A háromfázisú váltakozó áramú motorok veszteségei rézveszteségre, alumíniumveszteségre, vasveszteségre, szórt veszteségre és szélveszteségre oszthatók. Az első négy a fűtési veszteség, és ezek összegét nevezzük teljes fűtési veszteségnek.A rézveszteség, az alumíniumveszteség, a vasveszteség és a szórt veszteség aránya a teljes hőveszteséghez viszonyítva akkor jelenik meg, amikor a teljesítmény kicsiről nagyra változik.A példán keresztül, bár a teljes hőveszteségben a réz- és alumíniumfogyasztás aránya ingadozik, általában nagyról kicsire csökken, csökkenő tendenciát mutatva.Éppen ellenkezőleg, a vasveszteség és a kóbor veszteség, bár vannak ingadozások, általában kicsiről nagyra növekszik, és emelkedő tendenciát mutat.Ha a teljesítmény elég nagy, a vasdisszipáció szórt disszipációja meghaladja a réz disszipációját.Néha a kóbor veszteség meghaladja a réz- és vasveszteséget, és ez a hőveszteség első tényezője.Az Y2 motor újbóli elemzése és a különböző veszteségek teljes veszteséggel arányos változásának megfigyelése hasonló törvényszerűségeket mutat.A fenti szabályokat felismerve megállapítható, hogy a különböző teljesítményű motorok eltérő hangsúlyt helyeznek a hőmérséklet-emelkedés és a hőveszteség csökkentésére.Kis motoroknál először a rézveszteséget kell csökkenteni; közepes és nagy teljesítményű motoroknál a vasveszteséget a szórt veszteségek csökkentésére kell összpontosítani.Az a nézet, hogy „a kóbor veszteség sokkal kisebb, mint a rézveszteség és a vasveszteség”, egyoldalú.Külön hangsúlyozni kell, hogy minél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb figyelmet kell fordítani a szórt veszteségek csökkentésére.A közepes és nagy teljesítményű motorok szinuszos tekercseket használnak a harmonikus mágneses potenciál és a szórt veszteségek csökkentésére, és a hatás gyakran nagyon jó.A szórt veszteség csökkentését célzó különféle intézkedéseknek általában nincs szükségük a hatékony anyagok növelésére.
Bevezetés
A háromfázisú váltakozó áramú motor vesztesége felosztható rézveszteségre PCu, alumínium veszteség PAl, vasveszteség PFe, szórt veszteség Ps, szélkopás Pfw, az első négy a fűtési veszteség, amelynek összegét teljes fűtési veszteségnek PQ-nak nevezzük, amelyből szórt veszteség Ez okozza az összes veszteséget, kivéve a PCu rézveszteséget, a PAl alumíniumveszteséget, a PFe vasveszteséget és a Pfw szélkopást, beleértve a harmonikus mágneses potenciált, a szivárgási mágneses teret és a csúszda oldaláramát.
A szórt veszteség kiszámításának nehézsége és a teszt bonyolultsága miatt sok ország előírja, hogy a szórt veszteséget a motor bemeneti teljesítményének 0,5%-aként számítják ki, ami leegyszerűsíti az ellentmondást.Ez az érték azonban nagyon durva, és a különböző kialakítások és különböző eljárások gyakran nagyon eltérőek, ami szintén elfedi az ellentmondást, és nem tükrözi igazán a motor tényleges működési feltételeit.Az utóbbi időben egyre népszerűbb a mért kóbor disszipáció.A globális gazdasági integráció korszakában általános tendencia, hogy bizonyos előretekintő módon integrálódjunk a nemzetközi normákhoz.
Ebben a cikkben a háromfázisú váltakozó áramú motort tanulmányozzuk. Amikor a teljesítmény kicsiről nagyra változik, a PCu rézveszteség, a PAl alumíniumveszteség, a PFe vasveszteség és a Ps szórt veszteség aránya a teljes PQ hőveszteséghez viszonyítva megváltozik, és megkapjuk az ellenintézkedéseket. Tervezés és gyártás ésszerűbb és jobb.
