Siden tapsfordelingen til motoren varierer med effektstørrelsen og antall poler, bør vi for å redusere tapet fokusere på å ta tiltak for de viktigste tapskomponentene til forskjellige effekter og poltall. Noen måter å redusere tapet på er kort beskrevet som følger:

1. Øk effektive materialer for å redusere viklingstap og jerntap

I henhold til likhetsprinsippet til motorer, når den elektromagnetiske belastningen forblir uendret og det mekaniske tapet ikke vurderes, er tapet av motoren omtrent proporsjonalt med kuben til den lineære størrelsen til motoren, og inngangseffekten til motoren er ca. proporsjonal med fjerde potens av den lineære størrelsen. Fra dette kan forholdet mellom effektivitet og effektiv materialbruk tilnærmes. For å oppnå større plass under visse installasjonsstørrelsesforhold, slik at mer effektive materialer kan plasseres for å forbedre effektiviteten til motoren, blir den ytre diameterstørrelsen til statorstansen en viktig faktor. Innenfor samme maskinbaseområde har amerikanske motorer større effekt enn europeiske motorer. For å lette varmeavledning og redusere temperaturøkning, bruker amerikanske motorer generelt statorstanser med større ytre diameter, mens europeiske motorer generelt bruker statorstanser med mindre ytre diametre på grunn av behovet for strukturelle derivater som eksplosjonssikre motorer og for å redusere mengde kobber brukt i viklingsenden og produksjonskostnader.

2. Bruk bedre magnetiske materialer og prosesstiltak for å redusere jerntapet

De magnetiske egenskapene (magnetisk permeabilitet og enhetsjerntap) til kjernematerialet har stor innflytelse på motorens effektivitet og annen ytelse. Samtidig er kostnaden for kjernematerialet hoveddelen av kostnadene for motoren. Derfor er valget av passende magnetiske materialer nøkkelen til å designe og produsere høyeffektive motorer. I motorer med høyere effekt utgjør jerntapet en betydelig andel av det totale tapet. Derfor vil reduksjon av enhetstapsverdien til kjernematerialet bidra til å redusere jerntapet til motoren. På grunn av utformingen og produksjonen av motoren overstiger jerntapet til motoren i stor grad verdien beregnet i henhold til enhetsjerntapets verdi gitt av stålverket. Derfor økes enhetsjerntapet generelt med 1,5 ~ 2 ganger under design for å ta hensyn til økningen i jerntapet.

Hovedårsaken til økningen i jerntapet er at enhetsjernstapsverdien til stålverket er oppnådd ved å teste båndmaterialeprøven i henhold til Epstein square circle-metoden. Imidlertid utsettes materialet for store påkjenninger etter stansing, skjæring og laminering, og tapet vil øke. I tillegg forårsaker eksistensen av tannsporet luftspalter, noe som fører til tap uten belastning på overflaten av kjernen forårsaket av tannens harmoniske magnetfelt. Disse vil føre til en betydelig økning i jerntapet til motoren etter at den er produsert. Derfor, i tillegg til å velge magnetiske materialer med lavere enhetsjerntap, er det nødvendig å kontrollere lamineringstrykket og ta nødvendige prosesstiltak for å redusere jerntapet. På grunn av pris- og prosessfaktorer brukes ikke høyverdige silisiumstålplater og silisiumstålplater tynnere enn 0,5 mm i produksjonen av høyeffektive motorer. Silisiumfrie elektriske stålplater med lavt karbon eller kaldvalsede silisiumstålplater med lavt silisium brukes vanligvis. Noen produsenter av små europeiske motorer har brukt silisiumfrie elektriske stålplater med en jerntapverdi på 6,5 w/kg. De siste årene har stålfabrikker lansert Polycor420 elektriske stålplater med et gjennomsnittlig enhetstap på 4,0 w/kg, enda lavere enn noen stålplater med lavt silisiuminnhold. Materialet har også en høyere magnetisk permeabilitet.

Japan har de siste årene utviklet en kaldvalset stålplate med lavt silisiuminnhold med karakteren 50RMA350, som har en liten mengde aluminium og sjeldne jordmetaller tilsatt sammensetningen, og derved opprettholder en høy magnetisk permeabilitet samtidig som tapene reduseres, og enhet jern tap verdi er 3,12w/kg. Disse vil sannsynligvis gi et godt materiell grunnlag for produksjon og promotering av høyeffektive motorer.

3. Reduser størrelsen på viften for å redusere ventilasjonstap

For større 2-polet og 4-polet motorer utgjør vindfriksjon en betydelig andel. For eksempel kan vindfriksjonen til en 90kW 2-polet motor nå omtrent 30 % av det totale tapet. Vindfriksjon består hovedsakelig av kraften som forbrukes av viften. Siden varmetapet til høyeffektive motorer generelt er lavt, kan kjøleluftvolumet reduseres, og dermed kan også ventilasjonseffekten reduseres. Ventilasjonseffekten er omtrent proporsjonal med 4. til 5. potens av viftediameteren. Derfor, hvis temperaturstigningen tillater det, kan reduksjon av viftestørrelsen effektivt redusere vindfriksjonen. I tillegg er fornuftig utforming av ventilasjonsstrukturen også viktig for å forbedre ventilasjonseffektiviteten og redusere vindfriksjonen. Tester har vist at vindfriksjonen til den høyeffekts 2-polede delen av en høyeffektiv motor kan reduseres med ca. 30 % sammenlignet med vanlige motorer. Siden ventilasjonstapet reduseres betydelig og ikke krever mye ekstra kostnader, er endring av viftedesign ofte et av hovedtiltakene som tas for denne delen av høyeffektive motorer.

4. Redusere bortkommen tap gjennom design og prosesstiltak

Strøtapet til asynkronmotorer er hovedsakelig forårsaket av høyfrekvente tap i stator- og rotorkjerner og viklinger forårsaket av høyordens harmoniske i magnetfeltet. For å redusere belastningstapet, kan amplituden til hver faseharmonisk reduseres ved å bruke Y-Δ seriekoblede sinusformede viklinger eller andre lavharmoniske viklinger, og dermed redusere strøtapet. Tester har vist at bruk av sinusformede viklinger kan redusere strøtapene med mer enn 30 % i gjennomsnitt.

5. Forbedre støpeprosessen for å redusere rotortap

Ved å kontrollere trykket, temperaturen og gassutslippsbanen under rotorens aluminiumstøpeprosess, kan gassen i rotorstengene reduseres, og dermed forbedre ledningsevnen og redusere aluminiumsforbruket til rotoren. De siste årene har USA med suksess utviklet kobberrotor-støpeutstyr og tilsvarende prosesser, og driver for tiden småskala prøveproduksjon. Beregninger viser at dersom kobberrotorer erstatter aluminiumsrotorer, kan rotortap reduseres med ca. 38 %.

6. Bruk datamaskinoptimaliseringsdesign for å redusere tap og forbedre effektiviteten

I tillegg til å øke materialene, forbedre materialytelsen og forbedre prosesser, brukes datamaskinoptimaliseringsdesign for rimelig å bestemme ulike parametere under begrensninger av kostnader, ytelse, etc., for å oppnå størst mulig forbedring i effektivitet. Bruken av optimaliseringsdesign kan redusere tiden for motordesign betydelig og forbedre kvaliteten på motordesign.

---

Innleggstid: Aug-12-2024