají statorové děrování s menším vnějším průměrem kvůli potřebě konstrukčních derivátů, jako jsou motory odolné proti výbuchu, a ke snížení množství mědi použité na konci vinutí a výrobní náklady.

2. Používejte lepší magnetické materiály a procesní opatření ke snížení ztrát železa

Magnetické vlastnosti (magnetická permeabilita a jednotková ztráta železa) materiálu jádra mají velký vliv na účinnost a další výkon motoru. Současně jsou náklady na materiál jádra hlavní částí nákladů na motor. Proto je výběr vhodných magnetických materiálů klíčem k návrhu a výrobě vysoce účinných motorů. U motorů s vyšším výkonem tvoří ztráty železa značnou část celkových ztrát. Proto snížení hodnoty jednotkové ztráty materiálu jádra pomůže snížit ztrátu železa motoru. Kvůli konstrukci a výrobě motoru ztráta železa motoru značně převyšuje hodnotu vypočítanou podle hodnoty jednotkové ztráty železa poskytnuté ocelárnou. Proto je hodnota jednotkové ztráty železa během návrhu obecně zvýšena 1,5~2krát, aby se zohlednil nárůst ztráty železa.

Hlavním důvodem zvýšení ztráty železa je to, že jednotková hodnota ztráty železa ocelárny se získá testováním vzorku pásového materiálu podle Epsteinovy ​​metody čtvercového kruhu. Materiál je však po děrování, stříhání a laminování vystaven velkému namáhání a ztráta se zvýší. Existence štěrbiny zubu navíc způsobuje vzduchové mezery, což vede ke ztrátám naprázdno na povrchu jádra způsobeným harmonickým magnetickým polem zubu. Ty povedou k výraznému zvýšení ztráty železa motoru po jeho výrobě. Proto je kromě výběru magnetických materiálů s nižší jednotkovou ztrátou železa nutné řídit tlak laminace a přijmout nezbytná procesní opatření ke snížení ztrát železa. S ohledem na cenu a procesní faktory se vysoce kvalitní křemíkové ocelové plechy a křemíkové ocelové plechy tenčí než 0,5 mm při výrobě vysoce účinných motorů příliš nepoužívají. Obecně se používají nízkouhlíkové bezkřemíkové plechy pro elektrotechnické účely nebo nízkokřemíkové plechy z křemíkové oceli válcované za studena. Někteří výrobci malých evropských motorů použili plechy z elektrooceli bez obsahu křemíku s hodnotou jednotkové ztráty železa 6,5 ​​w/kg. V posledních letech uvedly ocelárny na trh plechy z elektrooceli Polycor420 s průměrnou jednotkovou ztrátou 4,0 w/kg, což je ještě méně než u některých plechů z oceli s nízkým obsahem křemíku. Materiál má také vyšší magnetickou permeabilitu.

V posledních letech Japonsko vyvinulo ocelový plech s nízkým obsahem křemíku válcovaný za studena s jakostí 50RMA350, který má do svého složení přidané malé množství hliníku a kovů vzácných zemin, čímž si zachovává vysokou magnetickou permeabilitu a zároveň snižuje ztráty. jednotková hodnota ztráty železa je 3,12 w/kg. Ty pravděpodobně poskytnou dobrý materiálový základ pro výrobu a propagaci vysoce účinných motorů.

3. Zmenšete velikost ventilátoru, abyste snížili ztráty ventilací

U 2-pólových a 4-pólových motorů s větším výkonem hraje tření větrem značnou část. Například tření větru u 90kW 2-pólového motoru může dosáhnout asi 30 % celkové ztráty. Tření větrem se skládá hlavně z energie spotřebované ventilátorem. Vzhledem k tomu, že tepelné ztráty vysoce účinných motorů jsou obecně nízké, lze snížit objem chladicího vzduchu a tím také snížit výkon ventilace. Výkon ventilace je přibližně úměrný 4. až 5. výkonu průměru ventilátoru. Pokud to tedy nárůst teploty dovolí, zmenšení velikosti ventilátoru může účinně snížit tření větrem. Kromě toho je pro zlepšení účinnosti větrání a snížení tření větrem důležitý také rozumný návrh konstrukce ventilace. Testy ukázaly, že tření větrem u vysoce výkonné 2-pólové části vysoce účinného motoru lze snížit asi o 30 % ve srovnání s běžnými motory. Vzhledem k tomu, že ztráta ventilace je výrazně snížena a nevyžaduje mnoho dodatečných nákladů, je změna konstrukce ventilátoru často jedním z hlavních opatření přijatých pro tuto část vysoce účinných motorů.

4. Snížení ztrát způsobených zbloudilými ztrátami prostřednictvím návrhových a procesních opatření

Ztráta rozptylu asynchronních motorů je způsobena především vysokofrekvenčními ztrátami v jádrech statoru a rotoru a vinutími způsobenými vyššími harmonickými v magnetickém poli. Aby se snížila ztráta rozptylu zátěže, amplituda každé harmonické fáze může být snížena použitím sinusových vinutí zapojených do série Y-Δ nebo jiných vinutí s nízkou harmonickou, čímž se sníží ztráta rozptylu. Testy ukázaly, že použití sinusového vinutí může snížit ztráty způsobené rozptylem v průměru o více než 30 %.

5. Zlepšete proces tlakového lití, abyste snížili ztráty rotoru

Řízením tlaku, teploty a cesty vypouštění plynu během procesu odlévání hliníku rotoru lze snížit množství plynu v tyčích rotoru, čímž se zlepší vodivost a sníží se spotřeba hliníku rotoru. V posledních letech Spojené státy úspěšně vyvinuly zařízení pro tlakové lití měděného rotoru a odpovídající procesy a v současné době provádějí zkušební výrobu v malém měřítku. Výpočty ukazují, že pokud měděné rotory nahrazují hliníkové rotory, lze ztráty rotoru snížit asi o 38 %.

6. Aplikujte návrh optimalizace počítače ke snížení ztrát a zvýšení efektivity

Kromě zvyšování materiálů, zlepšování materiálového výkonu a zlepšování procesů se počítačový optimalizační návrh používá k rozumnému stanovení různých parametrů pod omezením nákladů, výkonu atd., aby se dosáhlo maximálního možného zlepšení účinnosti. Použití optimalizačního návrhu může výrazně zkrátit dobu návrhu motoru a zlepšit kvalitu návrhu motoru.

---

Čas odeslání: 12. srpna 2024