Trifazių kintamosios srovės variklių nuostolius galima suskirstyti į vario nuostolius, aliuminio nuostolius, geležies nuostolius, klaidinančius nuostolius ir vėjo nuostolius. Pirmieji keturi yra šildymo nuostoliai, o jų suma vadinama bendraisiais šildymo nuostoliais.Vario nuostolių, aliuminio nuostolių, geležies nuostolių ir atsitiktinių nuostolių santykis su bendru šilumos nuostoliu išryškėja, kai galia keičiasi nuo mažų iki didelių.Pagal pavyzdį, nors vario ir aliuminio suvartojimo dalis bendruose šilumos nuostoliuose svyruoja, paprastai ji mažėja nuo didelio iki mažo, o tai rodo mažėjimo tendenciją.Priešingai, geležies praradimas ir atsitiktinis praradimas, nors ir yra svyravimų, paprastai didėja nuo mažų iki didelių, o tai rodo didėjimo tendenciją.Kai galia yra pakankamai didelė, geležies sklaidos išsklaidymas viršija vario sklaidą.Kartais atsitiktiniai nuostoliai viršija vario ir geležies nuostolius ir tampa pirmuoju šilumos nuostolių veiksniu.Iš naujo išanalizavus Y2 variklį ir stebint proporcingą įvairių nuostolių pokytį bendram nuostoliui, išryškėja panašūs dėsniai.Pripažįstant aukščiau pateiktas taisykles, daroma išvada, kad skirtingos galios varikliai skirtingai pabrėžia temperatūros kilimo ir šilumos nuostolių mažinimą.Mažiems varikliams pirmiausia reikia sumažinti vario nuostolius; vidutinės ir didelės galios varikliams geležies nuostoliai turėtų būti nukreipti į klaidinančių nuostolių mažinimą.Požiūris, kad „klystantys nuostoliai yra daug mažesni nei vario ir geležies nuostoliai“, yra vienpusis.Ypatingai pabrėžiama, kad kuo didesnė variklio galia, tuo daugiau dėmesio reikėtų skirti kintamų nuostolių mažinimui.Vidutinio ir didelio galingumo varikliai naudoja sinusoidines apvijas, kad sumažintų harmoninį magnetinį potencialą ir klaidinančius nuostolius, o poveikis dažnai yra labai geras.Įvairios priemonės, skirtos mažinti paklydimus, paprastai nereikia didinti efektyvių medžiagų.
Įvadas
Trifazio kintamosios srovės variklio nuostolius galima suskirstyti į vario nuostolius PCu, aliuminio nuostolius PAl, geležies nuostolius PFe, klaidinančius nuostolius Ps, vėjo susidėvėjimą Pfw, pirmieji keturi yra šildymo nuostoliai, kurių suma vadinama bendraisiais šildymo nuostoliais PQ, iš kurių klaidinantys nuostoliai Tai yra visų nuostolių priežastis, išskyrus vario nuostolius PCu, aliuminio nuostolius PAl, geležies nuostolius PFe ir vėjo susidėvėjimą Pfw, įskaitant harmoninį magnetinį potencialą, nuotėkio magnetinį lauką ir latako šoninę srovę.
Dėl sunkumų apskaičiuojant klaidinančius nuostolius ir bandymo sudėtingumą, daugelis šalių nustato, kad klaidinantys nuostoliai apskaičiuojami kaip 0,5% variklio įėjimo galios, o tai supaprastina prieštaravimą.Tačiau ši vertė yra labai grubi, o skirtingos konstrukcijos ir skirtingi procesai dažnai labai skiriasi, o tai taip pat slepia prieštaravimą ir negali iš tikrųjų atspindėti tikrųjų variklio darbo sąlygų.Pastaruoju metu vis labiau populiarėja išmatuotas išsklaidymas.Pasaulinės ekonominės integracijos eroje yra bendra tendencija turėti tam tikrą ateitį, kaip integruotis su tarptautiniais standartais.
Šiame darbe nagrinėjamas trifazis kintamosios srovės variklis. Kai galia keičiasi iš mažos į didelę, vario nuostolių PCu, aliuminio nuostolių PAl, geležies nuostolių PFe ir kintamų nuostolių Ps santykis su bendru šilumos nuostoliu PQ pasikeičia ir gaunamos atsakomosios priemonės. Kurkite ir gaminkite racionaliau ir geriau.
