Ztráty třífázových střídavých motorů lze rozdělit na ztráty mědi, ztráty hliníku, ztráty železa, ztráty rozptylem a ztráty větrem. První čtyři jsou tepelné ztráty a jejich součet se nazývá celkové tepelné ztráty.Podíl ztrát mědi, hliníku, železa a rozptylových ztrát k celkovým tepelným ztrátám se vysvětlí, když se výkon změní z malého na velký.Prostřednictvím příkladu, ačkoli podíl spotřeby mědi a spotřeby hliníku na celkových tepelných ztrátách kolísá, obecně klesá z velkých na malé a vykazuje klesající tendenci.Naopak, ztráta železa a ztráta zbloudilosti, i když existují výkyvy, se obecně zvyšují z malých na velké a vykazují vzestupný trend.Když je výkon dostatečně velký, rozptylový rozptyl železa převyšuje rozptyl mědi.Někdy rozptylové ztráty převyšují ztráty mědi a železa a stávají se prvním faktorem tepelných ztrát.Opakovaná analýza motoru Y2 a pozorování proporcionální změny různých ztrát k celkové ztrátě odhaluje podobné zákony.Rozpoznáním výše uvedených pravidel se dochází k závěru, že různé výkonové motory kladou různý důraz na snížení nárůstu teploty a tepelných ztrát.U malých motorů je třeba nejprve snížit ztráty mědi; u motorů středního a vysokého výkonu by se ztráty železa měly zaměřit na snížení ztrát rozptylem.Názor, že „ztráta zbloudilostí je mnohem menší než ztráta mědi a železa“, je jednostranný.Je zvláště zdůrazněno, že čím větší je výkon motoru, tím větší pozornost by měla být věnována snížení ztrát zbloudilými.Motory střední a velké kapacity používají sinusové vinutí ke snížení harmonického magnetického potenciálu a rozptylových ztrát a účinek je často velmi dobrý.Různá opatření ke snížení ztráty rozptylem obecně nepotřebují zvyšovat účinné materiály.
Zavedení
Ztráty třífázového střídavého motoru lze rozdělit na ztráty mědi PCu, ztráty hliníku PAl, ztráty železa PFe, rozptylové ztráty Ps, opotřebení větrem Pfw, první čtyři jsou tepelné ztráty, jejichž součet se nazývá celková tepelná ztráta PQ, z toho ztráta rozptylem Je příčinou všech ztrát kromě ztráty mědi PCu, ztráty hliníku PAl, ztráty železa PFe a opotřebení větrem Pfw, včetně harmonického magnetického potenciálu, svodového magnetického pole a bočního proudu skluzu.
Kvůli obtížnosti při výpočtu ztráty zbloudilosti a složitosti testu mnoho zemí stanoví, že ztráta zbloudilou se vypočítá jako 0,5 % příkonu motoru, což zjednodušuje rozpor.Tato hodnota je však velmi hrubá a různé konstrukce a různé procesy jsou často velmi odlišné, což také skrývá rozpor a nemůže pravdivě odrážet skutečné pracovní podmínky motoru.V poslední době je stále populárnější měřený rozptylový rozptyl.V éře globální ekonomické integrace je obecným trendem mít určitý výhled do budoucna, jak se integrovat s mezinárodními standardy.
V tomto článku je studován třífázový střídavý motor. Když se výkon změní z malého na velký, změní se poměr ztráty mědi PCu, ztráty hliníku PAl, ztráty železa PFe a ztráty rozptylem Ps k celkovým tepelným ztrátám PQ a získají se protiopatření. Design a výroba rozumnější a lepší.
1. Analýza ztrát motoru
1.1 Nejprve pozorujte instanci.Továrna vyváží produkty elektromotorů řady E a v technických podmínkách jsou stanoveny naměřené rozptylové ztráty.Pro snadnější srovnání se nejprve podívejme na 2-pólové motory, které se pohybují ve výkonu od 0,75kW do 315kW.Podle výsledků testu se vypočítá poměr ztráty mědi PCu, ztráty hliníku PAl, ztráty železa PFe a ztráty rozptylem Ps k celkovým tepelným ztrátám PQ, jak je znázorněno na obrázku 1.Na ose na obrázku je poměr různých tepelných ztrát k celkovým tepelným ztrátám (%), úsečka je výkon motoru (kW), přerušovaná čára s kosočtverci je podíl spotřeby mědi, přerušovaná čára se čtverci je podíl spotřeby hliníku a přerušovaná čára trojúhelníku je poměr ztrát železa a přerušovaná čára s křížkem je poměr ztrát zbloudilými.
