Keďže rozdelenie strát motora sa mení s veľkosťou výkonu a počtom pólov, v záujme zníženia strát by sme sa mali zamerať na prijatie opatrení pre hlavné stratové zložky rôznych výkonov a počtov pólov. Niektoré spôsoby zníženia straty sú stručne opísané takto:

1. Zvýšte efektívne materiály na zníženie strát vinutia a strát železa

Podľa princípu podobnosti motorov, keď elektromagnetické zaťaženie zostáva nezmenené a mechanická strata sa nezohľadňuje, strata motora je približne úmerná tretej mocnine lineárnej veľkosti motora a príkon motora je približne úmerné štvrtej mocnine lineárnej veľkosti. Z toho sa dá priblížiť vzťah medzi účinnosťou a efektívnou spotrebou materiálu. Aby sa získal väčší priestor za určitých podmienok veľkosti inštalácie, aby bolo možné umiestniť efektívnejšie materiály na zlepšenie účinnosti motora, veľkosť vonkajšieho priemeru statorového dierovania sa stáva dôležitým faktorom. V rámci rovnakého základného radu strojov majú americké motory väčší výkon ako európske motory. Aby sa uľahčil odvod tepla a znížil sa nárast teploty, americké motory vo všeobecnosti používajú statorové dierovanie s väčším vonkajším priemerom, zatiaľ čo európske motory vo všeobecnosti používajú statorové dierovanie s menším vonkajším priemerom kvôli potrebe konštrukčných derivátov, ako sú motory odolné voči výbuchu, a na zníženie množstvo medi použitej na konci vinutia a výrobné náklady.

2. Používajte lepšie magnetické materiály a procesné opatrenia na zníženie strát železa

Magnetické vlastnosti (magnetická permeabilita a jednotková strata železa) materiálu jadra majú veľký vplyv na účinnosť a ďalší výkon motora. Zároveň sú náklady na materiál jadra hlavnou časťou nákladov na motor. Preto je výber vhodných magnetických materiálov kľúčom k návrhu a výrobe vysoko účinných motorov. V motoroch s vyšším výkonom tvoria straty železa značnú časť celkovej straty. Preto zníženie hodnoty jednotkovej straty materiálu jadra pomôže znížiť straty železa motora. Kvôli konštrukcii a výrobe motora strata železa motora vysoko presahuje hodnotu vypočítanú podľa jednotkovej hodnoty straty železa poskytnutej oceliarňou. Preto sa hodnota jednotkovej straty železa vo všeobecnosti počas návrhu zvýši 1,5 až 2-krát, aby sa zohľadnila zvýšená strata železa.

Hlavným dôvodom zvýšenia strát železa je, že jednotková hodnota strát železa v oceliarni sa získa testovaním vzorky pásového materiálu podľa Epsteinovej metódy štvorcového kruhu. Materiál je však po dierovaní, strihaní a laminovaní vystavený veľkému namáhaniu a strata sa zvýši. Okrem toho existencia zubovej štrbiny spôsobuje vzduchové medzery, čo vedie k stratám naprázdno na povrchu jadra spôsobeným harmonickým magnetickým poľom zuba. Tie povedú k výraznému zvýšeniu straty železa v motore po jeho výrobe. Preto je okrem výberu magnetických materiálov s nižšou jednotkovou stratou železa potrebné kontrolovať tlak laminácie a prijať potrebné procesné opatrenia na zníženie strát železa. Vzhľadom na cenu a procesné faktory sa vysokokvalitné plechy z kremíkovej ocele a plechy z kremíkovej ocele tenšie ako 0,5 mm pri výrobe vysoko účinných motorov príliš nepoužívajú. Všeobecne sa používajú nízkouhlíkové bezkremíkové elektrooceľové plechy alebo nízkokremíkové za studena valcované silikónové oceľové plechy. Niektorí výrobcovia malých európskych motorov použili plechy z elektrooceľovej ocele bez obsahu kremíka s hodnotou jednotkovej straty železa 6,5 ​​w/kg. V posledných rokoch oceliarne uviedli na trh plechy z elektrooceľovej ocele Polycor420 s priemernou jednotkovou stratou 4,0 w/kg, dokonca nižšou ako niektoré plechy z ocele s nízkym obsahom kremíka. Materiál má tiež vyššiu magnetickú permeabilitu.