1. Variklio nuostolių analizė
1.1 Pirmiausia stebėkite atvejį.Gamykla eksportuoja E serijos elektros variklių gaminius, o techninėse sąlygose numatyti išmatuoti kintamieji nuostoliai.Kad būtų lengviau palyginti, pirmiausia pažvelkime į 2 polių variklius, kurių galia svyruoja nuo 0,75 kW iki 315 kW.Remiantis bandymo rezultatais, apskaičiuojamas vario nuostolių PCu, aliuminio nuostolių PAl, geležies nuostolių PFe ir kintamų nuostolių Ps santykis su bendru šilumos nuostoliu PQ, kaip parodyta 1 paveiksle.Paveikslėlyje esanti ordinatė yra įvairių šildymo nuostolių santykis su bendru šildymo nuostoliu (%), abscisė yra variklio galia (kW), trūkinė linija su deimantais yra vario suvartojimo dalis, trūkinė linija su kvadratais yra aliuminio suvartojimo dalis, o trikampio trūkinė linija yra geležies nuostolių koeficientas, o trūkinė linija su kryžiumi yra išklydusių nuostolių santykis.
1 paveikslas. E serijos 2 polių variklių vario suvartojimo, aliuminio suvartojimo, geležies suvartojimo, išsklaidytos išsklaidos ir bendrų šildymo nuostolių santykio diagrama.
(1) Kai variklio galia keičiasi nuo mažos iki didelės, vario suvartojimo dalis, nors ir svyruoja, paprastai sumažėja nuo didelio iki mažo, o tai rodo mažėjimo tendenciją. 0.75kW ir 1.1kW sudaro apie 50%, o 250kW ir 315kW yra mažesni nei 20% aliuminio suvartojimo dalis apskritai pasikeitė nuo didelio iki mažo, o tai rodo mažėjimo tendenciją, tačiau pokytis nėra didelis.
(2) Nuo mažos iki didelės variklio galios geležies nuostolių dalis kinta, nors yra svyravimų, ji paprastai didėja nuo mažos iki didelės ir rodo didėjimo tendenciją.0,75 kW ~ 2,2 kW yra apie 15%, o kai jis didesnis nei 90 kW, jis viršija 30%, o tai yra daugiau nei vario suvartojimas.
(3) Proporcingas kintamos sklaidos pokytis, nors ir svyruoja, paprastai didėja nuo mažo iki didelio ir rodo didėjimo tendenciją.0,75 kW ~ 1,5 kW yra apie 10%, o 110 kW yra artimas vario suvartojimui. Didesnės nei 132 kW specifikacijose dauguma atsitiktinių nuostolių viršija vario suvartojimą.250kW ir 315kW klastieji nuostoliai viršija vario ir geležies nuostolius ir tampa pirmuoju šilumos nuostolių veiksniu.
4 polių variklis (linijų schema praleista).Geležies nuostoliai, viršijantys 110 kW, yra didesni nei vario nuostoliai, o 250 kW ir 315 kW netolygūs nuostoliai viršija vario ir geležies nuostolius ir tampa pirmuoju šilumos nuostolių veiksniu.Šios serijos 2–6 polių variklių vario ir aliuminio sąnaudų suma mažiems varikliui tenka apie 65–84 % visų šilumos nuostolių, o dideliam varikliui sumažėja iki 35–50 %, o lygintuvui. suvartojimas yra priešingas, mažas variklis sudaro apie 65–84 % visų šilumos nuostolių. Bendras šilumos nuostolis yra nuo 10% iki 25%, o didelis variklis padidėja iki maždaug 26% iki 38%.Klaidingi nuostoliai, maži varikliai sudaro apie 6–15%, o dideli varikliai padidėja iki 21–35%.Kai galia yra pakankamai didelė, geležies nuostoliai yra didesni už vario nuostolius.Kartais atsitiktiniai nuostoliai viršija vario ir geležies nuostolius ir tampa pirmuoju šilumos nuostolių veiksniu.
