Kuna mootori kadude jaotus varieerub sõltuvalt võimsuse suurusest ja pooluste arvust, tuleks kadude vähendamiseks keskenduda meetmete võtmisele erinevate võimsuste ja pooluste arvuga peamiste kadude komponentide osas. Mõned võimalused kahju vähendamiseks on lühidalt kirjeldatud järgmiselt:

1. Suurendage tõhusaid materjale, et vähendada mähise kadu ja raua kadu

Mootorite sarnasuse põhimõtte kohaselt, kui elektromagnetiline koormus jääb muutumatuks ja mehaanilist kadu ei arvestata, on mootori kadu ligikaudu võrdeline mootori lineaarse suuruse kuubikuga ja mootori sisendvõimsus on ligikaudu võrdeline lineaarse suuruse neljanda astmega. Selle põhjal saab ligikaudselt hinnata seost tõhususe ja efektiivse materjalikasutuse vahel. Teatud paigaldussuuruse tingimustes suurema ruumi saamiseks, et mootori efektiivsuse parandamiseks saaks paigutada tõhusamaid materjale, muutub oluliseks teguriks staatori mulgustamise välisläbimõõdu suurus. Samas masinabaasi vahemikus on Ameerika mootoritel suurem võimsus kui Euroopa mootoritel. Soojuse hajumise hõlbustamiseks ja temperatuuri tõusu vähendamiseks kasutavad Ameerika mootorid tavaliselt suurema välisläbimõõduga staatori stantse, samas kui Euroopa mootorid kasutavad tavaliselt väiksema välisläbimõõduga staatori stantse, kuna on vaja struktuurseid derivaate, nagu plahvatuskindlad mootorid, ja vähendada mähise otsas kasutatud vase kogus ja tootmiskulud.

2. Rauakao vähendamiseks kasutage paremaid magnetmaterjale ja töötlemismeetmeid

Südamiku materjali magnetilised omadused (magnetiline läbilaskvus ja ühikuline rauakadu) mõjutavad oluliselt mootori efektiivsust ja muid jõudlust. Samal ajal moodustab südamiku materjali maksumus põhiosa mootori maksumusest. Seetõttu on sobivate magnetmaterjalide valik ülitõhusate mootorite projekteerimise ja valmistamise võti. Suurema võimsusega mootorites moodustab rauakaod märkimisväärse osa kogukaost. Seetõttu aitab südamiku materjali ühikukao väärtuse vähendamine vähendada mootori rauakadu. Mootori konstruktsiooni ja valmistamise tõttu ületab mootori rauakadu oluliselt terasetehase pakutava ühikulise rauakao väärtuse järgi arvutatud väärtuse. Seetõttu suurendatakse ühikulist rauakao väärtust projekteerimise ajal üldiselt 1,5–2 korda, et võtta arvesse rauakao suurenemist.

Rauakao suurenemise peamiseks põhjuseks on see, et terasetehase ühikuline rauakao väärtus saadakse ribamaterjali proovi testimisel Epsteini ruutringi meetodil. Kuid pärast stantsimist, lõikamist ja lamineerimist avaldab materjal suurele pingele ning kadu suureneb. Lisaks põhjustab hambapilu olemasolu õhuvahesid, mis toovad kaasa tühikäigukadusid südamiku pinnal, mis on põhjustatud hamba harmoonilisest magnetväljast. Need suurendavad oluliselt mootori raua kadu pärast selle valmistamist. Seetõttu on lisaks väiksema ühikulise rauakaoga magnetmaterjalide valikule vaja kontrollida lamineerimisrõhku ja võtta vajalikke protsessimeetmeid rauakao vähendamiseks. Pidades silmas hinda ja protsessi tegureid, ei kasutata kõrge kasuteguriga mootorite tootmisel kõrgekvaliteedilisi räniteraslehti ja õhemaid kui 0,5 mm räniteraslehti. Üldjuhul kasutatakse madala süsinikusisaldusega ränivaba elektriterasest lehte või madala ränisisaldusega külmvaltsitud räniteraslehti. Mõned Euroopa väikemootorite tootjad on kasutanud ränivaba elektriterasest lehte, mille ühikuline rauakao väärtus on 6,5w/kg. Viimastel aastatel on terasetehased turule toonud Polycor420 elektrilisi teraslehti, mille keskmine ühikukadu on 4,0 w/kg, mis on isegi madalam kui mõne vähese ränisisaldusega teraslehe puhul. Materjalil on ka suurem magnetiline läbilaskvus.

