Загубите на трифазните AC мотори може да се поделат на загуби на бакар, загуби на алуминиум, загуби на железо, загуби за скитници и загуби од ветер. Првите четири се загуби за греење, а збирот од нив се нарекува вкупни загуби на греење.Соодносот на загубата на бакар, загубата на алуминиум, загубата на железо и залутаната загуба на вкупната загуба на топлина се објаснува кога моќноста се менува од мала на голема.Преку примерот, иако процентот на потрошувачката на бакар и алуминиум во вкупната загуба на топлина варира, тој генерално се намалува од големо на мало, покажувајќи надолен тренд.Напротив, загубата на железо и залутаната загуба, иако има флуктуации, генерално се зголемуваат од мали на големи, покажувајќи нагорен тренд.Кога моќта е доволно голема, дисипацијата на залутано дисипација на железо ја надминува дисипацијата на бакар.Понекогаш загубата за скитници ја надминува загубата на бакар и железо и станува првиот фактор на загубата на топлина.Повторната анализа на моторот Y2 и набљудувањето на пропорционалната промена на различните загуби на вкупната загуба открива слични закони.Препознавајќи ги горенаведените правила, се заклучува дека различните енергетски мотори имаат различен акцент на намалување на порастот на температурата и загубата на топлина.За мали мотори, загубата на бакар прво треба да се намали; за мотори со средна и висока моќност, загубата на железо треба да биде насочена кон намалување на загубите за скитници.Ставот дека „залутаната загуба е многу помала од загубата на бакар и железо“ е еднострана.Посебно е нагласено дека колку е поголема моќноста на моторот, толку повеќе треба да се внимава на намалување на залутаните загуби.Моторите со среден и голем капацитет користат синусоидни намотки за да го намалат хармонискиот магнетен потенцијал и загубите за скитници, а ефектот често е многу добар.Различни мерки за намалување на загубата за скитници генерално не треба да ги зголемат ефективните материјали.
Вовед
Загубата на трифазниот AC мотор може да се подели на загуба на бакар PCu, загуба на алуминиум PAl, загуба на железо PFe, загуба за скитници Ps, абење од ветер Pfw, првите четири се загуба на греење, чиј збир се нарекува вкупна загуба на греење PQ. од кои залутани загуби Тоа е причина за сите загуби, освен загубата на бакар PCu, загубата на алуминиум PAl, загубата на железо PFe и абењето на ветерот Pfw, вклучително и хармоничниот магнетен потенцијал, магнетното поле на истекување и страничната струја на каналот.
Поради тешкотијата во пресметувањето на залутаната загуба и сложеноста на тестот, многу земји пропишуваат загубата на заталка да се пресметува како 0,5% од влезната моќност на моторот, што ја поедноставува противречноста.Сепак, оваа вредност е многу груба, а различните дизајни и различните процеси често се многу различни, што исто така ја крие противречноста и не може вистински да ги одрази вистинските работни услови на моторот.Неодамна, измерената дисипација на скитници станува сè попопуларна.Во ерата на глобалната економска интеграција, општ тренд е да се има одредено напредно гледање како да се интегрира со меѓународните стандарди.
Во овој труд се проучува трифазниот AC мотор. Кога моќноста се менува од мала на голема, процентот на загуба на бакар PCu, загуба на алуминиум PAl, загуба на железо PFe и загуба на залутан Ps до вкупната загуба на топлина PQ се менува и се добиваат контрамерки. Дизајнирајте и произведувајте поразумно и подобро.
1. Анализа на загуба на моторот
1.1 Прво набљудувајте пример.Фабрика извезува производи од електромотори од серијата Е, а техничките услови ги предвидуваат измерените загуби за скитници.За полесно споредба, прво да ги погледнеме 2-полните мотори, чија моќност се движи од 0,75 kW до 315 kW.Според резултатите од тестот, се пресметува односот на загубата на бакар PCu, загубата на алуминиум PAl, загубата на железо PFe и загубата на залутан Ps до вкупната загуба на топлина PQ, како што е прикажано на слика 1.Ординатата на сликата е односот на различни загуби на греење со вкупната загуба на греење (%), абсцисата е моќноста на моторот (kW), скршената линија со дијаманти е процентот на потрошувачката на бакар, скршената линија со квадратите е соодносот на потрошувачката на алуминиум, и скршената линија на триаголникот е односот на загубата на железо, а скршената линија со крстот е односот на заскитаната загуба.
