Dado que a distribución de perdas do motor varía segundo o tamaño da potencia e o número de polos, para reducir a perda, debemos centrarnos en tomar medidas para os principais compoñentes de perdas de diferentes potencias e números de polos. Algunhas formas de reducir a perda descríbense brevemente como segue:

1. Aumenta os materiais efectivos para reducir a perda de bobinado e a perda de ferro

Segundo o principio de semellanza dos motores, cando a carga electromagnética permanece inalterada e non se considera a perda mecánica, a perda do motor é aproximadamente proporcional ao cubo do tamaño lineal do motor e a potencia de entrada do motor é de aproximadamente proporcional á cuarta potencia do tamaño lineal. A partir diso, pódese aproximar a relación entre a eficiencia e o uso efectivo do material. Co fin de obter un espazo maior baixo certas condicións de tamaño de instalación para que se poidan colocar materiais máis eficaces para mellorar a eficiencia do motor, o tamaño do diámetro exterior da perforación do estator convértese nun factor importante. Dentro do mesmo rango de base de máquinas, os motores estadounidenses teñen unha maior potencia que os europeos. Para facilitar a disipación da calor e reducir o aumento da temperatura, os motores estadounidenses adoitan empregar punzóns de estator con diámetros exteriores maiores, mentres que os motores europeos normalmente usan perforacións de estator con diámetros exteriores máis pequenos debido á necesidade de derivados estruturais como motores a proba de explosión e para reducir o cantidade de cobre utilizada no extremo de bobinado e custos de produción.

2. Use mellores materiais magnéticos e medidas de proceso para reducir a perda de ferro

As propiedades magnéticas (permeabilidade magnética e perda unitaria de ferro) do material do núcleo teñen unha gran influencia na eficiencia e outros rendementos do motor. Ao mesmo tempo, o custo do material do núcleo é a parte principal do custo do motor. Polo tanto, a selección de materiais magnéticos axeitados é a clave para deseñar e fabricar motores de alta eficiencia. Nos motores de maior potencia, a perda de ferro supón unha proporción considerable da perda total. Polo tanto, reducir o valor de perda unitaria do material do núcleo axudará a reducir a perda de ferro do motor. Debido ao deseño e fabricación do motor, a perda de ferro do motor supera moito o valor calculado segundo o valor de perda de ferro unitario proporcionado pola acería. Polo tanto, o valor da perda de ferro da unidade é xeralmente aumentado en 1,5 ~ 2 veces durante o deseño para ter en conta o aumento da perda de ferro.

O principal motivo do aumento da perda de ferro é que o valor da perda de ferro unitaria da acería se obtén probando a mostra de material de tira segundo o método do círculo cadrado de Epstein. Non obstante, o material está sometido a unha gran tensión despois de perforar, cortar e laminar, e a perda aumentará. Ademais, a existencia da ranura do dente provoca ocos de aire, o que leva a perdas sen carga na superficie do núcleo causadas polo campo magnético harmónico do dente. Isto levará a un aumento significativo da perda de ferro do motor despois da súa fabricación. Polo tanto, ademais de seleccionar materiais magnéticos con menor perda unitaria de ferro, é necesario controlar a presión de laminación e tomar as medidas de proceso necesarias para reducir a perda de ferro. Tendo en conta os factores de prezo e proceso, as chapas de aceiro de silicio de alta calidade e as chapas de aceiro de silicio máis delgadas que 0,5 mm non se usan moito na produción de motores de alta eficiencia. Xeralmente utilízanse chapas de aceiro eléctrico sen silicio con baixo contido de carbono ou chapas de aceiro laminadas en frío con baixo contido de silicio. Algúns fabricantes de pequenos motores europeos utilizaron chapas de aceiro eléctrico sen silicio cun valor de perda unitaria de ferro de 6,5 w/kg. Nos últimos anos, as siderúrxicas lanzaron chapas de aceiro eléctrico Polycor420 cunha perda unitaria media de 4,0 w/kg, incluso menor que algunhas chapas de aceiro con baixo contido de silicio. O material tamén ten unha maior permeabilidade magnética.

Nos últimos anos, Xapón desenvolveu unha chapa de aceiro laminado en frío con baixo contido de silicio cunha calidade de 50RMA350, que ten unha pequena cantidade de aluminio e metais de terras raras engadidos á súa composición, mantendo así unha alta permeabilidade magnética mentres se reducen as perdas. O valor unitario de perda de ferro é de 3,12 w/kg. É probable que estes proporcionen unha boa base material para a produción e promoción de motores de alta eficiencia.

3. Reducir o tamaño do ventilador para reducir as perdas de ventilación

Para motores de 2 e 4 polos de maior potencia, a fricción do vento representa unha proporción considerable. Por exemplo, a fricción do vento dun motor de 2 polos de 90 kW pode alcanzar preto do 30% da perda total. A fricción do vento está composta principalmente pola potencia consumida polo ventilador. Dado que a perda de calor dos motores de alta eficiencia é xeralmente baixa, pódese reducir o volume de aire de refrixeración e, polo tanto, tamén se pode reducir a potencia de ventilación. A potencia de ventilación é aproximadamente proporcional á 4ª a 5ª potencia do diámetro do ventilador. Polo tanto, se o aumento da temperatura o permite, reducir o tamaño do ventilador pode reducir eficazmente a fricción do vento. Ademais, o deseño razoable da estrutura de ventilación tamén é importante para mellorar a eficiencia da ventilación e reducir a fricción do vento. As probas demostraron que a fricción do vento da parte de 2 polos de alta potencia dun motor de alta eficiencia pode reducirse nun 30% en comparación cos motores comúns. Dado que a perda de ventilación redúcese significativamente e non require moito custo adicional, cambiar o deseño do ventilador adoita ser unha das principais medidas tomadas para esta parte dos motores de alta eficiencia.

4. Reducir as perdas perdidas mediante medidas de deseño e proceso

A perda perdida dos motores asíncronos é causada principalmente por perdas de alta frecuencia nos núcleos do estator e rotor e enrolamentos causadas por harmónicos de alto orde do campo magnético. Para reducir a perda de perda de carga, pódese reducir a amplitude de cada harmónica de fase usando enrolamentos sinusoidais conectados en serie Y-Δ ou outros enrolamentos de baixo harmónico, reducindo así a perda de perda. As probas demostraron que o uso de enrolamentos sinusoidais pode reducir as perdas perdidas en máis dun 30% de media.

5. Mellorar o proceso de fundición para reducir a perda do rotor

Ao controlar a presión, a temperatura e o camiño de descarga de gas durante o proceso de fundición de aluminio do rotor, pódese reducir o gas nas barras do rotor, mellorando así a condutividade e reducindo o consumo de aluminio do rotor. Nos últimos anos, os Estados Unidos desenvolveron con éxito equipos de fundición a presión de rotor de cobre e os procesos correspondentes, e actualmente está a realizar unha produción de proba a pequena escala. Os cálculos mostran que se os rotores de cobre substitúen os rotores de aluminio, as perdas de rotores poden reducirse nun 38%.

6. Aplicar o deseño de optimización informática para reducir as perdas e mellorar a eficiencia

Ademais de aumentar os materiais, mellorar o rendemento dos materiais e mellorar os procesos, utilízase o deseño de optimización informática para determinar razoablemente varios parámetros baixo as limitacións de custo, rendemento, etc., co fin de obter a máxima mellora posible na eficiencia. O uso do deseño de optimización pode acurtar significativamente o tempo de deseño do motor e mellorar a calidade do deseño do motor.

---

Hora de publicación: 12-ago-2024