Tabet af trefaset AC-motor kan opdeles i kobbertab, aluminiumtab, jerntab, herreløse tab og vindtab. De første fire er varmetab, og summen kaldes samlet varmetab.Andelen af kobbertab, aluminiumtab, jerntab og herreløse tab af det samlede varmetab udlægges, når effekten skifter fra lille til stor.Gennem eksemplet, selvom andelen af kobberforbrug og aluminiumforbrug i det samlede varmetab svinger, falder det generelt fra stort til lille, hvilket viser en nedadgående tendens.Tværtimod stiger jerntab og omstrejfende tab, selvom der er udsving, generelt fra små til store og viser en opadgående tendens.Når strømmen er stor nok, overstiger jerntabet strøtabet kobbertabet.Nogle gange overstiger herreløse tab kobbertab og jerntab og bliver den første faktor for varmetab.Genanalyse af Y2-motoren og observation af den proportionale ændring af forskellige tab til det samlede tab afslører lignende love.I anerkendelse af ovenstående regler konkluderes det, at forskellige kraftmotorer har forskellig vægt på at reducere temperaturstigning og varmetab.For små motorer bør kobbertab først reduceres; for mellemstore og høje effektmotorer bør jerntab fokuseres på at reducere herreløse tab.Synspunktet om, at "omstrejfende tab er meget mindre end kobbertab og jerntab" er ensidigt.Det understreges især, at jo større motoreffekt, desto mere opmærksomhed skal der lægges vægt på at reducere herreløse tab.Motorer med mellem og stor kapacitet anvender sinusformede viklinger til at reducere harmonisk magnetisk potentiale og strøtab, og effekten er ofte meget god.Forskellige foranstaltninger til at reducere tab af herreløse behøver generelt ikke at øge effektive materialer.
Indledning
Tabet af trefaset vekselstrømsmotor kan opdeles i kobbertab PCu, aluminiumtab PAl, jerntab PFe, herreløse tab Ps, vindslid Pfw, de første fire er varmetab, hvis sum kaldes totalt varmetab PQ, heraf strøtab Det er årsagen til alle tab undtagen kobbertab PCu, aluminiumtab PAl, jerntab PFe og vindslid Pfw, inklusive harmonisk magnetisk potentiale, magnetisk lækagefelt og lateral strøm af slisken.
På grund af vanskeligheden ved at beregne det omstrejfende tab og testens kompleksitet, foreskriver mange lande, at det omstrejfende tab beregnes som 0,5 % af motorens indgangseffekt, hvilket forenkler modsigelsen.Denne værdi er dog meget grov, og forskellige designs og forskellige processer er ofte meget forskellige, hvilket også skjuler modsætningen og ikke rigtigt kan afspejle motorens faktiske arbejdsforhold.På det seneste er den målte strøafledning blevet mere og mere populær.I en tid med global økonomisk integration er det den generelle tendens til at have en vis fremadskuende, hvordan man integrerer med internationale standarder.
I dette papir studeres den trefasede AC-motor. Når effekten ændres fra lille til stor, ændres andelen af kobbertab PCu, aluminiumtab PAl, jerntab PFe og herreløse tab Ps af det totale varmetab PQ, og modforanstaltningerne opnås. Design og fremstilling mere fornuftigt og bedre.
1. Tabsanalyse af motoren
1.1 Observer først et eksempel.En fabrik eksporterer E-seriens produkter af elektriske motorer, og de tekniske forhold fastlægger de målte herreløse tab.For at lette sammenligningen, lad os først se på 2-polede motorer, som varierer i effekt fra 0,75 kW til 315 kW.Ifølge testresultaterne beregnes forholdet mellem kobbertab PCu, aluminiumtab PAl, jerntab PFe og herreløse tab Ps og det samlede varmetab PQ, som vist i figur 1.Ordinaten i figuren er forholdet mellem forskellige varmetab og det samlede varmetab (%), abscissen er motoreffekten (kW), den stiplede linje med diamanter er andelen af kobberforbruget, den stiplede linje med kvadrater er andel af aluminiumforbruget, og den stiplede linje i trekanten er jerntabsforholdet, og den stiplede linje med krydset er forholdet mellem det omstrejfende tab.
