Koska moottorin häviöjakauma vaihtelee tehokoon ja napojen lukumäärän mukaan, häviön pienentämiseksi tulisi keskittyä toimenpiteisiin eri tehojen ja napalukujen päähäviökomponenttien osalta. Joitakin tapoja vähentää tappiota kuvataan lyhyesti seuraavasti:

1. Lisää tehokkaita materiaaleja käämityshäviön ja rautahäviön vähentämiseksi

Moottoreiden samankaltaisuusperiaatteen mukaan, kun sähkömagneettinen kuorma pysyy muuttumattomana eikä mekaanista häviötä oteta huomioon, moottorin häviö on suunnilleen verrannollinen moottorin lineaarisen koon kuutioon ja moottorin syöttöteho on noin verrannollinen lineaarisen koon neljänteen potenssiin. Tästä voidaan arvioida tehokkuuden ja tehokkaan materiaalinkäytön suhdetta. Staattorin lävistyksen ulkohalkaisijan koosta tulee tärkeä tekijä suuremman tilan saamiseksi tietyissä asennuskokoolosuhteissa, jotta tehokkaampia materiaaleja voidaan sijoittaa moottorin tehokkuuden parantamiseksi. Saman koneen perusvalikoiman sisällä amerikkalaisten moottoreiden teho on suurempi kuin eurooppalaisilla moottoreilla. Helpottaakseen lämmönpoistoa ja vähentääkseen lämpötilan nousua amerikkalaisissa moottoreissa käytetään yleensä ulkohalkaisijaltaan suurempia staattorirei'ityksiä, kun taas eurooppalaisissa moottoreissa käytetään yleensä pienempiä ulkohalkaisijaisia ​​staattorirei'ityksiä, koska tarvitaan rakenteellisia johdannaisia, kuten räjähdyssuojattuja moottoreita, ja vähentääkseen räjähdyssuojattuja moottoreita. käämityspäässä käytetyn kuparin määrä ja tuotantokustannukset.

2. Käytä parempia magneettisia materiaaleja ja prosessitoimenpiteitä rautahäviön vähentämiseksi

Ydinmateriaalin magneettisilla ominaisuuksilla (magneettinen permeabiliteetti ja yksikkörautahäviö) on suuri vaikutus moottorin tehokkuuteen ja muuhun suorituskykyyn. Samaan aikaan ydinmateriaalin hinta on suurin osa moottorin kustannuksista. Siksi sopivien magneettisten materiaalien valinta on avain tehokkaiden moottoreiden suunnittelussa ja valmistuksessa. Suuremman tehon moottoreissa rautahävikki muodostaa huomattavan osan kokonaishäviöstä. Siksi ydinmateriaalin yksikköhäviön arvon pienentäminen auttaa vähentämään moottorin rautahävikkiä. Moottorin suunnittelusta ja valmistuksesta johtuen moottorin rautahäviö ylittää huomattavasti terästehtaan toimittaman yksikkörautahäviön arvon mukaan lasketun arvon. Siksi yksikkörautahäviön arvoa nostetaan yleensä 1,5-2 kertaa suunnittelun aikana rautahäviön kasvun huomioon ottamiseksi.

Pääasiallinen syy rautahäviön kasvuun on se, että terästehtaan yksikkörautahäviöarvo saadaan testaamalla nauhamateriaalinäytettä Epsteinin neliöympyrän menetelmällä. Materiaaliin kohdistuu kuitenkin suuri rasitus lävistyksen, leikkaamisen ja laminoinnin jälkeen, ja hävikki kasvaa. Lisäksi hammasraon olemassaolo aiheuttaa ilmarakoja, jotka johtavat hampaan harmonisen magneettikentän aiheuttamiin kuormitushäviöihin ytimen pinnalla. Nämä lisäävät merkittävästi moottorin rautahävikkiä sen valmistuksen jälkeen. Siksi sen lisäksi, että valitaan magneettisia materiaaleja, joilla on pienempi yksikkörautahäviö, on tarpeen hallita laminointipainetta ja ryhtyä tarvittaviin prosessitoimenpiteisiin rautahäviön vähentämiseksi. Hinta- ja prosessitekijät huomioon ottaen korkealaatuisia piiteräslevyjä ja yli 0,5 mm ohuita piiteräslevyjä ei juurikaan käytetä tehokkaiden moottoreiden valmistuksessa. Yleensä käytetään vähähiilisiä silikonittomia sähköteräslevyjä tai vähäpiisiä kylmävalssattuja piiteräslevyjä. Jotkut pienten eurooppalaisten moottorien valmistajat ovat käyttäneet silikonittomia sähköteräslevyjä, joiden yksikkörautahäviö on 6,5 w/kg. Terästehtaat ovat viime vuosina tuoneet markkinoille Polycor420 sähköteräslevyjä, joiden keskimääräinen yksikköhäviö on 4,0 w/kg, mikä on jopa pienempi kuin joidenkin vähäpiiisten teräslevyjen. Materiaalilla on myös suurempi magneettinen permeabiliteetti.