1.2 R serijos 2 polių variklis, išmatuotas kintamasis nuostolis
Remiantis bandymo rezultatais, gaunamas vario nuostolių, geležies nuostolių, klaidinančių nuostolių ir tt santykis su bendru šilumos nuostoliu PQ.2 paveiksle parodytas proporcingas variklio galios pokytis atsitiktiniam vario nuostoliui.Paveikslėlyje esanti ordinatė – tai klaidžiojančių vario nuostolių santykis (%) su bendru šildymo nuostoliu, abscisė – variklio galia (kW), laužta linija su deimantais – vario nuostolių santykis, o trūkinė linija su kvadratais – atsitiktinių nuostolių santykis .2 paveiksle aiškiai matyti, kad apskritai kuo didesnė variklio galia, tuo didesnė pasklidųjų nuostolių dalis bendriems šilumos nuostoliams, kurie didėja.2 paveiksle taip pat parodyta, kad didesniems nei 150 kW dydžiams atsitiktiniai nuostoliai viršija vario nuostolius.Varikliai yra kelių dydžių, o klaidieji nuostoliai yra net 1,5–1,7 karto didesni už vario nuostolius.
Šios serijos 2 polių variklių galia svyruoja nuo 22kW iki 450kW. Išmatuotų klaidinančių nuostolių ir PQ santykis padidėjo nuo mažiau nei 20% iki beveik 40%, o pokyčių diapazonas yra labai didelis.Jei išreiškiamas išmatuotų klaidžiojančių nuostolių ir vardinės išėjimo galios santykiu, jis yra apie (1,1–1,3) %; jei išreiškiama išmatuotų klaidžiojančių nuostolių ir įėjimo galios santykiu, tai yra apie (1,0–1,2)%, pastarieji du Išraiškos santykis mažai keičiasi, o proporcingą paklydimo pokytį įžvelgti sunku. pralaimėjimas PQ.Todėl, stebint šildymo nuostolius, ypač kintamų nuostolių ir PQ santykį, galima geriau suprasti besikeičiantį šildymo nuostolių dėsnį.
Išmatuotas iškreiptas nuostolis pirmiau minėtais dviem atvejais taikomas IEEE 112B metodu Jungtinėse Amerikos Valstijose
2 pav. R serijos 2 polių variklio varinių pasklidųjų nuostolių ir bendrųjų šildymo nuostolių santykio linijinė diagrama
1.3 Y2 serijos varikliai
Techninėse sąlygose numatyta, kad kintamieji nuostoliai yra 0,5% įvesties galios, o GB/T1032-2005 – rekomenduojama nepastovių nuostolių reikšmė. Dabar paimkite 1 metodą, o formulė yra Ps=(0,025-0,005 × lg(PN)) × P1 formulė PN- yra vardinė galia; P1 – įvesties galia.
Darome prielaidą, kad išmatuota nepastoviųjų nuostolių vertė yra lygi rekomenduojamai vertei, ir iš naujo apskaičiuojame elektromagnetinį skaičiavimą, o tada apskaičiuojame keturių šildymo nuostolių vario, aliuminio ir geležies suvartojimo santykį su bendru šildymo nuostoliu PQ. .Jo proporcijos pokytis taip pat atitinka aukščiau nurodytas taisykles.
Tai yra: kai galia keičiasi iš mažos į didelę, vario ir aliuminio suvartojimo dalis paprastai sumažėja nuo didelio iki mažo, o tai rodo mažėjimo tendenciją.Kita vertus, geležies praradimo ir atsitiktinio praradimo dalis paprastai didėja nuo mažo iki didelio, o tai rodo didėjimo tendenciją.Nepriklausomai nuo 2 polių, 4 polių ar 6 polių, jei galia yra didesnė už tam tikrą galią, geležies nuostoliai viršys vario nuostolius; kintamų nuostolių dalis taip pat padidės nuo mažų iki didelių, palaipsniui artėjant prie vario nuostolių ar net viršijant vario nuostolius.Daugiau nei 110 kW galios išsklaidymas 2 poliuose tampa pirmuoju šilumos nuostolių veiksniu.
