Como a distribuição de perdas do motor varia com o tamanho da potência e o número de pólos, para reduzir a perda, devemos nos concentrar em tomar medidas para os principais componentes de perda de diferentes potências e números de pólos. Algumas maneiras de reduzir a perda são brevemente descritas a seguir:

1. Aumente os materiais eficazes para reduzir a perda de enrolamento e perda de ferro

De acordo com o princípio da similaridade dos motores, quando a carga eletromagnética permanece inalterada e a perda mecânica não é considerada, a perda do motor é aproximadamente proporcional ao cubo do tamanho linear do motor, e a potência de entrada do motor é aproximadamente proporcional à quarta potência do tamanho linear. A partir disso, a relação entre eficiência e uso eficaz de materiais pode ser aproximada. Para obter um espaço maior sob certas condições de tamanho de instalação, para que materiais mais eficazes possam ser colocados para melhorar a eficiência do motor, o tamanho do diâmetro externo da punção do estator torna-se um fator importante. Dentro da mesma faixa básica de máquinas, os motores americanos têm maior produção que os motores europeus. Para facilitar a dissipação de calor e reduzir o aumento de temperatura, os motores americanos geralmente usam punções de estator com diâmetros externos maiores, enquanto os motores europeus geralmente usam punções de estator com diâmetros externos menores devido à necessidade de derivados estruturais, como motores à prova de explosão, e para reduzir o quantidade de cobre utilizada na extremidade do enrolamento e custos de produção.

2. Use melhores materiais magnéticos e medidas de processo para reduzir a perda de ferro

As propriedades magnéticas (permeabilidade magnética e perda unitária de ferro) do material do núcleo têm grande influência na eficiência e outros desempenhos do motor. Ao mesmo tempo, o custo do material do núcleo é a parte principal do custo do motor. Portanto, a seleção de materiais magnéticos adequados é a chave para projetar e fabricar motores de alta eficiência. Em motores de maior potência, a perda de ferro é responsável por uma proporção considerável da perda total. Portanto, reduzir o valor da perda unitária do material do núcleo ajudará a reduzir a perda de ferro do motor. Devido ao projeto e fabricação do motor, a perda de ferro do motor excede em muito o valor calculado de acordo com o valor unitário de perda de ferro fornecido pela siderúrgica. Portanto, o valor unitário de perda de ferro é geralmente aumentado em 1,5 ~ 2 vezes durante o projeto para levar em consideração o aumento na perda de ferro.

A principal razão para o aumento na perda de ferro é que o valor unitário da perda de ferro da siderúrgica é obtido testando a amostra do material da tira de acordo com o método do círculo quadrado de Epstein. Porém, o material fica sujeito a grandes tensões após puncionamento, cisalhamento e laminação, e a perda aumentará. Além disso, a existência da ranhura do dente causa lacunas de ar, o que leva a perdas sem carga na superfície do núcleo causadas pelo campo magnético harmônico do dente. Isso levará a um aumento significativo na perda de ferro do motor após sua fabricação. Portanto, além de selecionar materiais magnéticos com menor perda unitária de ferro, é necessário controlar a pressão de laminação e tomar as medidas de processo necessárias para reduzir a perda de ferro. Tendo em vista os fatores de preço e processo, chapas de aço silício de alta qualidade e chapas de aço silício mais finas que 0,5 mm não são muito utilizadas na produção de motores de alta eficiência. Geralmente são usadas chapas de aço elétrico sem silício com baixo teor de carbono ou chapas de aço silício laminadas a frio com baixo teor de silício. Alguns fabricantes de pequenos motores europeus usaram chapas de aço elétrico sem silício com um valor unitário de perda de ferro de 6,5 W/kg. Nos últimos anos, as siderúrgicas lançaram chapas de aço elétrico Polycor420 com uma perda unitária média de 4,0 W/kg, ainda menor do que algumas chapas de aço com baixo teor de silício. O material também possui maior permeabilidade magnética.

Nos últimos anos, o Japão desenvolveu uma chapa de aço laminada a frio com baixo teor de silício e grau 50RMA350, que possui uma pequena quantidade de alumínio e metais de terras raras adicionadas à sua composição, mantendo assim uma alta permeabilidade magnética e reduzindo perdas, e sua o valor unitário de perda de ferro é 3,12w/kg. É provável que estes forneçam uma boa base material para a produção e promoção de motores de alta eficiência.

3. Reduza o tamanho do ventilador para reduzir as perdas de ventilação

Para motores de 2 e 4 pólos de maior potência, o atrito do vento é responsável por uma proporção considerável. Por exemplo, o atrito do vento de um motor de 2 pólos de 90kW pode atingir cerca de 30% da perda total. O atrito do vento é composto principalmente pela energia consumida pelo ventilador. Como a perda de calor dos motores de alta eficiência é geralmente baixa, o volume de ar de resfriamento pode ser reduzido e, assim, a potência de ventilação também pode ser reduzida. A potência de ventilação é aproximadamente proporcional à 4ª a 5ª potência do diâmetro do ventilador. Portanto, se o aumento da temperatura permitir, a redução do tamanho do ventilador pode efetivamente reduzir o atrito do vento. Além disso, o design razoável da estrutura de ventilação também é importante para melhorar a eficiência da ventilação e reduzir o atrito do vento. Os testes mostraram que o atrito do vento da parte de 2 pólos de alta potência de um motor de alta eficiência pode ser reduzido em cerca de 30% em comparação com motores comuns. Como a perda de ventilação é reduzida significativamente e não exige muitos custos adicionais, a alteração do projeto do ventilador costuma ser uma das principais medidas tomadas para esta parte dos motores de alta eficiência.

4. Reduzir perdas perdidas através de medidas de projeto e processo

A perda parasita de motores assíncronos é causada principalmente por perdas de alta frequência nos núcleos e enrolamentos do estator e do rotor, causadas por harmônicos de alta ordem do campo magnético. Para reduzir a perda parasita de carga, a amplitude de cada harmônico de fase pode ser reduzida usando enrolamentos senoidais conectados em série Y-Δ ou outros enrolamentos de baixo harmônico, reduzindo assim a perda parasita. Testes mostraram que o uso de enrolamentos senoidais pode reduzir as perdas parasitas em mais de 30%, em média.

5. Melhore o processo de fundição para reduzir a perda do rotor

Ao controlar a pressão, a temperatura e o caminho de descarga do gás durante o processo de fundição do alumínio do rotor, o gás nas barras do rotor pode ser reduzido, melhorando assim a condutividade e reduzindo o consumo de alumínio do rotor. Nos últimos anos, os Estados Unidos desenvolveram com sucesso equipamentos de fundição sob pressão de rotor de cobre e processos correspondentes, e atualmente estão conduzindo uma produção experimental em pequena escala. Os cálculos mostram que se os rotores de cobre substituírem os rotores de alumínio, as perdas do rotor podem ser reduzidas em cerca de 38%.

6. Aplicar projeto de otimização de computador para reduzir perdas e melhorar a eficiência

Além de aumentar os materiais, melhorar o desempenho dos materiais e melhorar os processos, o projeto de otimização computacional é usado para determinar razoavelmente vários parâmetros sob as restrições de custo, desempenho, etc., de modo a obter a máxima melhoria possível na eficiência. O uso do projeto de otimização pode reduzir significativamente o tempo de projeto do motor e melhorar a qualidade do projeto do motor.

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Horário da postagem: 12 de agosto de 2024