Слика 1. Табела со скршена линија на пропорцијата на потрошувачката на бакар, потрошувачката на алуминиум, потрошувачката на железо, дисипацијата на скитници и вкупната загуба на греење на 2-полните мотори од серијата Е
(1) Кога моќноста на моторот се менува од мала на голема, процентот на потрошувачката на бакар, иако флуктуирачки, генерално се намалува од голема на мала, покажувајќи надолен тренд. 0,75 kW и 1,1 kW отпаѓаат на околу 50%, додека 250 kW и 315 kW се помалку од Процентот на 20% потрошувачка на алуминиум исто така се промени од голема во мала генерално, покажувајќи надолен тренд, но промената не е голема.
(2) Од мала до голема моќност на моторот, процентот на загуба на железо се менува, иако има флуктуации, тој генерално се зголемува од мала до голема, покажувајќи нагорен тренд.0,75kW~2,2kW е околу 15%, а кога е поголема од 90kW, надминува 30%, што е поголема од потрошувачката на бакар.
(3) Пропорционалната промена на залутаната дисипација, иако флуктуирачка, генерално се зголемува од мала во голема, покажувајќи нагорен тренд.0,75kW ~ 1,5kW е околу 10%, додека 110kW е блиску до потрошувачката на бакар. За спецификации поголеми од 132 kW, повеќето од залутаните загуби ја надминуваат потрошувачката на бакар.Залутаните загуби од 250 kW и 315 kW ги надминуваат загубите на бакар и железо и стануваат првиот фактор во загубата на топлина.
4-полен мотор (линискиот дијаграм е испуштен).Загубата на железо над 110 kW е поголема од загубата на бакар, а залутаната загуба од 250 kW и 315 kW ги надминува загубата на бакар и загубата на железо, со што станува првиот фактор во загубата на топлина.Збирот на потрошувачката на бакар и потрошувачката на алуминиум на оваа серија од 2-6-полни мотори, малиот мотор учествува со околу 65% до 84% од вкупната загуба на топлина, додека големиот мотор се намалува на 35% до 50%, додека железото потрошувачката е спротивна, малиот мотор сочинува околу 65% до 84% од вкупната загуба на топлина. Вкупната загуба на топлина е од 10% до 25%, додека големиот мотор се зголемува на околу 26% до 38%.Залута, малите мотори сочинуваат околу 6% до 15%, додека големите мотори се зголемуваат на 21% до 35%.Кога моќта е доволно голема, загубата на залутано губење на железо ја надминува загубата на бакар.Понекогаш загубата за скитници ја надминува загубата на бакар и железо, станувајќи првиот фактор во загубата на топлина.
2-полен мотор од 1,2 R серија, измерена загуба за скитници
Според резултатите од тестот, се добива односот на загубата на бакар, загубата на железо, загубата за скитници итн. кон вкупната загуба на топлина PQ.Слика 2 ја прикажува пропорционалната промена на моќноста на моторот до загубата на залутан бакар.Ординатата на сликата е односот (%) на загубата на залутан бакар до вкупната загуба на греење, абсцисата е моќноста на моторот (kW), скршената линија со дијамантите е односот на загубата на бакар, а скршената линија со квадратите е односот на залутаните загуби .Слика 2 јасно покажува дека генерално, колку е поголема моќноста на моторот, толку е поголем процентот на залутани загуби во вкупните загуби на топлина, што е во пораст.Слика 2, исто така, покажува дека за големини поголеми од 150 kW, загубите за скитници ги надминуваат загубите на бакар.Постојат неколку големини на мотори, а загубата за скитници е дури 1,5 до 1,7 пати поголема од загубата на бакар.