1. A motor veszteségelemzése
1.1 Először figyeljen meg egy példányt.Egy gyár E sorozatú villanymotor termékeket exportál, a műszaki feltételek előírják a mért szórt veszteségeket.Az összehasonlítás megkönnyítése érdekében először nézzük meg a 2 pólusú motorokat, amelyek teljesítménye 0,75 kW-tól 315 kW-ig terjed.A vizsgálati eredmények alapján kiszámítjuk a réz veszteség PCu, alumínium veszteség PAl, vasveszteség PFe és szórt veszteség Ps arányát a teljes hőveszteséghez PQ, az 1. ábra szerint.Az ábrán az ordináta a különböző fűtési veszteségek aránya a teljes fűtési veszteséghez (%), az abszcissza a motor teljesítménye (kW), a szaggatott vonal a gyémántokkal a rézfogyasztás aránya, a szaggatott vonal négyzetekkel a az alumíniumfogyasztás aránya, és a A háromszög szaggatott vonala a vasveszteség aránya, a kereszttel jelölt szaggatott vonal pedig a szórt veszteség aránya.
1. ábra Az E sorozatú 2 pólusú motorok rézfogyasztásának, alumíniumfogyasztásának, vasfogyasztásának, szórt disszipációjának és teljes fűtési veszteségének arányának szaggatott vonala.
(1) Amikor a motor teljesítménye kicsiről nagyra változik, a rézfogyasztás aránya, bár ingadozó, általában nagyról kicsire csökken, ami csökkenő tendenciát mutat. A 0,75kW és az 1,1kW mintegy 50%-ot tesz ki, míg a 250kW és a 315kW kevesebb, mint A 20%-os alumíniumfogyasztás aránya is nagyról kicsire változott általánosságban, ami csökkenő tendenciát mutat, de a változás nem nagy.
(2) Kis motorteljesítményről nagyra változik a vasveszteség aránya, bár vannak ingadozások, de általában kicsiről nagyra nő, emelkedő tendenciát mutatva.A 0,75 kW ~ 2,2 kW körülbelül 15%, és ha nagyobb, mint 90 kW, akkor meghaladja a 30%-ot, ami nagyobb, mint a rézfogyasztás.
(3) A kóbor disszipáció arányos változása, bár ingadozó, általában kicsiről nagyra növekszik, ami emelkedő tendenciát mutat.A 0,75 kW ~ 1,5 kW körülbelül 10%, míg a 110 kW közel a rézfogyasztáshoz. A 132 kW-nál nagyobb specifikációknál a szórt veszteségek többsége meghaladja a rézfogyasztást.A 250 kW-os és 315 kW-os szórt veszteségek meghaladják a réz- és vasveszteséget, és a hőveszteség első tényezőjévé válnak.
4 pólusú motor (vonaldiagram kimaradt).A 110 kW feletti vasveszteség nagyobb, mint a réz veszteség, a 250 kW-os és 315 kW-os szórt veszteség pedig meghaladja a rézveszteséget és a vasveszteséget, így a hőveszteség első tényezője.Ennek a 2-6 pólusú motorsorozatnak a réz- és alumíniumfogyasztásának összegeként a kismotor a teljes hőveszteség 65-84%-át teszi ki, míg a nagymotor 35-50%-ra csökkenti, míg a vas. a fogyasztás az ellenkezője, a kis motor a teljes hőveszteség 65-84%-át teszi ki. A teljes hőveszteség 10-25%, míg a nagy motor 26-38%-ra nő.Kóbor veszteség, a kis motorok körülbelül 6–15%-ot tesznek ki, míg a nagy motorok 21–35%-ot tesznek ki.Ha a teljesítmény elég nagy, a vasveszteség szórt vesztesége meghaladja a réz veszteséget.Néha a szórt veszteség meghaladja a réz- és vasveszteséget, és ez a hőveszteség első tényezője.
