Kolmefaasiliste vahelduvvoolumootorite kaod võib jagada vasekadudeks, alumiiniumikadudeks, rauakadudeks, hajukadudeks ja tuulekadudeks. Esimesed neli on küttekaod ja nende summat nimetatakse koguküttekadudeks.Vase kadu, alumiiniumikao, rauakao ja hajuva kadu osakaal kogu soojuskaost ilmneb siis, kui võimsus muutub väikesest suureks.Näite kaudu võib öelda, et kuigi vase ja alumiiniumi tarbimise osakaal kogu soojuskaost kõigub, väheneb see üldiselt suurest väikeseks, näidates langustrendi.Vastupidi, rauakadu ja juhuslik kadu, kuigi esineb kõikumisi, suurenevad üldiselt väikesest suureks, näidates tõusutrendi.Kui võimsus on piisavalt suur, ületab raua hajumise hajumine vase hajumist.Mõnikord ületab juhuslik kadu vase ja raua kadu ning sellest saab esimene soojuskao tegur.Y2 mootorit uuesti analüüsides ja erinevate kadude proportsionaalset muutust kogukao suhtes jälgides ilmnevad sarnased seadused.Tunnistades ülaltoodud reegleid, jõutakse järeldusele, et erinevatel mootoritel on erinev rõhk temperatuuri tõusu ja soojuskadude vähendamisel.Väikeste mootorite puhul tuleks kõigepealt vähendada vase kadu; keskmise ja suure võimsusega mootorite puhul tuleks rauakadu keskenduda hajuskadude vähendamisele.Arvamus, et "kaokadu on palju väiksem kui vase kadu ja raua kadu", on ühekülgne.Eriti rõhutatakse, et mida suurem on mootori võimsus, seda rohkem tuleks tähelepanu pöörata hajukadude vähendamisele.Keskmise ja suure võimsusega mootorid kasutavad sinusoidmähiseid, et vähendada harmoonilise magnetpotentsiaali ja hajuvkadusid ning efekt on sageli väga hea.Erinevad meetmed juhuslike kadude vähendamiseks ei pea üldjuhul suurendama tõhusaid materjale.
Sissejuhatus
Kolmefaasilise vahelduvvoolumootori kadu võib jagada vasekooks PCu, alumiiniumkaod PAl, rauakaod PFe, hajuv kadu Ps, tuulekulu Pfw, esimesed neli on küttekadu, mille summat nimetatakse koguküttekadudeks PQ, millest hajuv kadu See on kõigi kadude põhjus, välja arvatud vase kadu PCu, alumiiniumi kadu PAl, rauakadu PFe ja tuule kulumine Pfw, sealhulgas harmooniline magnetpotentsiaal, lekkemagnetväli ja renni külgvool.
Hajakao arvutamise raskuse ja testi keerukuse tõttu näevad paljud riigid ette, et hajukadu arvutatakse 0,5% mootori sisendvõimsusest, mis lihtsustab vastuolu.See väärtus on aga väga konarlik ning erinevad konstruktsioonid ja erinevad protsessid on sageli väga erinevad, mis peidab ka vastuolu ega suuda päriselt kajastada mootori tegelikke töötingimusi.Viimasel ajal on mõõdetud hajumine muutunud üha populaarsemaks.Globaalse majandusintegratsiooni ajastul on üldine suundumus teatud tulevikku vaatav, kuidas integreeruda rahvusvaheliste standarditega.
Selles artiklis uuritakse kolmefaasilist vahelduvvoolumootorit. Kui võimsus muutub väikesest suureks, muutub vase kadu PCu, alumiiniumi kadu PAl, rauakao PFe ja hajuv kadu Ps osa soojuskao kogusummast PQ ning saadakse vastumeetmed. Kujundage ja valmistage mõistlikum ja parem.
1. Mootori kadude analüüs
1.1 Esmalt jälgige juhtumit.Tehas ekspordib E-seeria elektrimootorite tooteid ning tehnilistes tingimustes on ette nähtud mõõdetud hajukaod.Võrdluse hõlbustamiseks vaatame esmalt 2-pooluselisi mootoreid, mille võimsus on vahemikus 0,75 kW kuni 315 kW.Vastavalt katsetulemustele arvutatakse vase kadude PCu, alumiiniumi kadude PAl, rauakao PFe ja hajuva kao Ps suhe soojuskao kogusummasse PQ, nagu on näidatud joonisel 1.Joonisel kujutatud ordinaat on erinevate küttekadude suhe kogu küttekadu (%), abstsiss on mootori võimsus (kW), katkendjoon teemantidega on vase tarbimise osakaal, ruutudega katkendjoon on osa alumiiniumi tarbimisest ja kolmnurga katkendjoon on rauakao suhe ja katkendjoon ristiga on hajuva kao suhe.