Моќноста на оваа серија 2-полни мотори се движи од 22 kW до 450 kW. Односот на измерената загуба за скитници кон PQ се зголеми од помалку од 20% на скоро 40%, а опсегот на промени е многу голем.Ако се изрази со односот на измерената загуба на залута кон номиналната излезна моќност, тоа е околу (1,1~1,3)%; ако се изрази со односот на измерената загуба на залута кон влезната моќност, тоа е околу (1,0~1,2)%, последните две Односот на изразот не се менува многу и тешко е да се види пропорционална промена на скитникот загуба на PQ.Затоа, набљудувањето на загубата за греење, особено односот на залутаните загуби со PQ, може подобро да го разбере променливиот закон за загуба на греење.
Измерената загуба за скитници во горенаведените два случаи го прифаќа методот IEEE 112B во Соединетите Американски Држави
Слика 2. Линиски графикон на односот на загубата на бакар заскитан до вкупната загуба на греење на 2-полен мотор од серијата R
Мотори од серијата 1.3 Y2
Техничките услови предвидуваат загубата на залута да изнесува 0,5% од влезната моќност, додека GB/T1032-2005 ја пропишува препорачаната вредност на залутаната загуба. Сега земете го методот 1, и формулата е Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 формула PN- е номинална моќност; P1- е влезна моќност.
Претпоставуваме дека измерената вредност на залутаната загуба е еднаква на препорачаната вредност, и повторно ја пресметуваме електромагнетната пресметка, а потоа го пресметуваме односот на четирите загуби при загревање на потрошувачката на бакар, потрошувачката на алуминиум и потрошувачката на железо до вкупната загуба на греење PQ .Промената на нејзината пропорција е исто така во согласност со горенаведените правила.
Тоа е: кога моќноста се менува од мала на голема, процентот на потрошувачка на бакар и потрошувачката на алуминиум генерално се намалува од голема на мала, покажувајќи надолен тренд.Од друга страна, процентот на загуба на железо и загуба на залута генерално се зголемува од мали до големи, покажувајќи нагорен тренд.Без оглед на 2-пол, 4-полен или 6-полен, ако моќноста е поголема од одредена моќност, загубата на железо ќе ја надмине загубата на бакар; процентот на залутаните загуби, исто така, ќе се зголеми од мали на големи, постепено приближувајќи се до загубата на бакар, па дури и надминувајќи ја загубата на бакар.Залутаното дисипација на повеќе од 110 kW во 2 пола станува првиот фактор во загубата на топлина.
Слика 3 е график на прекината линија на односот на четири загуби на греење до PQ за 4-полни мотори од серијата Y2 (претпоставувајќи дека измерената вредност на загубата за скитници е еднаква на горенаведената препорачана вредност, а другите загуби се пресметуваат според вредноста) .Ординатата е односот на различните загуби на греење со PQ (%), а апсцисата е моќноста на моторот (kW).Очигледно, загубите од железо над 90 kW се поголеми од загубите на бакар.
Слика 3. Табела со скршени линии на односот на потрошувачката на бакар, потрошувачката на алуминиум, потрошувачката на железо и залутаното дисипација до вкупната загуба на греење на 4-полните мотори од серијата Y2
1.4 Литературата го проучува односот на различни загуби кон вкупните загуби (вклучувајќи го и триењето на ветерот)
Утврдено е дека потрошувачката на бакар и потрошувачката на алуминиум учествуваат со 60% до 70% од вкупната загуба кај малите мотори, а се намалуваат на 30% до 40% кога се зголемува капацитетот, додека потрошувачката на железо била спротивна. % погоре.За загубите за скитници, малите мотори сочинуваат околу 5% до 10% од вкупните загуби, додека големите мотори сочинуваат повеќе од 15%.Откриените закони се слични: односно, кога моќноста се менува од мала во голема, процентот на загуба на бакар и алуминиум генерално се намалува од голема на мала, покажувајќи надолен тренд, додека процентот на загуба на железо и загуба на залута генерално се зголемува од мали до големи, покажувајќи нагорен тренд. .