1.2 R sorozatú 2 pólusú motor, mért szórt veszteség
A vizsgálati eredmények alapján megkapjuk a rézveszteség, vasveszteség, szórt veszteség stb. arányát a teljes hőveszteséghez PQ.A 2. ábra a motor teljesítményének arányos változását mutatja a szórt rézveszteséggel.Az ábrán az ordináta a szórt réz veszteség aránya (%) a teljes fűtési veszteséghez, az abszcissza a motor teljesítménye (kW), a szaggatott vonal gyémántokkal a réz veszteség aránya, a szaggatott vonal négyzetekkel a kóbor veszteségek aránya .A 2. ábra jól mutatja, hogy általában minél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb a szórt veszteségek aránya a teljes hőveszteséghez viszonyítva, amely egyre növekszik.A 2. ábra azt is mutatja, hogy a 150 kW-nál nagyobb méreteknél a szórt veszteségek meghaladják a réz veszteséget.Többféle méretű motor létezik, és a szórt veszteség akár 1,5-1,7-szerese is a réz veszteségnek.
A 2 pólusú motorok sorozatának teljesítménye 22 kW és 450 kW között mozog. A mért szórt veszteség PQ-hoz viszonyított aránya 20%-nál kevesebbről közel 40%-ra nőtt, és a változási tartomány nagyon nagy.Ha a mért szórt veszteség és a névleges kimeneti teljesítmény arányával fejezzük ki, akkor ez körülbelül (1,1–1,3)%; ha a mért kósza veszteség és a bemeneti teljesítmény arányával fejezzük ki, akkor kb (1,0~1,2)%, az utóbbi kettő A kifejezés aránya nem sokat változik, és nehezen látható a szórt veszteség arányos változása veszteség a PQ-val szemben.Ezért a fűtési veszteség, különösen a szórt veszteség PQ-hoz viszonyított arányának megfigyelése jobban megértheti a fűtési veszteség változó törvényét.
A mért szórt veszteség a fenti két esetben az IEEE 112B módszert alkalmazza az Egyesült Államokban
2. ábra. A réz szórt veszteség és a teljes fűtési veszteség arányának vonaldiagramja az R sorozatú 2 pólusú motornál
1.3 Y2 sorozatú motorok
A műszaki feltételek előírják, hogy a szórt veszteség a bemeneti teljesítmény 0,5%-a, míg a GB/T1032-2005 a szórt veszteség ajánlott értékét írja elő. Most vegyük az 1. módszert, és a képlet a következő: Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 képlet PN- a névleges teljesítmény; P1- a bemeneti teljesítmény.
Feltételezzük, hogy a szórt veszteség mért értéke megegyezik az ajánlott értékkel, és újraszámoljuk az elektromágneses számítást, majd kiszámítjuk a négy fűtési veszteség, a rézfogyasztás, az alumíniumfogyasztás és a vasfogyasztás arányát a teljes fűtési veszteséghez PQ .Arányának változása is összhangban van a fenti szabályokkal.
Azaz: amikor a teljesítmény kicsiről nagyra változik, a réz- és az alumíniumfogyasztás aránya általában nagyról kicsire csökken, ami csökkenő tendenciát mutat.Másrészt a vasveszteség és a kóbor veszteség aránya általában kicsiről nagyra nő, ami emelkedő tendenciát mutat.Függetlenül attól, hogy 2 pólusú, 4 pólusú vagy 6 pólusú, ha a teljesítmény nagyobb, mint egy bizonyos teljesítmény, a vasveszteség meghaladja a réz veszteséget; a kóbor veszteség aránya is kicsiről nagyra nő, fokozatosan megközelítve a rézveszteséget, vagy akár meg is haladva a rézveszteséget.A 110 kW-ot meghaladó kósza disszipáció 2 pólusban a hőveszteség első tényezője.