V posledných rokoch Japonsko vyvinulo za studena valcovaný oceľový plech s nízkym obsahom kremíka s triedou 50RMA350, ktorý má v zložení malé množstvo hliníka a kovov vzácnych zemín, čím si zachováva vysokú magnetickú permeabilitu pri súčasnom znížení strát. jednotková hodnota straty železa je 3,12 w/kg. Tie pravdepodobne poskytnú dobrý materiálny základ pre výrobu a propagáciu vysoko účinných motorov.

3. Znížte veľkosť ventilátora, aby ste znížili straty vetraním

Pri väčších výkonových 2-pólových a 4-pólových motoroch predstavuje trenie vetra značnú časť. Napríklad trenie vetra 90kW 2-pólového motora môže dosiahnuť asi 30% celkovej straty. Trenie vetra sa skladá hlavne z energie spotrebovanej ventilátorom. Pretože tepelné straty vysoko účinných motorov sú vo všeobecnosti nízke, môže sa znížiť objem chladiaceho vzduchu a tým aj výkon ventilácie. Výkon ventilácie je približne úmerný 4. až 5. výkonu priemeru ventilátora. Preto, ak to zvýšenie teploty dovolí, zmenšenie veľkosti ventilátora môže účinne znížiť trenie vetra. Okrem toho je pre zlepšenie účinnosti vetrania a zníženie trenia vetra dôležitý aj rozumný návrh ventilačnej konštrukcie. Testy ukázali, že trenie vetrom vysoko výkonnej 2-pólovej časti vysokoúčinného motora sa môže znížiť asi o 30 % v porovnaní s bežnými motormi. Vzhľadom na to, že strata vetrania je výrazne znížená a nevyžaduje si veľké dodatočné náklady, zmena konštrukcie ventilátora je často jedným z hlavných opatrení prijatých pre túto časť vysoko účinných motorov.

4. Znížte straty spôsobené zatúlaním prostredníctvom návrhových a procesných opatrení

Strata rozptylu asynchrónnych motorov je spôsobená najmä vysokofrekvenčnými stratami v jadrách statora a rotora a vinutiami spôsobenými harmonickými magnetickými poľami vyšších rádov. Aby sa znížila strata rozptylu záťaže, amplitúda každej harmonickej fázy sa môže znížiť použitím sínusových vinutí zapojených do série Y-Δ alebo iných vinutí s nízkou harmonickou, čím sa zníži strata rozptylu. Testy ukázali, že použitie sínusového vinutia môže znížiť straty spôsobené rozptylom v priemere o viac ako 30 %.

5. Zlepšite proces tlakového liatia na zníženie strát rotora

Riadením tlaku, teploty a dráhy vypúšťania plynu počas procesu odlievania hliníka rotora možno znížiť plyn v tyčiach rotora, čím sa zlepší vodivosť a zníži sa spotreba hliníka rotora. V posledných rokoch Spojené štáty americké úspešne vyvinuli zariadenie na tlakové liatie medeného rotora a zodpovedajúce procesy av súčasnosti vykonávajú skúšobnú výrobu v malom meradle. Výpočty ukazujú, že ak medené rotory nahradia hliníkové rotory, straty rotora sa môžu znížiť približne o 38 %.

6. Použite návrh optimalizácie počítača na zníženie strát a zlepšenie efektívnosti

Okrem zväčšovania materiálov, zlepšovania materiálového výkonu a zlepšovania procesov sa návrh počítačovej optimalizácie používa na rozumné určenie rôznych parametrov v rámci obmedzení nákladov, výkonu atď., aby sa dosiahlo maximálne možné zlepšenie efektívnosti. Použitie optimalizačného návrhu môže výrazne skrátiť čas návrhu motora a zlepšiť kvalitu návrhu motora.

---

Čas odoslania: 12. augusta 2024