Obrázek 1. Přerušovaný graf podílu spotřeby mědi, spotřeby hliníku, spotřeby železa, rozptylového rozptylu a celkové tepelné ztráty dvoupólových motorů řady E
(1) Když se výkon motoru změní z malého na velký, podíl spotřeby mědi, i když kolísá, obecně klesá z velkého na malý a vykazuje klesající tendenci. 0,75 kW a 1,1 kW tvoří asi 50 %, zatímco 250 kW a 315 kW jsou méně než Podíl 20% spotřeby hliníku se také obecně změnil z velké na malou, což vykazuje klesající trend, ale změna není velká.
(2) Od malého k velkému výkonu motoru se podíl ztrát železa mění, i když dochází ke kolísání, obecně se zvyšuje od malého k velkému a vykazuje vzestupný trend.0,75kW~2,2kW je asi 15%, a když je větší než 90kW, překročí 30%, což je větší než spotřeba mědi.
(3) Proporcionální změna rozptylového rozptylu, i když kolísá, se obecně zvyšuje od malých k velkým a vykazuje vzestupný trend.0,75 kW ~ 1,5 kW je asi 10 %, zatímco 110 kW se blíží spotřebě mědi. U specifikací větších než 132 kW překračuje většina rozptylových ztrát spotřebu mědi.Bludné ztráty 250 kW a 315 kW převyšují ztráty mědi a železa a stávají se prvním faktorem tepelných ztrát.
4-pólový motor (vynecháno schéma vedení).Ztráta železa nad 110 kW je větší než ztráta mědi a ztráta 250 kW a 315 kW převyšuje ztrátu mědi a ztrátu železa a stává se prvním faktorem tepelné ztráty.Součet spotřeby mědi a hliníku této řady 2-6 pólových motorů tvoří malý motor asi 65 % až 84 % celkových tepelných ztrát, zatímco velký motor snižuje na 35 % až 50 %, zatímco železo spotřeba je opačná, malý motor tvoří cca 65 % až 84 % celkových tepelných ztrát. Celková tepelná ztráta je 10 % až 25 %, zatímco velký motor se zvýší na asi 26 % až 38 %.Ztráty způsobené rozptylem, malé motory představují asi 6 % až 15 %, zatímco velké motory se zvyšují na 21 % až 35 %.Když je výkon dostatečně velký, ztrátová ztráta železa převyšuje ztrátu mědi.Někdy ztráta rozptylem převyšuje ztrátu mědi a železa a stává se prvním faktorem tepelné ztráty.
Dvoupólový motor řady 1,2 R, měřená ztráta rozptylu
Podle výsledků testu se získá poměr ztráty mědi, ztráty železa, ztráty rozptylem atd. k celkové tepelné ztrátě PQ.Obrázek 2 ukazuje proporcionální změnu výkonu motoru k rozptylovým ztrátám mědi.Ordináta na obrázku je poměr (%) ztráty bludné mědi k celkovým tepelným ztrátám, úsečka je výkon motoru (kW), přerušovaná čára s kosočtverci je poměr ztrát mědi a přerušovaná čára se čtverci je poměr ztrát zbloudilých .Obrázek 2 jasně ukazuje, že obecně platí, že čím větší je výkon motoru, tím větší je podíl ztrát rozptylem na celkové tepelné ztrátě, která je na vzestupu.Obrázek 2 také ukazuje, že u velikostí větších než 150 kW jsou rozptylové ztráty vyšší než ztráty v mědi.Existuje několik velikostí motorů a ztráta rozptylem je dokonce 1,5 až 1,7krát vyšší než ztráta mědi.