A 3. ábra a négy fűtési veszteség és a PQ arányának szaggatott vonala az Y2 sorozatú 4 pólusú motorok esetében (feltételezve, hogy a szórt veszteség mért értéke megegyezik a fenti ajánlott értékkel, és az egyéb veszteségeket az értéknek megfelelően számítjuk ki) .Az ordináta a különböző fűtési veszteségek PQ-hoz viszonyított aránya (%), az abszcissza pedig a motor teljesítménye (kW).Nyilvánvaló, hogy a vas kóbor veszteségei 90 kW felett nagyobbak, mint a réz veszteségek.
3. ábra: Az Y2 sorozatú 4 pólusú motorok rézfogyasztásának, alumíniumfogyasztásának, vasfogyasztásának és szórt disszipációjának a teljes fűtési veszteséghez viszonyított arányának szaggatott vonala
1.4 A szakirodalom a különböző veszteségek és az összes veszteség arányát vizsgálja (beleértve a szélsúrlódást is)
Megállapítást nyert, hogy a kismotorok teljes veszteségének 60-70%-át a réz- és alumíniumfogyasztás tette ki, a kapacitás növekedésével pedig 30-40%-ra csökkent, míg a vasfogyasztás ennek az ellenkezője volt. %felett.A kóbor veszteségek esetében a kis motorok a teljes veszteség körülbelül 5-10%-át, míg a nagy motorok több mint 15%-át teszik ki.A feltárt törvények hasonlóak: amikor a teljesítmény kicsiről nagyra változik, a rézveszteség és az alumíniumveszteség aránya általában nagyról kicsire csökken, csökkenő tendenciát mutatva, míg a vasveszteség és a szórt veszteség aránya általában növekszik kicsitől nagyig, emelkedő tendenciát mutatva. .
1.5 A szórt veszteség ajánlott értékének számítási képlete a GB/T1032-2005 1. módszer szerint
A számláló a mért szórt veszteség értéke.A kis motorteljesítménytől a nagyig a szórt veszteség aránya a bemeneti teljesítményhez képest változik, és fokozatosan csökken, és a változási tartomány nem kicsi, körülbelül 2,5% és 1,1%.Ha a nevezőt a ∑P teljes veszteségre változtatjuk, azaz Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), ha a motor hatásfoka 0,667~0,967, akkor (1-η) reciproka 3~ 30, azaz a mért szennyeződés A bemeneti teljesítmény arányához képest a disszipációs veszteség és a teljes veszteség aránya 3-30-szorosára növekszik. Minél nagyobb a teljesítmény, annál gyorsabban emelkedik a szaggatott vonal.Nyilvánvalóan, ha a szórt veszteség és a teljes hőveszteség arányát vesszük, a „nagyítási tényező” nagyobb.A fenti példában szereplő R sorozatú 2 pólusú 450 kW-os motornál a szórt veszteség és a Ps/P1 bemeneti teljesítmény aránya valamivel kisebb, mint a fent ajánlott számított érték, valamint a szórt veszteség aránya a teljes veszteséghez ∑P és a teljes hőveszteséghez A PQ rendre 32,8%. 39,5%, a P1 bemeneti teljesítmény arányához képest mintegy 28-szor, illetve 34-szeresére „erősítve”.
Ebben a cikkben a megfigyelési és elemzési módszer az, hogy 4 féle hőveszteség és a teljes hőveszteség PQ arányát vegyük. Az arányérték nagy, jól látható a különböző veszteségek aránya és változási törvénye, vagyis a teljesítmény kicsiről a nagyra, a rézfogyasztás és az alumíniumfogyasztás Általánosságban elmondható, hogy az arány nagyról kicsire változott, lefelé mutatva. trend, míg a vasveszteség és a kóbor veszteség aránya általában kicsiről nagyra változott, ami emelkedő tendenciát mutat.Különösen azt figyelték meg, hogy minél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb a szórt veszteség PQ-hoz viszonyított aránya, fokozatosan megközelítve a rézveszteséget, meghaladva a rézveszteséget, sőt a hőveszteség első tényezőjévé válik, így helyesen értjük. a törvényt, és figyeljen a nagy motor csökkentésére. kóbor veszteségek.A szórt veszteség és a bemeneti teljesítmény arányához képest a mért szórt veszteség és a teljes hőveszteség aránya csak más módon van kifejezve, és nem változtat annak fizikai természetén.