3 paveiksle pateiktas trūkinės linijos grafikas, nurodantis keturių Y2 serijos 4 polių variklių šildymo nuostolių ir PQ santykį (darant prielaidą, kad išmatuota nepastoviųjų nuostolių vertė yra lygi aukščiau nurodytai rekomenduojamai vertei, o kiti nuostoliai apskaičiuojami pagal vertę) .Ordinatė yra įvairių šildymo nuostolių santykis su PQ (%), o abscisė yra variklio galia (kW).Akivaizdu, kad geležies nuostoliai, viršijantys 90 kW, yra didesni nei vario nuostoliai.
3 paveikslas. Y2 serijos 4 polių variklių vario suvartojimo, aliuminio suvartojimo, geležies suvartojimo ir išsklaidytos išsklaidos santykio su visais šildymo nuostoliais diagrama.
1.4 Literatūroje tiriamas įvairių nuostolių ir bendrųjų nuostolių santykis (įskaitant vėjo trintį)
Nustatyta, kad vario ir aliuminio sąnaudos sudarė 60–70 % visų mažų variklių nuostolių, o padidėjus galiai sumažėjo iki 30–40 %, o geležies suvartojimas buvo priešingas. % aukščiau.Dėl atsitiktinių nuostolių maži varikliai sudaro apie 5–10 % visų nuostolių, o dideli varikliai – daugiau nei 15 %.Atskleisti dėsniai yra panašūs: ty kai galia keičiasi nuo mažo iki didelio, vario nuostolių ir aliuminio nuostolių dalis paprastai sumažėja nuo didelių iki mažų, o tai rodo mažėjimo tendenciją, o geležies nuostolių ir atsitiktinių nuostolių dalis paprastai didėja nuo mažų iki didelių, rodo didėjimo tendenciją. .
1.5. Rekomenduojamo klaidinančio nuostolio vertės apskaičiavimo formulė pagal GB/T1032-2005 1 metodą
Skaitiklis yra išmatuota atsitiktinių nuostolių vertė.Nuo mažos iki didelės variklio galios kintamų nuostolių ir įvesties galios dalis kinta ir palaipsniui mažėja, o pokyčio diapazonas nėra mažas – nuo 2,5% iki 1,1%.Jei vardiklis pakeičiamas į bendrą nuostolį ∑P, tai yra Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), jei variklio naudingumo koeficientas yra 0,667~0,967, (1-η) atvirkštinė vertė yra 3~ 30, tai yra išmatuota priemaiša Palyginti su įėjimo galios santykiu, išsklaidymo nuostolių ir bendrųjų nuostolių santykis padidinamas nuo 3 iki 30 kartų. Kuo didesnė galia, tuo greičiau pakyla nutrūkusi linija.Akivaizdu, kad jei imamas klaidinančių nuostolių ir bendrų šilumos nuostolių santykis, „padidinimo koeficientas“ yra didesnis.Aukščiau pateiktame pavyzdyje R serijos 2 polių 450 kW varikliui kintamų nuostolių ir įėjimo galios Ps/P1 santykis yra šiek tiek mažesnis už pirmiau rekomenduojamą apskaičiuotą vertę, o pasklidųjų nuostolių ir bendrųjų nuostolių ∑P ir bendrųjų šilumos nuostolių santykis. PQ yra atitinkamai 32,8%. 39,5%, palyginti su įėjimo galios P1 santykiu, „pastiprinta“ atitinkamai apie 28 ir 34 kartus.
Stebėjimo ir analizės metodas šiame darbe yra 4 rūšių šilumos nuostolių ir bendrųjų šilumos nuostolių PQ santykis. Santykio reikšmė yra didelė, o įvairių nuostolių proporcija ir kitimo dėsnis gali būti aiškiai matomas, tai yra galia nuo mažo iki didelio, vario suvartojimas ir aliuminio suvartojimas Apskritai proporcija pasikeitė iš didelės į mažą, o tai rodo mažėjimą. tendencija, o geležies praradimo ir atsitiktinio praradimo dalis paprastai pasikeitė nuo mažos iki didelės, o tai rodo didėjimo tendenciją.Visų pirma, buvo pastebėta, kad kuo didesnė variklio galia, tuo didesnis pasklidųjų nuostolių ir PQ santykis, palaipsniui artėjant prie vario nuostolių, viršijant vario nuostolius ir netgi tampant pirmuoju šilumos nuostolių veiksniu, todėl galime teisingai suprasti. įstatymą ir atkreipkite dėmesį į didelio variklio sumažinimą. klaidinantys nuostoliai.Palyginti su kintamų nuostolių ir įėjimo galios santykiu, išmatuotų paskirstytų nuostolių ir bendrųjų šilumos nuostolių santykis išreiškiamas tik kitaip ir nekeičia jo fizinės prigimties.