Joonis 1. Katkendjoondiagramm E-seeria 2-pooluseliste mootorite vasetarbimise, alumiiniumi tarbimise, rauakulu, hajuvuse ja kütte kogukao suhte kohta
(1) Kui mootori võimsus muutub väikesest suureks, väheneb vase tarbimise osakaal, kuigi see kõikub, üldiselt suurest väikeseks, näidates langustendentsi. 0,75kW ja 1,1kW moodustavad umbes 50%, samas kui 250kW ja 315kW on vähem kui 20% alumiiniumi tarbimise osakaal on üldiselt muutunud suurest väikeseks, mis näitab langustrendi, kuid muutus pole suur.
(2) Mootorivõimsusest väikesest suureni muutub rauakao osakaal, kuigi esineb kõikumisi, suureneb see üldiselt väikesest suureni, näidates tõusutrendi.0,75 kW ~ 2,2 kW on umbes 15% ja kui see on suurem kui 90 kW, ületab see 30%, mis on suurem kui vase tarbimine.
(3) Kuigi hajuvuse proportsionaalne muutus on kõikuv, suureneb üldiselt väikesest suureni, näidates tõusutendentsi.0,75 kW ~ 1,5 kW on umbes 10%, samas kui 110 kW on vase tarbimise lähedal. Üle 132 kW tehniliste andmete puhul ületab suurem osa hajuvatest kadudest vase tarbimist.Valguskaod 250kW ja 315kW ületavad vase- ja rauakadusid ning on soojuskadude esimene tegur.
4-pooluseline mootor (joondiagramm välja jäetud).Raua kadu üle 110 kW on suurem kui vase kadu ning hajuv kadu 250 kW ja 315 kW ületab vase kadu ja raua kadu, muutudes soojuskao esimeseks teguriks.Selle 2-6-pooluseliste mootorite seeria vasetarbimise ja alumiiniumi tarbimise summana moodustab väike mootor umbes 65–84% kogu soojuskaost, suur mootor aga 35–50%, samal ajal kui raud. tarbimine on vastupidine, väike mootor moodustab umbes 65% kuni 84% kogu soojuskadu. Kogu soojuskadu on 10% kuni 25%, samal ajal kui suur mootor suureneb umbes 26% kuni 38%.Hajukadu, väikesed mootorid moodustavad umbes 6% kuni 15%, samas kui suured mootorid suurenevad 21% kuni 35%.Kui võimsus on piisavalt suur, ületab raua kadu vase kadu.Mõnikord ületab hajuv kadu vase ja raua kadu, muutudes soojuskao esimeseks teguriks.
1,2 R-seeria 2-pooluseline mootor, mõõdetud hajukadu
Katsetulemuste järgi saadakse vaseko, rauakao, hajukadude jms suhe soojuskao kogusummasse PQ.Joonisel 2 on näidatud mootori võimsuse proportsionaalne muutus vase kadudega.Joonisel kujutatud ordinaat on vase hajuva kao suhe (%) kogu küttekaosse, abstsiss on mootori võimsus (kW), katkendjoon teemantidega on vase kadude suhe ja katkendjoon ruutudega on hulkuvate kadude suhe .Jooniselt 2 on selgelt näha, et üldiselt, mida suurem on mootori võimsus, seda suurem on hajuvkadude osakaal kogu soojuskaost, mis on tõusuteel.Jooniselt 2 on ka näha, et suuremate kui 150 kW suuruste puhul ületavad hajukaod vase kadusid.Mootoreid on mitut suurust ja hajukadu on isegi 1,5–1,7 korda suurem kui vase kadu.
Selle seeria 2-pooluseliste mootorite võimsus on vahemikus 22 kW kuni 450 kW. Mõõdetud hajuva kadu suhe PQ-sse on kasvanud vähem kui 20%-lt peaaegu 40%-ni ja muutuste vahemik on väga suur.Kui väljendada mõõdetud hajuva kao ja nimiväljundvõimsuse suhtega, on see ligikaudu (1,1–1,3)%; kui väljendada mõõdetud hajuva kao suhtega sisendvõimsusesse, on see umbes (1,0~1,2)%, kaks viimast Avaldise suhe ei muutu palju ja hajuvuse proportsionaalset muutust on raske näha kaotus PQ-le.Seetõttu saab küttekadude, eriti hajuva kao ja PQ suhte jälgimine paremini mõista küttekao muutumise seadust.