Figur 1. Et brudt linjediagram over andelen af kobberforbrug, aluminiumforbrug, jernforbrug, strøafledning og totalt varmetab for E-serie 2-polede motorer
(1) Når motorens effekt ændres fra lille til stor, selvom andelen af kobberforbruget svinger, ændres den generelt fra stor til lille, hvilket viser en nedadgående tendens. 0,75kW og 1,1kW står for omkring 50%, mens 250kW og 315kW er mindre end Andelen af 20% aluminiumsforbrug har også ændret sig fra stort til lille generelt og viser en nedadgående tendens, men ændringen er ikke stor.
(2) Fra lille til stor motorkraft ændres andelen af jerntab, selvom der er udsving, stiger den generelt fra lille til stor, hvilket viser en opadgående tendens.0,75kW~2,2kW er omkring 15%, og når det er større end 90kW, overstiger det 30%, hvilket er større end kobberforbruget.
(3) Den proportionale ændring af omstrejfende dissipation, selvom den er fluktuerende, stiger generelt fra lille til stor, hvilket viser en opadgående tendens.0,75kW ~ 1,5kW er omkring 10%, mens 110kW er tæt på kobberforbruget. For specifikationer større end 132kW overstiger de fleste af de herreløse tab kobberforbruget.De herreløse tab på 250kW og 315kW overstiger kobber- og jerntabene og bliver den første faktor i varmetabet.
4-polet motor (linjediagram udeladt).Jerntabet over 110kW er større end kobbertabet, og herreløse tab på 250kW og 315kW overstiger kobbertabet og jerntabet, hvilket bliver den første faktor i varmetabet.Summen af kobberforbrug og aluminiumforbrug for denne serie af 2-6 polede motorer, den lille motor står for omkring 65% til 84% af det samlede varmetab, mens den store motor reducerer til 35% til 50%, mens jernet forbruget er det modsatte, den lille motor står for omkring 65% til 84% af det samlede varmetab. Det samlede varmetab er 10% til 25%, mens den store motor stiger til omkring 26% til 38%.Omstrejfende tab, små motorer tegner sig for omkring 6% til 15%, mens store motorer stiger til 21% til 35%.Når strømmen er stor nok, overstiger jerntabet strøtabet kobbertabet.Nogle gange overstiger det herreløse tab kobbertabet og jerntabet, hvilket bliver den første faktor i varmetabet.
1,2 R serie 2-polet motor, målt omstrejfende tab
Ifølge testresultaterne opnås forholdet mellem kobbertab, jerntab, herreløse tab osv. og det samlede varmetab PQ.Figur 2 viser den proportionale ændring i motoreffekt til løs kobbertab.Ordinaten i figuren er forholdet mellem omstrejfende kobbertab og det totale varmetab (%), abscissen er motoreffekten (kW), den stiplede linje med diamanter er forholdet mellem kobbertab, og den stiplede linje med kvadrater er forholdet mellem omstrejfende tab.Figur 2 viser tydeligt, at jo større motoreffekt generelt er, jo større er andelen af herreløse tab af det samlede varmetab, som er stigende.Figur 2 viser også, at for størrelser større end 150 kW overstiger herreløse tab kobbertab.Der er flere størrelser af motorer, og herreløse tab er endda 1,5 til 1,7 gange kobbertabet.
Effekten af denne serie af 2-polede motorer spænder fra 22kW til 450kW. Forholdet mellem det målte herreløse tab og PQ er steget fra mindre end 20 % til næsten 40 %, og ændringsområdet er meget stort.Hvis det udtrykkes ved forholdet mellem det målte omstrejfende tab og den nominelle udgangseffekt, er det ca. (1,1~1,3) %; hvis det udtrykkes ved forholdet mellem det målte omstrejfende tab og indgangseffekten, er det ca. (1,0~1,2) %, de to sidstnævnte. Forholdet mellem udtrykket ændrer sig ikke meget, og det er vanskeligt at se den proportionale ændring af strøget tab til PQ.Derfor kan observation af varmetabet, især forholdet mellem omstrejfende tab og PQ, bedre forstå den skiftende lov om varmetab.