2. Priemonės
Aukščiau pateiktos taisyklės žinojimas yra naudingas racionaliai projektuojant ir gaminant variklį.Skiriasi variklio galia, skiriasi ir temperatūros kilimo bei šilumos nuostolių mažinimo priemonės, ir dėmesys.
2.1 Mažos galios varikliams vario suvartojimas sudaro didelę visų šilumos nuostolių dalį
Todėl sumažinus temperatūros kilimą pirmiausia reikėtų sumažinti vario suvartojimą, pvz., padidinti laido skerspjūvį, sumažinti laidų skaičių viename plyšyje, padidinti statoriaus lizdo formą ir pailginti geležies šerdį.Gamykloje temperatūros kilimas dažnai kontroliuojamas reguliuojant šilumos apkrovą AJ, kas yra visiškai teisinga mažiems varikliams.AJ valdymas iš esmės yra vario nuostolių valdymas. Nesunku rasti viso variklio statoriaus vario nuostolius pagal AJ, vidinį statoriaus skersmenį, ritės pusapsukio ilgį ir varinės vielos savitąją varžą.
2.2 Kai galia keičiasi nuo mažo iki didelio, geležies nuostoliai palaipsniui artėja prie vario nuostolių
Geležies suvartojimas paprastai viršija vario suvartojimą, kai jis yra didesnis nei 100 kW.Todėl dideli varikliai turėtų atkreipti dėmesį į geležies suvartojimo mažinimą.Konkrečioms priemonėms gali būti naudojami mažo nuostolio silicio plieno lakštai, statoriaus magnetinis tankis neturėtų būti per didelis ir reikia atkreipti dėmesį į pagrįstą kiekvienos dalies magnetinio tankio pasiskirstymą.
Kai kurios gamyklos pertvarko kai kuriuos didelės galios variklius ir atitinkamai sumažina statoriaus lizdo formą.Magnetinio tankio pasiskirstymas yra pagrįstas, o vario nuostolių ir geležies nuostolių santykis yra tinkamai sureguliuotas.Nors statoriaus srovės tankis didėja, didėja šiluminė apkrova, didėja vario nuostoliai, mažėja statoriaus magnetinis tankis, o geležies nuostoliai sumažėja labiau nei didėja vario nuostoliai.Veikimas prilygsta originaliam dizainui, sumažinamas ne tik temperatūros kilimas, bet ir sutaupomas statoriuje sunaudojamo vario kiekis.
2.3 Sumažinti atsitiktinius nuostolius
Šiame straipsnyje pabrėžiama, kadKuo didesnė variklio galia, tuo daugiau dėmesio reikėtų skirti klaidinančių nuostolių mažinimui.Nuomonė, kad „klaidžiojantys nuostoliai yra daug mažesni nei vario nuostoliai“, galioja tik mažiems varikliams.Akivaizdu, kad pagal aukščiau pateiktą stebėjimą ir analizę, kuo didesnė galia, tuo ji mažiau tinkama.Požiūris, kad „klaidžiojantys nuostoliai yra daug mažesni nei geležies nuostoliai“, taip pat netinkamas.
Mažiems varikliams išmatuotų pasklidųjų nuostolių vertės ir įėjimo galios santykis yra didesnis, o esant didesnei galiai santykis mažesnis, tačiau negalima daryti išvados, kad maži varikliai turėtų atkreipti dėmesį į pasklidųjų nuostolių mažinimą, o dideli varikliai tai daro. nereikia mažinti dingusių nuostolių. praradimas.Priešingai, pagal aukščiau pateiktą pavyzdį ir analizę, kuo didesnė variklio galia, tuo didesnis pasklidųjų nuostolių santykis su bendru šilumos nuostoliu, pasklidieji nuostoliai ir geležies nuostoliai yra artimi ar net viršija vario nuostolius, taigi variklio galia, tuo daugiau dėmesio reikėtų skirti. Sumažinkite atsitiktinius nuostolius.