Mõõdetud hajuv kadu kahel ülaltoodud juhul kasutab Ameerika Ühendriikides IEEE 112B meetodit
Joonis 2. R-seeria 2-pooluselise mootori vase hajuvkao ja kogu küttekao suhte joondiagramm
1.3 Y2 seeria mootorid
Tehnilised tingimused näevad ette, et hajukadu on 0,5% sisendvõimsusest, samas kui GB/T1032-2005 sätestab hajukao soovitatava väärtuse. Nüüd võtke meetod 1 ja valem on Ps=(0,025-0,005 × lg(PN)) × P1 valem PN- on nimivõimsus; P1- on sisendvõimsus.
Eeldame, et hajuva kao mõõdetud väärtus on võrdne soovitatava väärtusega, ja arvutame uuesti elektromagnetilise arvutuse ning seejärel arvutame vase tarbimise, alumiiniumi tarbimise ja raua tarbimise nelja küttekao suhe kogu küttekadu PQ. .Selle proportsiooni muutmine on samuti kooskõlas ülaltoodud reeglitega.
See tähendab: kui võimsus muutub väikesest suureks, väheneb vase ja alumiiniumi tarbimise osakaal üldiselt suurest väikeseks, mis näitab langustrendi.Teisest küljest suureneb rauakao ja hulkuvate kadude osakaal üldiselt väikesest suureni, näidates tõusutrendi.Sõltumata 2-, 4- või 6-pooluselisest, kui võimsus on suurem kui teatud võimsus, ületab rauakadu vase kadu; ka hulkuvate kadude osakaal suureneb väikesest suureks, lähenedes järk-järgult vase kadudele või isegi ületades vase kadu.Üle 110 kW hajuv hajumine kahe pooluse vahel on esimene soojuskao tegur.
Joonis 3 on katkendlik joondiagramm nelja küttekao ja PQ suhte kohta Y2-seeria 4-pooluseliste mootorite puhul (eeldusel, et hajuva kao mõõdetud väärtus on võrdne ülaltoodud soovitusliku väärtusega ja muud kaod arvutatakse vastavalt väärtusele) .Ordinaat on erinevate küttekadude suhe PQ-sse (%) ja abstsiss on mootori võimsus (kW).Ilmselgelt on raua kadu üle 90 kW suuremad kui vase kaod.
Joonis 3. Y2-seeria 4-pooluseliste mootorite vasetarbimise, alumiiniumikulu, rauakulu ja hajuvuse ja kütte kogukao suhte katkendlik joondiagramm
1.4 Kirjanduses uuritakse erinevate kadude suhet kogukadudesse (sh tuule hõõrdumine)
Leiti, et vase tarbimine ja alumiiniumi tarbimine moodustasid väikeste mootorite kogukaost 60–70% ja vähenesid võimsuse kasvades 30–40%, samas kui raua tarbimine oli vastupidine. % ülal.Juhukadude puhul moodustavad väikesed mootorid umbes 5–10% kogukadudest, suured mootorid aga üle 15%.Ilmunud seadused on sarnased: st kui võimsus muutub väikesest suureks, väheneb vase ja alumiiniumikao osakaal üldiselt suurest väikeseks, näidates langustrendi, samal ajal kui rauakao ja hajuva kao osakaal üldiselt suureneb alates väikestest kuni suurteni, mis näitavad tõusutrendi. .
