Kiedy silnik zamienia energię elektryczną na energię mechaniczną, traci również część samej energii. Ogólnie straty w silniku można podzielić na trzy części: straty zmienne, straty stałe i straty bezpańskie.

1. Straty zmienne różnią się w zależności od obciążenia, włączając utratę rezystancji stojana (utratę miedzi), utratę rezystancji wirnika i utratę rezystancji szczotek.

2. Strata stała jest niezależna od obciążenia, włączając straty w rdzeniu i straty mechaniczne.Strata żelaza składa się ze straty histerezy i straty prądu wirowego, która jest proporcjonalna do kwadratu napięcia, a strata histerezy jest również odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.

3. Pozostałymi stratami bezpańskimi są straty mechaniczne oraz inne straty, w tym straty spowodowane tarciem łożysk i straty oporu powietrza spowodowane obrotem wentylatorów i wirników.

Klasyfikacja strat silnika

Kilka środków mających na celu zmniejszenie strat silnika

1 Straty stojana

Główne metody zmniejszania strat I^2R stojana silnika to:

1. Zwiększ pole przekroju poprzecznego szczeliny stojana. Przy tej samej zewnętrznej średnicy stojana zwiększenie pola przekroju poprzecznego szczeliny stojana zmniejszy obszar obwodu magnetycznego i zwiększy gęstość magnetyczną zębów.

2. Zwiększ pełny współczynnik szczelin stojana, co jest lepsze w przypadku małych silników niskiego napięcia. Zastosowanie najlepszego rozmiaru uzwojenia i izolacji oraz dużego przekroju poprzecznego drutu może zwiększyć współczynnik pełnego rowka stojana.

3. Spróbuj skrócić długość końca uzwojenia stojana. Straty na końcu uzwojenia stojana stanowią od 1/4 do 1/2 całkowitych strat uzwojenia. Zmniejszenie długości końca uzwojenia może poprawić wydajność silnika.Eksperymenty pokazują, że długość końcowa zmniejsza się o 20%, a straty zmniejszają się o 10%.

2 Straty w wirniku

Strata I^2R wirnika silnika jest głównie związana z prądem wirnika i rezystancją wirnika. Odpowiednie metody oszczędzania energii są następujące:

1. Zmniejsz prąd wirnika, co można rozpatrywać w kategoriach zwiększenia napięcia i współczynnika mocy silnika.

2. Zwiększ pole przekroju poprzecznego szczeliny wirnika.

3. Zmniejsz rezystancję uzwojenia wirnika, stosując grube druty i materiały o niskiej rezystancji, co ma większe znaczenie w przypadku małych silników, ponieważ małe silniki są zazwyczaj wirnikami z odlewu aluminiowego, jeśli stosowane są wirniki z odlewanej miedzi, całkowita utrata silnik można zmniejszyć o 10% ~ 15%, ale dzisiejszy wirnik z odlewanej miedzi wymaga wysokiej temperatury produkcji, a technologia ta nie jest jeszcze popularna, a jej koszt jest od 15% do 20% wyższy niż w przypadku wirnika z odlewanego aluminium.

3 Utrata rdzenia

Straty żelaza w silniku można zmniejszyć za pomocą następujących środków:

1. Zmniejsz gęstość magnetyczną i zwiększ długość żelaznego rdzenia, aby zmniejszyć gęstość strumienia magnetycznego, ale ilość żelaza użytego w silniku odpowiednio wzrasta.

2. Zmniejsz grubość blachy żelaznej, aby zmniejszyć utratę indukowanego prądu. Na przykład zastąpienie blachy ze stali krzemowej walcowanej na gorąco blachą ze stali krzemowej walcowanej na zimno może zmniejszyć grubość blachy ze stali krzemowej, ale cienka blacha żelazna zwiększy liczbę blach żelaznych i koszt produkcji silnika.

3. Użyj walcowanej na zimno blachy ze stali krzemowej o dobrej przenikalności magnetycznej, aby zmniejszyć utratę histerezy.

4. Zastosuj wysokowydajną powłokę izolacyjną z wiórów żelaznych.

5. Obróbka cieplna i technologia produkcji, naprężenia szczątkowe po obróbce żelaznego rdzenia poważnie wpływają na utratę silnika. Podczas obróbki blachy ze stali krzemowej kierunek cięcia i naprężenie ścinające przy przebijaniu mają większy wpływ na straty rdzenia.Cięcie wzdłuż kierunku walcowania blachy ze stali krzemowej i obróbka cieplna blachy wykrawającej ze stali krzemowej może zmniejszyć straty o 10% do 20%.

4 Bezpańskie straty

Obecnie zrozumienie strat błądzących silnika jest wciąż na etapie badań. Oto niektóre z głównych metod ograniczania strat bezpańskich:

1. Zastosuj obróbkę cieplną i wykańczanie, aby zmniejszyć zwarcie na powierzchni wirnika.

2. Obróbka izolacyjna na wewnętrznej powierzchni szczeliny wirnika.

3. Zredukuj harmoniczne poprzez poprawę konstrukcji uzwojenia stojana.

4. Ulepsz projekt koordynacji szczelin wirnika i zmniejsz harmoniczne, zwiększ uzębienie stojana i wirnika, zaprojektuj kształt szczeliny wirnika jako nachylone szczeliny i użyj połączonych szeregowo uzwojeń sinusoidalnych, uzwojeń rozproszonych i uzwojeń o małych odległościach, aby znacznie zredukować harmoniczne wyższego rzędu ; Użycie magnetycznego szlamu szczelinowego lub magnetycznego klina szczelinowego w celu zastąpienia tradycyjnego izolacyjnego klina szczelinowego i wypełnienie szczeliny żelaznego rdzenia stojana silnika błotem magnetycznym jest skuteczną metodą ograniczenia dodatkowych strat błądzących.

5 utrata tarcia wiatru

Straty spowodowane tarciem wiatru stanowią około 25% całkowitych strat silnika, na które należy zwrócić należytą uwagę.Straty spowodowane tarciem powodowane są głównie przez łożyska i uszczelnienia, które można zmniejszyć, stosując następujące środki:

1. Zminimalizuj rozmiar wału, ale spełnij wymagania dotyczące wyjściowego momentu obrotowego i dynamiki wirnika.

2. Używaj łożysk o wysokiej wydajności.

3. Stosuj wydajny system smarowania i smar.

4. Zastosuj zaawansowaną technologię uszczelniania.

---

Czas publikacji: 22 czerwca 2022 r