Viimastel aastatel on Jaapan välja töötanud madala ränisisaldusega külmvaltsitud teraslehe klassiga 50RMA350, mille koostisesse on lisatud väike kogus alumiiniumi ja haruldasi muldmetalle, säilitades seeläbi kõrge magnetilise läbilaskvuse, vähendades samal ajal kadusid. ühiku rauakao väärtus on 3,12w/kg. Tõenäoliselt annavad need hea materiaalse aluse suure tõhususega mootorite tootmiseks ja edendamiseks.

3. Ventilatsioonikadude vähendamiseks vähendage ventilaatori suurust

Suurema võimsusega 2- ja 4-pooluseliste mootorite puhul moodustab tuule hõõrdumine märkimisväärse osa. Näiteks 90kW 2-pooluselise mootori tuulehõõrdumine võib ulatuda umbes 30%-ni kogukaost. Tuule hõõrdumine koosneb peamiselt ventilaatori tarbitavast võimsusest. Kuna suure kasuteguriga mootorite soojuskadu on üldiselt väike, saab vähendada jahutusõhu mahtu ja seeläbi ka ventilatsiooni võimsust. Ventilatsiooni võimsus on ligikaudu võrdeline ventilaatori läbimõõdu 4. kuni 5. võimsusega. Seega, kui temperatuuri tõus seda võimaldab, võib ventilaatori suuruse vähendamine tõhusalt vähendada tuule hõõrdumist. Lisaks on ventilatsiooni efektiivsuse parandamiseks ja tuule hõõrdumise vähendamiseks oluline ka ventilatsioonikonstruktsiooni mõistlik disain. Katsed on näidanud, et suure kasuteguriga mootori suure võimsusega 2-pooluselise osa tuule hõõrdumist saab tavaliste mootoritega võrreldes vähendada umbes 30%. Kuna ventilatsioonikadu väheneb oluliselt ja see ei nõua suuri lisakulusid, on ventilaatori konstruktsiooni muutmine sageli üks peamisi meetmeid, mida selle suure tõhususega mootorite osa puhul rakendatakse.

4. Vähendage kadusid projekteerimis- ja protsessimeetmete abil

Asünkroonmootorite hajuvad kadud on peamiselt põhjustatud kõrgsageduskadudest staatori- ja rootorisüdamikes ning mähistes, mis on põhjustatud magnetvälja kõrgharmoonikutest. Koormuse hajuvkadude vähendamiseks saab iga faasiharmooniku amplituudi vähendada Y-Δ jadamisi ühendatud siinusmähise või muude madala harmoonilisusega mähiste abil, vähendades seeläbi hajuvkadu. Katsed on näidanud, et sinusoidsete mähiste kasutamine võib vähendada hajuvkadusid keskmiselt rohkem kui 30%.

5. Parandage survevalu protsessi, et vähendada rootori kadu

Reguleerides rõhku, temperatuuri ja gaasi väljavoolu teed rootori alumiiniumi valamise protsessi ajal, saab rootori varrastes olevat gaasi vähendada, parandades seeläbi juhtivust ja vähendades rootori alumiiniumikulu. Ameerika Ühendriigid on viimastel aastatel edukalt välja töötanud vaserootori survevaluseadmeid ja vastavaid protsesse ning praegu viiakse läbi väikesemahulist proovitootmist. Arvutused näitavad, et kui alumiiniumrootorid asendada vasktorotorid, saab rootori kadusid vähendada umbes 38%.

6. Rakendage arvuti optimeerimise disaini kadude vähendamiseks ja tõhususe parandamiseks

Lisaks materjalide suurendamisele, materjalide jõudluse parandamisele ja protsesside parandamisele kasutatakse arvuti optimeerimise disaini erinevate parameetrite mõistlikuks määramiseks kulude, jõudluse jne piirangute alusel, et saavutada maksimaalne võimalik tõhususe paranemine. Optimeerimisdisaini kasutamine võib oluliselt lühendada mootori projekteerimise aega ja parandada mootori disaini kvaliteeti.

---

Postitusaeg: august 12-2024