Výkon této řady 2-pólových motorů se pohybuje od 22kW do 450kW. Poměr naměřené ztráty rozptylem k PQ se zvýšil z méně než 20 % na téměř 40 % a rozsah změn je velmi velký.Je-li vyjádřeno poměrem naměřené rozptylové ztráty k jmenovitému výstupnímu výkonu, je to asi (1,1~1,3) %; pokud je vyjádřeno poměrem naměřené rozptylové ztráty k příkonu, je to asi (1,0~1,2) %, poslední dva Poměr výrazu se příliš nemění a je obtížné vidět proporcionální změnu rozptylu ztráta na PQ.Proto pozorování tepelných ztrát, zejména poměru ztráty zbloudilosti k PQ, může lépe pochopit měnící se zákon tepelné ztráty.
Naměřená ztráta rozptylem ve výše uvedených dvou případech využívá metodu IEEE 112B ve Spojených státech
Obrázek 2. Spojnicový graf poměru ztráty mědi k celkové ztrátě tepla u dvoupólového motoru řady R
Motory řady 1.3 Y2
Technické podmínky stanoví rozptylovou ztrátu 0,5 % příkonu, přičemž GB/T1032-2005 stanoví doporučenou hodnotu rozptylové ztráty. Nyní vezměte metodu 1 a vzorec je Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 vzorec PN- je jmenovitý výkon; P1- je příkon.
Předpokládáme, že naměřená hodnota rozptylové ztráty je rovna doporučené hodnotě a přepočítáme elektromagnetický výpočet a následně vypočítáme poměr čtyř tepelných ztrát spotřeby mědi, spotřeby hliníku a spotřeby železa k celkové tepelné ztrátě PQ. .V souladu s výše uvedenými pravidly je i změna jeho poměru.
To znamená: když se výkon změní z malého na velký, podíl spotřeby mědi a spotřeby hliníku obecně klesá z velkého na malý, což vykazuje klesající trend.Na druhé straně podíl ztrát železa a ztrát zbloudilých obecně vzrůstá z malých na velké a vykazuje vzestupný trend.Bez ohledu na 2-pólový, 4-pólový nebo 6-pólový, pokud je výkon větší než určitý výkon, ztráta železa překročí ztrátu mědi; podíl rozptylových ztrát se také zvýší z malých na velké, postupně se přiblíží ztrátě mědi nebo dokonce překročí ztrátu mědi.Bludný rozptyl více než 110 kW ve 2 pólech se stává prvním faktorem tepelné ztráty.
Obrázek 3 je čárkovaný graf poměru čtyř tepelných ztrát k PQ u 4pólových motorů řady Y2 (za předpokladu, že naměřená hodnota ztráty rozptylem je rovna výše doporučené hodnotě a ostatní ztráty se vypočítají podle hodnoty) .Na ose y je poměr různých tepelných ztrát k PQ (%) a na vodorovné ose je výkon motoru (kW).Je zřejmé, že ztráty železem nad 90 kW jsou větší než ztráty mědi.
Obrázek 3. Přerušovaný graf poměru spotřeby mědi, spotřeby hliníku, spotřeby železa a rozptylového rozptylu k celkovým tepelným ztrátám čtyřpólových motorů řady Y2
1.4 Literatura studuje poměr různých ztrát k celkovým ztrátám (včetně tření větrem)
Bylo zjištěno, že spotřeba mědi a hliníku tvořily 60 % až 70 % celkových ztrát u malých motorů a při zvýšení kapacity klesla na 30 % až 40 %, zatímco spotřeba železa byla opačná. %výše.U ztrát způsobených rozptylem se malé motory podílejí na celkových ztrátách asi 5 % až 10 %, zatímco velké motory více než 15 %.Odhalené zákony jsou podobné: to znamená, že když se výkon změní z malého na velký, podíl ztrát mědi a ztrát hliníku obecně klesá z velkých na malý, což vykazuje klesající trend, zatímco podíl ztrát železa a ztrát rozptylem se obecně zvyšuje z od malých po velké, vykazující vzestupný trend. .