2. Intézkedések
A fenti szabály ismerete segít a motor ésszerű tervezésében és gyártásakor.A motor teljesítménye eltérő, a hőmérséklet-emelkedés és a hőveszteség csökkentésére irányuló intézkedések eltérőek, és más a fókusz.
2.1 Kis teljesítményű motorok esetében a teljes hőveszteség nagy részét a rézfogyasztás teszi ki
Ezért a hőmérséklet-emelkedés csökkentésével először a rézfogyasztást kell csökkenteni, például növelni kell a vezeték keresztmetszetét, csökkenteni a résenkénti vezetékek számát, növelni az állórész rés alakját és meghosszabbítani a vasmagot.Gyárilag a hőmérséklet-emelkedést gyakran az AJ hőterhelés szabályozásával szabályozzák, ami kismotoroknál teljesen korrekt.Az AJ szabályozása lényegében a rézveszteség szabályozását jelenti. Nem nehéz megtalálni a teljes motor állórész rézveszteségét AJ szerint, az állórész belső átmérőjét, a tekercs félfordulathosszát és a rézhuzal fajlagos ellenállását.
2.2 Amikor a teljesítmény kicsiről nagyra változik, a vasveszteség fokozatosan megközelíti a réz veszteséget
A vasfogyasztás általában meghaladja a rézfogyasztást, ha az meghaladja a 100 kW-ot.Ezért a nagy motoroknak figyelmet kell fordítaniuk a vasfogyasztás csökkentésére.Speciális intézkedésekhez alacsony veszteségű szilícium acéllemezek használhatók, az állórész mágneses sűrűsége nem lehet túl magas, és ügyelni kell az egyes részek mágneses sűrűségének ésszerű eloszlására.
Egyes gyárak újraterveznek néhány nagy teljesítményű motort, és megfelelően csökkentik az állórész nyílás alakját.A mágneses sűrűség eloszlása ésszerű, a rézveszteség és a vasveszteség aránya megfelelően be van állítva.Bár az állórész áramsűrűsége nő, a hőterhelés nő, és a rézveszteség nő, az állórész mágneses sűrűsége csökken, és a vasveszteség jobban csökken, mint a rézveszteség.A teljesítmény megegyezik az eredeti kialakítással, nemcsak a hőmérséklet-emelkedés csökken, hanem az állórészben felhasznált réz mennyisége is megtakarítható.
2.3 Az elszórt veszteségek csökkentése
Ez a cikk hangsúlyozza, hogy aMinél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb figyelmet kell fordítani a szórt veszteségek csökkentésére.Az a vélemény, hogy „a szórt veszteségek sokkal kisebbek, mint a rézveszteségek”, csak a kis motorokra vonatkozik.Nyilvánvaló, hogy a fenti megfigyelés és elemzés szerint minél nagyobb a teljesítmény, annál kevésbé alkalmas.Az a nézet sem helyénvaló, hogy „a kóbor veszteségek sokkal kisebbek, mint a vasveszteségek”.
A szórt veszteség mért értékének a bemeneti teljesítményhez viszonyított aránya kis motoroknál nagyobb, nagyobb teljesítménynél kisebb, de nem lehet arra következtetni, hogy a kismotoroknál figyelni kell a szórt veszteségek csökkentésére, míg a nagy motoroknál igen. nem kell csökkenteni a kóbor veszteségeket. veszteség.Éppen ellenkezőleg, a fenti példa és elemzés szerint minél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb a szórt veszteség aránya a teljes hőveszteséghez viszonyítva, a szórt veszteség és a vasveszteség megközelíti, sőt meghaladja a rézveszteséget, tehát minél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb figyelmet kell fordítani rá. Csökkentse a kóbor veszteségeket.