Det målte herreløse tab i de to ovennævnte tilfælde anvender IEEE 112B-metoden i USA
Figur 2. Linjediagram over forholdet mellem kobbertab og totalt varmetab for R-seriens 2-polede motor
1.3 Y2 serie motorer
De tekniske betingelser foreskriver, at strøtabet er 0,5 % af indgangseffekten, mens GB/T1032-2005 angiver den anbefalede værdi af strøtabet. Tag nu metode 1, og formlen er Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 formel PN- er nominel effekt; P1- er indgangseffekt.
Vi antager, at den målte værdi af det herreløse tab er lig med den anbefalede værdi, og genberegner den elektromagnetiske beregning, og får dermed forholdet mellem de fire varmetab af kobberforbrug, aluminiumforbrug og jernforbrug og det samlede varmetab PQ .Ændringen af dens andel er også i overensstemmelse med ovenstående regler.
Det vil sige: Når effekten skifter fra lille til stor, falder andelen af kobberforbrug og aluminiumforbrug generelt fra stor til lille, hvilket viser en nedadgående tendens.På den anden side stiger andelen af jerntab og herreløse tab generelt fra lille til stor, hvilket viser en opadgående tendens.Uanset 2-polet, 4-polet eller 6-polet, hvis effekten er større end en vis effekt, vil jerntabet overstige kobbertabet; andelen af omstrejfende tab vil også stige fra lille til stor, gradvist nærme sig kobbertabet, eller endda overstige kobbertabet.Spredningen på mere end 110 kW i 2 poler bliver den første faktor i varmetabet.
Figur 3 er en brudt linje graf over forholdet mellem fire varmetab og PQ for Y2-seriens 4-polede motorer (forudsat at den målte værdi af omstrejfende tab er lig med ovenstående anbefalede værdi, og andre tab beregnes i henhold til værdien) .Ordinaten er forholdet mellem forskellige varmetab og PQ (%), og abscissen er motoreffekten (kW).Det er klart, at tab af jern over 90 kW er større end kobbertab.
Figur 3. Det stiplede linjediagram over forholdet mellem kobberforbrug, aluminiumforbrug, jernforbrug og strøafledning og det samlede varmetab for Y2-seriens 4-polede motorer
1.4 Litteraturen studerer forholdet mellem forskellige tab og samlede tab (inklusive vindfriktion)
Det viser sig, at kobberforbruget og aluminiumsforbruget udgør 60 % til 70 % af det samlede tab i små motorer, og når kapaciteten øges, falder det til 30 % til 40 %, mens jernforbruget er det modsatte. %over.For herreløse tab tegner små motorer sig for omkring 5% til 10% af de samlede tab, mens store motorer tegner sig for mere end 15%.De afslørede love ligner hinanden: det vil sige, at når effekten ændres fra lille til stor, falder andelen af kobbertab og aluminiumtab generelt fra stort til lille, hvilket viser en nedadgående tendens, mens andelen af jerntab og herreløse tab generelt stiger fra kl. små til store, viser en opadgående tendens. .