1.5 Формула за пресметка на препорачаната вредност на загубата според GB/T1032-2005 Метод 1
Бројачот е измерената вредност на заскитаната загуба.Од мала до голема моќност на моторот, процентот на залутаните загуби до влезната моќност се менува и постепено се намалува, а опсегот на промена не е мал, околу 2,5% до 1,1%.Ако именителот се смени во вкупна загуба ∑P, односно Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), ако ефикасноста на моторот е 0,667~0,967, реципроцитетот на (1-η) е 3~ 30, односно измерената нечистотија Во споредба со односот на влезната моќност, односот на загубата на дисипација до вкупната загуба се засилува за 3 до 30 пати. Колку е поголема моќноста, толку побрзо се крева скршената линија.Очигледно, ако се земе односот на залутаната загуба со вкупната загуба на топлина, „факторот на зголемување“ е поголем.За 2-полниот мотор од 450 kW од серијата R во горенаведениот пример, односот на залутаните загуби и влезната моќност Ps/P1 е малку помал од пресметаната вредност препорачана погоре, и односот на загубата на заскитан до вкупната загуба ∑P и вкупната загуба на топлина PQ е 32,8%, соодветно. 39,5%, во споредба со односот на влезната моќност P1, „засилена“ околу 28 пати и 34 пати соодветно.
Методот на набљудување и анализа во овој труд е да се земе соодносот од 4 вида загуба на топлина со вкупната загуба на топлина PQ. Вредноста на односот е голема, а пропорцијата и законот за промена на различни загуби може јасно да се видат, односно моќноста од мали до големи, потрошувачката на бакар и потрошувачката на алуминиум Општо земено, пропорцијата се променила од голема во мала, покажувајќи надолна тренд, додека процентот на загуба на железо и загуба на залутани генерално се промени од мали во големи, покажувајќи нагорен тренд.Конкретно, беше забележано дека колку е поголема моќноста на моторот, толку е поголем односот на залутаните загуби кон PQ, постепено се приближува до загубата на бакар, ја надминува загубата на бакар, па дури и станува првиот фактор во загубата на топлина, така што правилно можеме да разбереме законот и обрнете внимание на намалување на големиот мотор. заскитани загуби.Во споредба со односот на залутаните загуби и влезната моќност, односот на измерената загуба на залута кон вкупната загуба на топлина се изразува само на друг начин и не ја менува неговата физичка природа.
2. Мерки
Познавањето на горенаведеното правило е корисно за рационален дизајн и производство на моторот.Моќта на моторот е различна, а мерките за намалување на порастот на температурата и загубата на топлина се различни, а фокусот е различен.
2.1 За мотори со мала моќност, потрошувачката на бакар претставува висок дел од вкупната загуба на топлина
Затоа, намалувањето на порастот на температурата прво треба да ја намали потрошувачката на бакар, како што е зголемување на пресекот на жицата, намалување на бројот на проводници по слот, зголемување на формата на процепот на статорот и издолжување на железното јадро.Во фабриката, порастот на температурата често се контролира со контролирање на топлинското оптоварување AJ, што е сосема точно за малите мотори.Контролирањето на AJ во суштина е контролирање на загубата на бакар. Не е тешко да се најде загубата на бакар на статорот на целиот мотор според AJ, внатрешниот дијаметар на статорот, должината на половина вртење на серпентина и отпорноста на бакарната жица.
2.2 Кога моќноста се менува од мала на голема, загубата на железо постепено се приближува до загубата на бакар
Потрошувачката на железо генерално ја надминува потрошувачката на бакар кога е поголема од 100 kW.Затоа, големите мотори треба да обрнат внимание на намалување на потрошувачката на железо.За конкретни мерки, може да се користат лимови од силициум челик со мала загуба, магнетната густина на статорот не треба да биде превисока и треба да се обрне внимание на разумната распределба на магнетната густина на секој дел.
Некои фабрики редизајнираат некои мотори со голема моќност и соодветно ја намалуваат формата на отворот на статорот.Распределбата на магнетната густина е разумна, а односот на загубата на бакар и загубата на железо е правилно прилагоден.Иако густината на струјата на статорот се зголемува, топлинското оптоварување се зголемува, а загубата на бакар се зголемува, магнетната густина на статорот се намалува, а загубата на железо се намалува повеќе отколку што се зголемува загубата на бакар.Перформансите се еквивалентни на оригиналниот дизајн, не само што се намалува порастот на температурата, туку се заштедува и количината на бакар што се користи во статорот.