2.4 Priemonės, skirtos mažinti atsitiktinius nuostolius
Klaidžiojančių nuostolių mažinimo būdai, pvz., oro tarpo didinimas, nes išsklaidomi nuostoliai yra maždaug atvirkščiai proporcingi oro tarpo kvadratui; harmoninio magnetinio potencialo mažinimas, pvz., naudojant sinusoidines (žemos harmonikos) apvijas; tinkamas lizdo pritaikymas; sumažina krumpliaratį, rotorius turi uždarą plyšį, o atviras aukštos įtampos variklio lizdas – magnetinį plyšio pleištą; Lieto aliuminio rotoriaus apvalkalo apdorojimas sumažina šoninę srovę ir pan.Verta paminėti, kad pirmiau nurodytoms priemonėms paprastai nereikia pridėti veiksmingų medžiagų.Įvairios sąnaudos taip pat susijusios su variklio šildymo būsena, pvz., geras apvijos šilumos išsklaidymas, žema variklio vidinė temperatūra ir mažos įvairios sąnaudos.
Pavyzdys: gamykla remontuoja variklį su 6 poliais ir 250 kW.Po remonto bandymo temperatūros pakilimas pasiekė 125K esant 75% vardinės apkrovos.Tada oro tarpas apdirbamas iki 1,3 karto didesnio už pradinį dydį.Atliekant bandymą esant vardinei apkrovai, temperatūros kilimas iš tikrųjų nukrito iki 81K, o tai visiškai parodo, kad oro tarpas padidėjo, o išsklaidymas buvo labai sumažintas.Harmoninis magnetinis potencialas yra svarbus atsitiktinių nuostolių veiksnys. Vidutinio ir didelio galingumo varikliai naudoja sinusoidines apvijas, kad sumažintų harmoninį magnetinį potencialą, o poveikis dažnai yra labai geras.Vidutinio ir didelio galingumo varikliams naudojamos gerai suprojektuotos sinusinės apvijos. Kai harmoninė amplitudė ir amplitudė sumažinama 45–55%, palyginti su originalia konstrukcija, klaidinančius nuostolius galima sumažinti nuo 32% iki 55%, kitaip temperatūros kilimas sumažės, o efektyvumas padidės. , sumažinamas triukšmas ir gali sutaupyti vario ir geležies.
3. Išvada
3.1 Trifazis kintamosios srovės variklis
Kai galia keičiasi nuo mažo iki didelio, vario ir aliuminio suvartojimo santykis su bendru šilumos nuostoliu paprastai padidėja nuo didelių iki mažų, o geležies suvartojimo atsitiktinių nuostolių dalis paprastai padidėja nuo mažų iki didelių.Mažiems varikliams vario nuostoliai sudaro didžiausią visų šilumos nuostolių dalį. Didėjant variklio galiai, klaidinantys nuostoliai ir geležies nuostoliai artėja ir viršija vario nuostolius.
3.2 Šilumos nuostoliams sumažinti
Skiriasi variklio galia, skiriasi ir priemonių, kurių buvo imtasi, dėmesys.Mažiems varikliams pirmiausia reikėtų sumažinti vario sąnaudas.Kalbant apie vidutinės ir didelės galios variklius, daugiau dėmesio turėtų būti skiriama geležies nuostolių ir klaidinančių nuostolių mažinimui.Požiūris, kad „klaidžiojantys nuostoliai yra daug mažesni nei vario ir geležies nuostoliai“, yra vienpusis.
3.3 Klaidžiojančių nuostolių dalis bendruose didelių variklių šilumos nuostoliuose yra didesnė
Šiame darbe pabrėžiama, kad kuo didesnė variklio galia, tuo daugiau dėmesio reikėtų skirti klaidinančių nuostolių mažinimui.
Paskelbimo laikas: 2022-06-16