1.5 Hajukao soovitusliku väärtuse arvutamise valem vastavalt GB/T1032-2005 1. meetodile
Lugeja on mõõdetud hajuva kadu väärtus.Alates väikesest kuni suure mootorivõimsuseni muutub hajuvate kadude osakaal sisendvõimsusest ja väheneb järk-järgult ning muutuste vahemik ei ole väike, umbes 2,5% kuni 1,1%.Kui nimetajaks muudetakse kogukaod ∑P, st Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), kui mootori kasutegur on 0,667~0,967, on (1-η) pöördväärtus 3~ 30, st mõõdetud lisand Sisendvõimsuse suhtega võrreldes võimendub hajumiskao ja kogukao suhe 3 kuni 30 korda. Mida suurem on võimsus, seda kiiremini tõuseb katkendlik joon.Ilmselgelt on "suurendustegur" suurem, kui võtta hajuskao ja kogu soojuskao suhe.Ülaltoodud näites toodud R-seeria 2-pooluselise 450 kW mootori puhul on hajuskao suhe sisendvõimsusesse Ps/P1 veidi väiksem kui ülalpool soovitatud arvutatud väärtus ning hajuskao suhe kogukadu ∑P ja kogu soojuskadu. PQ on vastavalt 32,8%. 39,5%, võrreldes sisendvõimsuse P1 suhtega, “võimendus” vastavalt umbes 28 korda ja 34 korda.
Vaatlus- ja analüüsimeetod selles artiklis on võtta 4 tüüpi soojuskao suhe kogu soojuskao PQ-sse. Suhte väärtus on suur ning selgelt on näha erinevate kadude osakaal ja muutumise seadus ehk võimsus väikesest suureni, vase tarbimine ja alumiiniumi tarbimine Üldiselt on osakaal muutunud suurest väikeseks, mis näitab langust. suundumus, samas kui rauakao ja hulkuvate kadude osakaal on üldiselt muutunud väikesest suureks, näidates tõusutendentsi.Eelkõige täheldati, et mida suurem on mootori võimsus, seda suurem on hajuva kao suhe PQ-sse, lähenedes järk-järgult vase kadudele, ületades vase kadu ja muutudes isegi soojuskao esimeseks teguriks, nii et saame õigesti aru. seadust ja pöörake tähelepanu suure mootori vähendamisele. hulkuvad kaotused.Võrreldes hajuskao ja sisendvõimsuse suhtega, väljendatakse mõõdetud hajuvkao ja kogu soojuskao suhet muul viisil ja see ei muuda selle füüsilist olemust.
2. Meetmed
Ülaltoodud reegli tundmine on abiks mootori ratsionaalseks projekteerimiseks ja tootmiseks.Mootori võimsus on erinev ning temperatuuri tõusu ja soojuskadude vähendamise meetmed on erinevad ning fookus on erinev.
2.1 Väikese võimsusega mootorite puhul moodustab vase tarbimine suure osa kogu soojuskaost
Seetõttu peaks temperatuuri tõusu vähendamine kõigepealt vähendama vase tarbimist, näiteks suurendama traadi ristlõiget, vähendades juhtmete arvu pilu kohta, suurendades staatori pilu kuju ja pikendades rauasüdamikku.Tehases kontrollitakse temperatuuri tõusu sageli soojuskoormuse AJ juhtimisega, mis on väikeste mootorite puhul täiesti õige.AJ juhtimine on sisuliselt vase kadu kontrollimine. Ei ole raske leida kogu mootori staatori vasekadu AJ järgi, staatori siseläbimõõtu, pooli poole pöörde pikkust ja vasktraadi eritakistust.
2.2 Kui võimsus muutub väikesest suureks, läheneb rauakadu järk-järgult vase kadudele
Raua tarbimine ületab üldiselt vase tarbimist, kui see on suurem kui 100 kW.Seetõttu peaksid suured mootorid pöörama tähelepanu rauatarbimise vähendamisele.Spetsiifiliste meetmete jaoks võib kasutada väikese kadudega räniteraslehti, staatori magnettihedus ei tohiks olla liiga kõrge ja tähelepanu tuleks pöörata iga osa magnettiheduse mõistlikule jaotusele.
Mõned tehased kujundavad ümber mõned suure võimsusega mootorid ja vähendavad vastavalt staatori pilu kuju.Magnettiheduse jaotus on mõistlik ning vase ja raua kao suhe on õigesti reguleeritud.Kuigi staatori voolutihedus suureneb, soojuskoormus suureneb ja vase kadu suureneb, staatori magnettihedus väheneb ja raua kadu väheneb rohkem kui vase kadu.Jõudlus on samaväärne algse disainiga, mitte ainult ei vähene temperatuuri tõus, vaid säästetakse ka staatoris kasutatava vase kogust.
2.3 Kadude vähendamiseks
Selles artiklis rõhutatakse, etMida suurem on mootori võimsus, seda rohkem tuleks tähelepanu pöörata hajukadude vähendamisele.Arvamus, et "kaokad on palju väiksemad kui vasekod", kehtib ainult väikeste mootorite kohta.Ilmselgelt on ülaltoodud vaatluse ja analüüsi kohaselt, mida suurem on võimsus, seda vähem see sobib.Arvamus, et "kahjud on palju väiksemad kui raudkadud", on samuti kohatu.