Japani on viime vuosina kehittänyt matalapiipitoisen kylmävalssatun teräslevyn, jonka laatu on 50RMA350 ja jonka koostumukseen on lisätty pieni määrä alumiinia ja harvinaisia ​​maametalleja, mikä säilyttää korkean magneettisen läpäisevyyden ja vähentää hävikkiä. yksikkörautahäviön arvo on 3,12w/kg. Nämä tarjoavat todennäköisesti hyvän materiaaliperustan korkeatehoisten moottoreiden tuotannolle ja edistämiselle.

3. Pienennä tuulettimen kokoa vähentääksesi ilmanvaihtohäviöitä

Suuremman tehon 2- ja 4-napaisissa moottoreissa tuulikitka muodostaa huomattavan osuuden. Esimerkiksi 90 kW:n 2-napaisen moottorin tuulen kitka voi olla noin 30 % kokonaishäviöstä. Tuulen kitka koostuu pääasiassa puhaltimen kuluttamasta tehosta. Koska tehokkaiden moottoreiden lämpöhäviö on yleensä pieni, voidaan jäähdytysilmamäärää pienentää ja siten myös ilmanvaihtotehoa pienentää. Tuuletusteho on suunnilleen verrannollinen puhaltimen halkaisijan 4.–5. tehoon. Siksi, jos lämpötilan nousu sallii, tuulettimen koon pienentäminen voi vähentää tehokkaasti tuulen kitkaa. Lisäksi ilmanvaihtorakenteen järkevä suunnittelu on tärkeää myös ilmanvaihdon tehokkuuden parantamiseksi ja tuulen kitkan vähentämiseksi. Testit ovat osoittaneet, että tehokkaan moottorin suuritehoisen 2-napaisen osan tuulen kitkaa voidaan vähentää noin 30 % tavallisiin moottoreihin verrattuna. Koska ilmanvaihtohäviö pienenee merkittävästi eikä vaadi paljoa lisäkustannuksia, puhaltimen rakenteen muuttaminen on usein yksi tärkeimmistä toimenpiteistä, joita tehdään tässä korkeatehoisten moottoreiden osassa.

4. Vähennä hajahäviöitä suunnittelu- ja prosessitoimenpiteiden avulla

Asynkronisten moottoreiden hajahäviö johtuu pääasiassa staattorin ja roottorin ytimissä ja käämeissä olevista suurtaajuisista häviöistä, jotka aiheutuvat magneettikentän korkealuokkaisista harmonisista. Kuorman hajahäviön vähentämiseksi kunkin vaiheharmonisen amplitudia voidaan pienentää käyttämällä Y-Δ-sarjaan kytkettyjä sinikäämiä tai muita matalaharmonisia käämiä, mikä vähentää hajahäviötä. Testit ovat osoittaneet, että sinimäisten käämien käyttö voi vähentää hajahäviöitä keskimäärin yli 30 %.

5. Paranna painevaluprosessia roottorin häviön vähentämiseksi

Säätämällä painetta, lämpötilaa ja kaasupurkausreittiä roottorin alumiinivaluprosessin aikana, roottorin tankoissa olevaa kaasua voidaan vähentää, mikä parantaa johtavuutta ja vähentää roottorin alumiinin kulutusta. Viime vuosina Yhdysvallat on menestyksekkäästi kehittänyt kupariroottorin painevalulaitteita ja vastaavia prosesseja, ja parhaillaan tehdään pienimuotoista koetuotantoa. Laskelmat osoittavat, että jos kupariroottorit korvaavat alumiiniroottorit, roottorihäviöitä voidaan vähentää noin 38 %.

6. Käytä tietokoneoptimointisuunnittelua häviöiden vähentämiseksi ja tehokkuuden parantamiseksi

Materiaalien lisäämisen, materiaalien suorituskyvyn parantamisen ja prosessien parantamisen lisäksi tietokoneoptimointisuunnittelua käytetään kohtuudella määrittämään erilaisia ​​parametreja kustannusten, suorituskyvyn jne. rajoitusten alaisena, jotta saavutetaan mahdollisimman suuri tehokkuuden parannus. Optimointisuunnittelun käyttö voi merkittävästi lyhentää moottorin suunnittelun aikaa ja parantaa moottorin suunnittelun laatua.

---

Postitusaika: 12.8.2024