1.5 Beregningsformel for anbefalet værdi af omstrejfende tab i henhold til GB/T1032-2005 Metode 1
Tælleren er den målte værdi for omstrejfende tab.Fra lille til stor motoreffekt ændres andelen af omstrejfende tab til indgangseffekt og falder gradvist, og ændringsområdet er ikke lille, omkring 2,5% til 1,1%.Hvis nævneren ændres til det totale tab ∑P, det vil sige Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), hvis motoreffektiviteten er 0,667~0,967, er den reciprokke værdi af (1-η) 3~ 30, det vil sige den målte urenhed Sammenlignet med forholdet mellem indgangseffekt forstærkes forholdet mellem dissipationstab og totalt tab med 3 til 30 gange. Jo højere effekt, jo hurtigere stiger den stiplede linje.Det er klart, at hvis forholdet mellem det omstrejfende tab og det samlede varmetab tages, er "forstørrelsesfaktoren" større.For R-seriens 2-polede 450 kW motor i ovenstående eksempel er forholdet mellem strøtab og indgangseffekt Ps/P1 lidt mindre end den beregnede værdi anbefalet ovenfor, og forholdet mellem strøtab og totalt tab ∑P og totalt varmetab PQ er henholdsvis 32,8 %. 39,5 %, sammenlignet med forholdet mellem indgangseffekten P1, "forstærket" henholdsvis ca. 28 gange og 34 gange.
Metoden til observation og analyse i dette papir er at tage forholdet mellem 4 slags varmetab og det totale varmetab PQ. Forholdsværdien er stor, og andelen og ændringsloven af forskellige tab kan tydeligt ses, det vil sige effekten fra lille til stor, kobberforbrug og aluminiumforbrug Generelt er andelen ændret fra stor til lille, hvilket viser en nedadgående tendens, mens andelen af jerntab og herreløse tab generelt har ændret sig fra lille til stor, med en opadgående tendens.Det blev især observeret, at jo større motoreffekt, jo højere andel af omstrejfende tab i PQ, som gradvist nærmede sig kobbertabet, oversteg kobbertabet og endda blev den første faktor i varmetabet. vildfarne tab.Sammenlignet med forholdet mellem herreløse tab og indgangseffekt er forholdet mellem det målte herreløse tab og det samlede varmetab kun udtrykt på en anden måde og ændrer ikke dets fysiske karakter.
2. Foranstaltninger
At kende ovenstående regel er nyttigt for det rationelle design og fremstilling af motoren.Motorens kraft er anderledes, og foranstaltningerne til at reducere temperaturstigningen og varmetabet er forskellige, og fokus er anderledes.
2.1 For laveffektmotorer tegner kobberforbruget sig for en høj andel af det samlede varmetab
Derfor bør reduktion af temperaturstigningen først reducere kobberforbruget, såsom at øge ledningens tværsnit, reducere antallet af ledere pr. slids, øge statorslidsformen og forlænge jernkernen.På fabrikken styres temperaturstigningen ofte ved at styre varmebelastningen AJ, hvilket er helt korrekt for små motorer.At kontrollere AJ er i det væsentlige at kontrollere kobbertabet. Det er ikke svært at finde statorens kobbertab for hele motoren ifølge AJ, statorens indvendige diameter, spolens halve omdrejningslængde og kobbertrådens resistivitet.
2.2 Når effekten skifter fra lille til stor, nærmer jerntabet sig gradvist kobbertabet
Jernforbruget overstiger generelt kobberforbruget, når det er større end 100kW.Derfor bør store motorer være opmærksomme på at reducere jernforbruget.Til specifikke foranstaltninger kan der anvendes siliciumstålplader med lavt tab, statorens magnetiske tæthed bør ikke være for høj, og der skal lægges vægt på den rimelige fordeling af den magnetiske tæthed af hver del.
Nogle fabrikker redesigner nogle højeffektmotorer og reducerer statorens spalteform på passende vis.Den magnetiske tæthedsfordeling er rimelig, og forholdet mellem kobbertab og jerntab er korrekt justeret.Selvom statorstrømtætheden stiger, stiger den termiske belastning, og kobbertabet stiger, statormagnetisk densitet falder, og jerntabet falder mere end kobbertabet stiger.Ydeevnen svarer til det originale design, ikke kun temperaturstigningen reduceres, men også mængden af kobber, der bruges i statoren, spares.