Mõõdetud hajukadude ja sisendvõimsuse suhe on väikeste mootorite puhul suurem ja suurema võimsuse korral väiksem, kuid ei saa järeldada, et väikesed mootorid peaksid tähelepanu pöörama hajuskadude vähendamisele, samas kui suured mootorid seda teevad. ei pea kadu vähendama. kaotus.Vastupidi, vastavalt ülaltoodud näitele ja analüüsile, mida suurem on mootori võimsus, seda suurem on hajuskao ja kogu soojuskao suhe, hajuv kadu ja rauakadu on vase kadu lähedal või isegi üle selle, seega seda suurem on mootori võimsus, seda rohkem tuleks sellele tähelepanu pöörata. Vähendage juhuslikke kadusid.
2.4 Meetmed juhuslike kadude vähendamiseks
Hajukadude vähendamise viisid, näiteks õhuvahe suurendamine, kuna hajuv kadu on ligikaudu pöördvõrdeline õhuvahe ruuduga; harmoonilise magnetpotentsiaali vähendamine, näiteks sinusoidsete (madala harmooniliste) mähiste kasutamine; õige pesa sobivus; vähendades haardumist, rootor kasutab suletud pilu ja kõrgepingemootori avatud pilu magnetilise pilu kiilu; valatud alumiiniumist rootori kestade töötlemine vähendab külgvoolu jne.Väärib märkimist, et ülaltoodud meetmed ei nõua üldiselt tõhusate materjalide lisamist.Mitmesugune tarbimine on seotud ka mootori kütteolekuga, näiteks mähise hea soojuse hajumine, mootori madal sisetemperatuur ja väike mitmesugune tarbimine.
Näide: Tehas remondib 6 pooluse ja 250kW mootorit.Pärast paranduskatset on temperatuuri tõus 75% nimikoormusest jõudnud 125 K-ni.Seejärel töödeldakse õhupilu 1,3 korda suuremaks kui algne suurus.Nimetatud koormuse katses langes temperatuuritõus tegelikult 81K-ni, mis näitab täielikult, et õhuvahe on suurenenud ja hajuvus on oluliselt vähenenud.Harmooniline magnetpotentsiaal on hajuvate kadude oluline tegur. Keskmise ja suure võimsusega mootorid kasutavad harmoonilise magnetpotentsiaali vähendamiseks siinusmähiseid ja efekt on sageli väga hea.Keskmise ja suure võimsusega mootorite jaoks kasutatakse hästi läbimõeldud siinusmähiseid. Kui harmoonilist amplituudi ja amplituudi vähendatakse 45% kuni 55% võrreldes algse konstruktsiooniga, saab hajuvat kadu vähendada 32% kuni 55%, vastasel juhul väheneb temperatuuri tõus ja suureneb efektiivsus. , müra väheneb ja see võib säästa vaske ja rauda.
3. Järeldus
3.1 Kolmefaasiline vahelduvvoolumootor
Kui võimsus muutub väikesest suureks, suureneb vase tarbimise ja alumiiniumi tarbimise osa soojuskaost üldiselt suurest väikeseks, samas kui rauatarbimise hulkkao osakaal suureneb üldiselt väikesest suureni.Väikeste mootorite puhul moodustab vase kadu kogu soojuskaost suurima osa. Mootori võimsuse suurenedes lähenevad hajuv kadu ja rauakadu ja ületavad vase kadu.
3.2 Soojuskadude vähendamiseks
Mootori võimsus on erinev ja ka rakendatavate meetmete fookus on erinev.Väikeste mootorite puhul tuleks kõigepealt vähendada vase tarbimist.Keskmise ja suure võimsusega mootorite puhul tuleks rohkem tähelepanu pöörata rauakao ja hajuvate kadude vähendamisele.Arvamus, et "eksikad kaod on palju väiksemad kui vasekod ja rauakadud", on ühekülgne.
3.3 Suurte mootorite kogusoojuskaos on hajuskadude osakaal suurem
Selles artiklis rõhutatakse, et mida suurem on mootori võimsus, seda rohkem tuleks tähelepanu pöörata hajukadude vähendamisele.
Postitusaeg: 16. juuni 2022