2.3 Да се намалат загубите од скитници
Оваа статија нагласува декаколку е поголема моќноста на моторот, толку повеќе внимание треба да се посвети на намалување на загубите за скитници.Мислењето дека „залутаните загуби се многу помали од загубите на бакар“ се однесува само на малите мотори.Очигледно, според горенаведеното набљудување и анализа, колку е поголема моќноста, толку е помалку погодна.Ставот дека „залутаните загуби се многу помали од загубите од железо“ е исто така несоодветен.
Односот на измерената вредност на заскитаните загуби и влезната моќност е поголем кај малите мотори, а односот е помал кога моќноста е поголема, но не може да се заклучи дека малите мотори треба да обрнат внимание на намалување на загубите заскитани, додека големите мотори прават нема потреба да се намалуваат загубите заскитани. загуба.Напротив, според горенаведениот пример и анализа, колку е поголема моќноста на моторот, толку е поголем односот на залутаните загуби со вкупната загуба на топлина, загубата на залута и загубата на железо се блиску или дури и ја надминуваат загубата на бакар, така што е поголема колку е моќноста на моторот, толку повеќе треба да се внимава на тоа. Намалете ги загубите за скитници.
2.4 Мерки за намалување на загубите од скитници
Начини за намалување на загубите за скитници, како што е зголемувањето на воздушниот јаз, бидејќи загубата на залута е приближно обратно пропорционална на квадратот на воздушниот јаз; намалување на хармонискиот магнетен потенцијал, како на пример користење на синусоидни (ниски хармонични) намотки; соодветно вклопување на слотот; намалување на запирање, роторот прифаќа затворен отвор, а отворениот отвор на високонапонскиот мотор усвојува магнетен клин; Третманот со гранатирање на роторот од лиен алуминиум ја намалува латералната струја и така натаму.Вреди да се напомене дека горенаведените мерки генерално не бараат додавање ефективни материјали.Разновидната потрошувачка е исто така поврзана со грејната состојба на моторот, како што е добрата дисипација на топлина на намотката, ниската внатрешна температура на моторот и малата разновидна потрошувачка.
Пример: Фабрика поправа мотор со 6 столбови и 250 kW.По тестот за поправка, порастот на температурата достигна 125K под 75% од номиналното оптоварување.Воздушниот јаз потоа се обработува до 1,3 пати поголема од оригиналната големина.Во тестот под номинално оптоварување, порастот на температурата всушност падна на 81 K, што целосно покажува дека воздушниот јаз е зголемен и залутаното дисипација е значително намалено.Хармонискиот магнетен потенцијал е важен фактор за залутаните загуби. Моторите со среден и голем капацитет користат синусоидни намотки за да го намалат хармонискиот магнетен потенцијал, а ефектот често е многу добар.Добро дизајнираните синусоидни намотки се користат за мотори со средна и висока моќност. Кога хармоничната амплитуда и амплитуда се намалени за 45% до 55% во споредба со оригиналниот дизајн, загубата на залута може да се намали за 32% до 55%, во спротивно зголемувањето на температурата ќе се намали и ефикасноста ќе се зголеми. , бучавата се намалува, а може да заштеди бакар и железо.
3. Заклучок
3.1 Трифазен AC мотор
Кога моќноста се менува од мала на голема, процентот на потрошувачка на бакар и алуминиум до вкупната загуба на топлина генерално се зголемува од голема на мала, додека процентот на загубата на залутана потрошувачка на железо генерално се зголемува од мала на голема.За малите мотори, загубата на бакар претставува најголем дел од вкупната загуба на топлина. Како што се зголемува капацитетот на моторот, загубата за скитници и загубата на железо се приближуваат и ја надминуваат загубата на бакар.
3.2 За да се намали загубата на топлина
Моќта на моторот е различна, а различен е и фокусот на преземените мерки.Кај малите мотори, прво треба да се намали потрошувачката на бакар.За моторите со средна и висока моќност, треба да се посвети поголемо внимание на намалувањето на загубата на железо и загубата на залутано железо.Ставот дека „залутаните загуби се многу помали од загубите на бакар и железо“ е едностран.
3.3 Процентот на загубите за скитници во вкупната загуба на топлина кај големите мотори е поголем
Овој труд нагласува дека колку е поголема моќноста на моторот, толку повеќе внимание треба да се посвети на намалувањето на загубите заскитани.
Време на објавување: 16.06.2022 година