2.3 For at reducere omstrejfende tab
Denne artikel understreger, atstørre motoreffekt, jo mere opmærksomhed skal der lægges vægt på at reducere herreløse tab.Den opfattelse, at "omstrejfende tab er meget mindre end kobbertab" gælder kun for små motorer.Det er klart, ifølge ovenstående observation og analyse, jo højere effekt, jo mindre egnet er den.Synspunktet om, at "omstrejfende tab er meget mindre end jerntab" er også uhensigtsmæssigt.
Forholdet mellem den målte værdi af omstrejfende tab og indgangseffekten er højere for små motorer, og forholdet er lavere, når effekten er større, men det kan ikke konkluderes, at små motorer bør være opmærksomme på at reducere omstrejfende tab, mens store motorer gør. behøver ikke at reducere herreløse tab. tab.Tværtimod, ifølge ovenstående eksempel og analyse, jo større motoreffekt, jo højere andelen af herreløse tab i det totale varmetab, er herreløse tab og jerntab tæt på eller endda overstiger kobbertabet, så jo større motorkraften, jo mere opmærksomhed skal der lægges vægt på. Reducer herreløse tab.
2.4 Foranstaltninger til at reducere herreløse tab
Måder at reducere herreløse tab, såsom at øge luftspalten, fordi herreløse tab er omtrent omvendt proportional med kvadratet af luftgabet; reduktion af det harmoniske magnetiske potentiale, såsom brug af sinusformede (lav harmoniske) viklinger; korrekt spaltepasning; reducerer tandhjul, Rotoren vedtager lukket spalte, og den åbne spalte på højspændingsmotoren vedtager magnetisk spaltekile; støbt aluminium rotor beskydning behandling reducerer sidestrøm, og så videre.Det er værd at bemærke, at ovenstående foranstaltninger generelt ikke kræver tilsætning af effektive materialer.Diverse forbrug er også relateret til motorens varmetilstand, såsom god varmeafledning af viklingen, lav intern temperatur i motoren og lavt diverse forbrug.
Eksempel: En fabrik reparerer en motor med 6 poler og 250kW.Efter reparationstesten har temperaturstigningen nået 125K under 75 % af den nominelle belastning.Luftspalten bearbejdes derefter til 1,3 gange den oprindelige størrelse.I testen under nominel belastning faldt temperaturstigningen faktisk til 81K, hvilket fuldt ud viser, at luftspalten er øget, og strø-spredningen er blevet kraftigt reduceret.Harmonisk magnetisk potentiale er en vigtig faktor for omstrejfende tab. Motorer med mellem og stor kapacitet bruger sinusformede viklinger til at reducere harmonisk magnetisk potentiale, og effekten er ofte meget god.Veldesignede sinusformede viklinger bruges til mellem- og højeffektmotorer. Når den harmoniske amplitude og amplitude er reduceret med 45% til 55% sammenlignet med det oprindelige design, kan strøtabet reduceres med 32% til 55%, ellers vil temperaturstigningen blive reduceret, og effektiviteten vil stige. , støjen reduceres, og det kan spare kobber og jern.
3. Konklusion
3.1 Trefaset AC-motor
Når effekten skifter fra lille til stor, stiger andelen af kobberforbrug og aluminiumforbrug af det samlede varmetab generelt fra stort til lille, mens andelen af jernforbruget herreløse tab generelt stiger fra lille til stort.For små motorer udgør kobbertabet den højeste andel af det samlede varmetab. Efterhånden som motorens kapacitet øges, nærmer herreløse tab og jerntab sig og overstiger kobbertabet.
3.2 For at reducere varmetabet
Motorens kraft er forskellig, og fokus på de foranstaltninger, der træffes, er også anderledes.For små motorer bør kobberforbruget reduceres først.For mellemstore og høje effektmotorer bør der lægges større vægt på at reducere jerntab og omstrejfende tab.Synspunktet om, at "omstrejfende tab er meget mindre end kobbertab og jerntab" er ensidigt.
3.3 Andelen af herreløse tab i det samlede varmetab for store motorer er højere
Dette papir understreger, at jo større motoreffekt, desto mere opmærksomhed skal der lægges vægt på at reducere herreløse tab.
Indlægstid: Jul-01-2022