1.5 Výpočtový vzorec doporučené hodnoty ztráty zbloudilosti dle GB/T1032-2005 Metoda 1
V čitateli je naměřená hodnota rozptylové ztráty.Od malého k velkému výkonu motoru se poměr ztráty zbloudilosti k příkonu mění a postupně klesá a rozsah změn není malý, asi 2,5 % až 1,1 %.Pokud se jmenovatel změní na celkovou ztrátu ∑P, tj. Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), je-li účinnost motoru 0,667~0,967, převrácená hodnota (1-η) je 3~ 30, tedy naměřená nečistota Ve srovnání s poměrem příkonu je poměr ztrát ztrátou k celkové ztrátě zesílen 3 až 30krát. Čím vyšší je výkon, tím rychleji přerušovaná čára stoupá.Je zřejmé, že pokud vezmeme poměr ztráty rozptylem k celkové ztrátě tepla, je „faktor zvětšení“ větší.U 2pólového 450kW motoru řady R ve výše uvedeném příkladu je poměr ztráty rozptylem k příkonu Ps/P1 o něco menší než vypočtená hodnota doporučená výše a poměr ztráty rozptylem k celkové ztrátě ∑P a celkovým tepelným ztrátám PQ je 32,8 %, resp. 39,5 %, ve srovnání s poměrem vstupního výkonu P1, „zesíleno“ asi 28krát, respektive 34krát.
Metodou pozorování a analýzy v tomto článku je vzít poměr 4 druhů tepelných ztrát k celkovým tepelným ztrátám PQ. Hodnota poměru je velká a lze jasně vidět poměr a zákon změny různých ztrát, to znamená výkon od malého k velkému, spotřeba mědi a spotřeba hliníku Obecně se poměr změnil z velkého na malý a vykazuje klesající tendenci. trend, zatímco podíl úbytku železa a ztrát zbloudilých se obecně změnil z malých na velké a vykazuje vzestupný trend.Zejména bylo pozorováno, že čím větší je výkon motoru, tím vyšší je poměr ztráty rozptylem k PQ, postupně se blíží ztrátě mědi, překračuje ztrátu mědi a dokonce se stává prvním faktorem tepelné ztráty, takže můžeme správně pochopit zákona a dbejte na zmenšení velkého motoru. bludné ztráty.Ve srovnání s poměrem rozptylové ztráty k příkonu je poměr naměřené rozptylové ztráty k celkové tepelné ztrátě pouze vyjádřen jiným způsobem a nemění její fyzikální podstatu.
2. Opatření
Znalost výše uvedeného pravidla je užitečná pro racionální návrh a výrobu motoru.Výkon motoru je jiný a opatření ke snížení nárůstu teploty a tepelných ztrát jsou různá a zaměření je jiné.
2.1 U motorů s nízkým výkonem představuje spotřeba mědi velký podíl na celkových tepelných ztrátách
Snížení nárůstu teploty by proto mělo nejprve snížit spotřebu mědi, jako je zvětšení průřezu drátu, snížení počtu vodičů na štěrbinu, zvětšení tvaru statorové štěrbiny a prodloužení železného jádra.V továrně je nárůst teploty často řízen řízením tepelné zátěže AJ, což je u malých motorů zcela správné.Řízení AJ v podstatě řídí ztráty mědi. Není těžké najít měděný úbytek statoru celého motoru dle AJ, vnitřní průměr statoru, půlzávitovou délku cívky a měrný odpor měděného drátu.
2.2 Když se výkon změní z malého na velký, ztráta železa se postupně blíží ztrátě mědi
Spotřeba železa obecně převyšuje spotřebu mědi, když je větší než 100 kW.Velké motory by proto měly dbát na snížení spotřeby železa.Pro specifická opatření lze použít plechy z křemíkové oceli s nízkou ztrátou, magnetická hustota statoru by neměla být příliš vysoká a měla by se věnovat pozornost rozumnému rozložení magnetické hustoty každé části.
Některé továrny předělávají některé vysoce výkonné motory a vhodně zmenšují tvar štěrbiny statoru.Rozložení magnetické hustoty je rozumné a poměr ztrát mědi a železa je správně nastaven.Přestože se statorová proudová hustota zvyšuje, tepelné zatížení se zvyšuje a úbytek mědi se zvyšuje, magnetická hustota statoru klesá a úbytek železa klesá více, než roste úbytek mědi.Výkon je ekvivalentní původní konstrukci, nejen že se sníží nárůst teploty, ale také se ušetří množství mědi použité ve statoru.