2.4 Intézkedések a kóbor veszteségek csökkentésére
A szórt veszteségek csökkentésének módjai, például a légrés növelése, mivel a szórt veszteség megközelítőleg fordítottan arányos a légrés négyzetével; a harmonikus mágneses potenciál csökkentése, például szinuszos (alacsony harmonikus) tekercsek alkalmazása; megfelelő rés illeszkedés; csökkenti a fogasodást, a forgórész zárt rés, a nagyfeszültségű motor nyitott nyílása pedig mágneses réséket alkalmaz; öntött alumínium forgórész héjkezelés csökkenti az oldalirányú áramot, és így tovább.Érdemes megjegyezni, hogy a fenti intézkedések általában nem igényelnek hatékony anyagok hozzáadását.A különféle fogyasztás a motor fűtési állapotával is összefügg, mint például a tekercs jó hőelvezetése, a motor alacsony belső hőmérséklete és az alacsony egyéb fogyasztás.
Példa: Egy gyár megjavít egy 6 pólusú, 250 kW-os motort.A javítási teszt után a hőmérséklet-emelkedés elérte a 125K-t a névleges terhelés 75%-a alatt.Ezután a légrést az eredeti méret 1,3-szorosára megmunkálják.A névleges terhelés melletti tesztben a hőmérséklet-emelkedés valójában 81K-ra esett, ami teljes mértékben azt mutatja, hogy a légrés megnőtt, és a szórt disszipáció jelentősen csökkent.A harmonikus mágneses potenciál fontos tényezője a szórt veszteségnek. A közepes és nagy teljesítményű motorok szinuszos tekercseket használnak a harmonikus mágneses potenciál csökkentésére, és a hatás gyakran nagyon jó.Közepes és nagy teljesítményű motorokhoz jól megtervezett szinuszos tekercseket használnak. Ha a harmonikus amplitúdó és az amplitúdó 45-55%-kal csökken az eredeti kialakításhoz képest, akkor a szórt veszteség 32-55%-kal csökkenthető, ellenkező esetben a hőmérséklet-emelkedés csökken, és a hatásfok nő. , a zaj csökken, és megtakaríthatja a rezet és a vasat.
3. Következtetés
3.1 Háromfázisú váltakozó áramú motor
Amikor a teljesítmény kicsiről nagyra változik, a rézfogyasztás és az alumíniumfogyasztás aránya a teljes hőveszteséghez viszonyítva általában nagyról kicsire növekszik, míg a vasfogyasztás kóbor veszteség aránya általában kicsiről nagyra nő.Kis motorok esetében a teljes hőveszteség legnagyobb hányadát a rézveszteség teszi ki. A motor kapacitásának növekedésével a szórt veszteség és a vasveszteség megközelíti és meghaladja a rézveszteséget.
3.2 A hőveszteség csökkentése
Más a motor teljesítménye, és más a megtett intézkedések súlypontja is.Kis motoroknál először a rézfogyasztást kell csökkenteni.Közepes és nagy teljesítményű motoroknál nagyobb figyelmet kell fordítani a vasveszteség és a szórt veszteség csökkentésére.Az a nézet, hogy „a kóbor veszteségek sokkal kisebbek, mint a rézveszteségek és a vasveszteségek”, egyoldalú.
3.3 A szórt veszteségek aránya a nagy motorok teljes hőveszteségében magasabb
Ez a cikk hangsúlyozza, hogy minél nagyobb a motor teljesítménye, annál nagyobb figyelmet kell fordítani a szórt veszteségek csökkentésére.
Feladás időpontja: 2022. június 16