2.3 Snížit ztráty způsobené touláním
Tento článek zdůrazňuje, žečím větší výkon motoru, tím větší pozornost by měla být věnována snížení ztrát způsobených rozptylem.Názor, že „bloudivé ztráty jsou mnohem menší než ztráty v mědi“ platí pouze pro malé motory.Je zřejmé, že podle výše uvedeného pozorování a analýzy platí, že čím vyšší výkon, tím méně vhodný.Názor, že „ztráty zbloudilé jsou mnohem menší než ztráty železa“ je rovněž nevhodný.
Poměr naměřené hodnoty rozptylové ztráty k příkonu je vyšší u malých motorů a poměr je nižší, když je výkon větší, ale nelze usuzovat, že by malé motory měly dbát na snižování rozptylových ztrát, zatímco velké motory ano. není třeba snižovat ztráty zbloudilé. ztráta.Naopak, podle výše uvedeného příkladu a analýzy platí, že čím větší je výkon motoru, tím vyšší je poměr ztráty rozptylem k celkovým tepelným ztrátám, ztráta rozptylem a ztráta železa se blíží ztrátě mědi nebo ji dokonce převyšují. výkon motoru, tím větší pozornost je třeba mu věnovat. Snižte ztráty zbloudilé.
2.4 Opatření ke snížení ztrát zbloudilými
Způsoby, jak snížit ztráty rozptylem, jako je zvětšení vzduchové mezery, protože ztráta rozptylem je přibližně nepřímo úměrná druhé mocnině vzduchové mezery; snížení harmonického magnetického potenciálu, jako je použití sinusového (nízko harmonického) vinutí; správné uložení slotu; snížení ozubení, rotor přijímá uzavřenou štěrbinu a otevřená štěrbina vysokonapěťového motoru přijímá magnetický klín; Úprava pláště rotoru z hliníkové slitiny snižuje boční proud a tak dále.Stojí za zmínku, že výše uvedená opatření obecně nevyžadují přidání účinných materiálů.Různá spotřeba souvisí také se stavem ohřevu motoru, jako je dobrý odvod tepla vinutím, nízká vnitřní teplota motoru a nízká spotřeba.
Příklad: Továrna opravuje motor se 6 póly a 250 kW.Po zkoušce opravy dosáhl nárůst teploty 125 K při 75 % jmenovitého zatížení.Vzduchová mezera je následně obrobena na 1,3násobek původní velikosti.Při testu při jmenovité zátěži nárůst teploty skutečně klesl na 81 K, což plně ukazuje, že se vzduchová mezera zvětšila a rozptylový rozptyl byl značně snížen.Harmonický magnetický potenciál je důležitým faktorem ztráty rozptylem. Motory střední a velké kapacity používají sinusové vinutí ke snížení harmonického magnetického potenciálu a účinek je často velmi dobrý.Dobře navržená sinusová vinutí se používají pro motory středního a vysokého výkonu. Když se harmonická amplituda a amplituda sníží o 45 % až 55 % ve srovnání s původní konstrukcí, ztráta rozptylu se může snížit o 32 % až 55 %, jinak se sníží nárůst teploty a zvýší se účinnost. , hluk je snížen a může ušetřit měď a železo.
3. Závěr
3.1 Třífázový střídavý motor
Když se výkon změní z malého na velký, poměr spotřeby mědi a spotřeby hliníku k celkovým tepelným ztrátám obecně vzroste z velkých na malé, zatímco podíl ztrát ze spotřeby železa obecně vzroste z malých na velké.U malých motorů tvoří ztráty mědi největší podíl na celkových tepelných ztrátách. Jak se zvyšuje kapacita motoru, ztráta rozptylem a ztráta železa se přibližují a překračují ztráty mědi.
3.2 Pro snížení tepelných ztrát
Rozdílný je výkon motoru, jiné je i zaměření přijatých opatření.U malých motorů by se měla nejprve snížit spotřeba mědi.U motorů středního a vysokého výkonu je třeba věnovat větší pozornost snížení ztrát železa a ztrát rozptylem.Názor, že „ztráty zbloudilé jsou mnohem menší než ztráty mědi a železa“ je jednostranný.
3.3 Podíl rozptylových ztrát na celkových tepelných ztrátách velkých motorů je vyšší
Tento článek zdůrazňuje, že čím větší je výkon motoru, tím větší pozornost by měla být věnována snížení ztrát způsobených rozptylem.
Čas odeslání: 16. června 2022