Straty trojfázových motorov na striedavý prúd možno rozdeliť na straty v medi, straty hliníka, straty v železe, straty vo forme rozptylu a straty vetrom. Prvé štyri sú tepelné straty a ich súčet sa nazýva celkové tepelné straty.Podiel strát medi, strát hliníka, strát železa a strát túlavosťou k celkovým tepelným stratám sa vysvetlí, keď sa výkon zmení z malého na veľký.Prostredníctvom príkladu, hoci podiel spotreby medi a spotreby hliníka na celkových tepelných stratách kolíše, vo všeobecnosti klesá z veľkých na malé, pričom vykazuje klesajúci trend.Naopak, strata železa a strata zablúdenia, aj keď existujú výkyvy, sa vo všeobecnosti zvyšujú z malých na veľké a vykazujú stúpajúci trend.Keď je výkon dostatočne veľký, rozptýlený rozptyl železa prevyšuje rozptyl medi.Strata rozptylom niekedy prevyšuje stratu medi a straty železa a stáva sa prvým faktorom tepelných strát.Opätovná analýza motora Y2 a pozorovanie proporcionálnej zmeny rôznych strát k celkovej strate odhaľuje podobné zákony.S prihliadnutím na vyššie uvedené pravidlá sa dospelo k záveru, že rôzne výkonové motory kladú rôzny dôraz na zníženie nárastu teploty a tepelných strát.Pri malých motoroch by sa mali najskôr znížiť straty medi; pri motoroch so stredným a vysokým výkonom by sa mala strata železa zamerať na zníženie strát rozptylom.Názor, že „strata zablúdením je oveľa menšia ako strata medi a železa“ je jednostranný.Zvlášť je zdôraznené, že čím väčší je výkon motora, tým väčšia pozornosť by sa mala venovať znižovaniu rozptylových strát.Motory so strednou a veľkou kapacitou používajú sínusové vinutia na zníženie harmonického magnetického potenciálu a rozptylových strát a účinok je často veľmi dobrý.Rôzne opatrenia na zníženie strát zatúlaním vo všeobecnosti nevyžadujú zvýšenie účinných materiálov.
Úvod
Stratu trojfázového striedavého motora možno rozdeliť na stratu medi PCu, stratu hliníka PAl, stratu železa PFe, stratu rozptylu Ps, opotrebovanie vetrom Pfw, prvé štyri sú tepelné straty, ktorých súčet sa nazýva celková tepelná strata PQ, z toho strata rozptylom Je príčinou všetkých strát okrem straty medi PCu, straty hliníka PAl, straty železa PFe a opotrebovania vetrom Pfw, vrátane harmonického magnetického potenciálu, zvodového magnetického poľa a bočného prúdu žľabu.
Kvôli obtiažnosti pri výpočte straty rozptylom a zložitosti testu mnohé krajiny stanovujú, že strata rozptylom sa počíta ako 0,5 % príkonu motora, čo zjednodušuje rozpor.Táto hodnota je však veľmi hrubá a rôzne konštrukcie a rôzne procesy sú často veľmi odlišné, čo tiež skrýva rozpor a nemôže pravdivo odrážať skutočné pracovné podmienky motora.V poslednej dobe sa meraná rozptylová rýchlosť stáva čoraz populárnejšou.V ére globálnej ekonomickej integrácie je všeobecným trendom mať určitú perspektívu, ako sa integrovať s medzinárodnými štandardmi.
V tomto článku sa študuje trojfázový striedavý motor. Keď sa výkon zmení z malého na veľký, zmení sa pomer straty medi PCu, straty hliníka PAl, straty železa PFe a straty rozptýlením Ps k celkovým tepelným stratám PQ a získajú sa protiopatrenia. Navrhnite a vyrobte rozumnejšie a lepšie.
1. Analýza straty motora
1.1 Najprv sledujte príklad.Závod vyváža produkty elektromotorov radu E a v technických podmienkach sú stanovené namerané rozptylové straty.Pre ľahšie porovnanie sa najprv pozrime na 2-pólové motory, ktorých výkon sa pohybuje od 0,75kW do 315kW.Podľa výsledkov testu sa vypočíta pomer straty medi PCu, straty hliníka PAl, straty železa PFe a straty rozptylom Ps k celkovým tepelným stratám PQ, ako je znázornené na obrázku 1.Ordináta na obrázku je pomer rôznych tepelných strát k celkovým tepelným stratám (%), na vodorovnej osi je výkon motora (kW), prerušovaná čiara s kosoštvorcami je podiel spotreby medi, prerušovaná čiara so štvorcami je podiel spotreby hliníka a prerušovaná čiara trojuholníka je pomer strát železa a prerušovaná čiara s krížikom je pomer strát zatúlaným.
Obrázok 1. Prerušovaný graf podielu spotreby medi, spotreby hliníka, spotreby železa, rozptylu rozptylu a celkovej tepelnej straty 2-pólových motorov série E
(1) Keď sa výkon motora zmení z malého na veľký, podiel spotreby medi, hoci kolíše, vo všeobecnosti klesá z veľkého na malý, pričom vykazuje klesajúci trend. 0,75 kW a 1,1 kW predstavujú asi 50 %, zatiaľ čo 250 kW a 315 kW sú menej ako Podiel 20 % spotreby hliníka sa vo všeobecnosti zmenil z veľkej na malú, čo má klesajúci trend, ale zmena nie je veľká.
(2) Od malého k veľkému výkonu motora sa podiel strát železa mení, aj keď existujú výkyvy, vo všeobecnosti sa zvyšuje z malého na veľký, pričom vykazuje stúpajúci trend.0,75kW~2,2kW je asi 15%, a keď je väčší ako 90kW, presahuje 30%, čo je viac ako spotreba medi.
(3) Proporcionálna zmena rozptylového rozptylu, hoci kolíše, sa vo všeobecnosti zvyšuje od malého k veľkému, pričom vykazuje stúpajúci trend.0,75 kW ~ 1,5 kW je asi 10%, zatiaľ čo 110 kW sa blíži spotrebe medi. Pri špecifikáciách vyšších ako 132 kW väčšina rozptylových strát prevyšuje spotrebu medi.Bludné straty 250 kW a 315 kW prevyšujú straty medi a železa a stávajú sa prvým faktorom tepelných strát.
4-pólový motor (vynechaná čiarová schéma).Strata železa nad 110 kW je väčšia ako strata medi a strata rozptylom 250 kW a 315 kW prevyšuje stratu medi a stratu železa, čím sa stáva prvým faktorom tepelných strát.Súčet spotreby medi a spotreby hliníka tejto série 2-6 pólových motorov, malý motor predstavuje asi 65% až 84% celkových tepelných strát, zatiaľ čo veľký motor znižuje na 35% až 50%, zatiaľ čo železo spotreba je opačná, malý motor tvorí cca 65% až 84% z celkových tepelných strát. Celková tepelná strata je 10% až 25%, zatiaľ čo veľký motor sa zvýši na približne 26% až 38%.Strata zablúdenia, malé motory predstavujú asi 6% až 15%, zatiaľ čo veľké motory sa zvyšujú na 21% až 35%.Keď je výkon dostatočne veľký, strata straty železa prevyšuje stratu medi.Niekedy strata túlavosťou prevyšuje stratu medi a straty železa, čo sa stáva prvým faktorom tepelných strát.
2-pólový motor série 1,2 R, nameraná strata rozptylu
Podľa výsledkov testu sa získa pomer straty medi, straty železa, straty rozptylom atď. k celkovým tepelným stratám PQ.Obrázok 2 ukazuje úmernú zmenu výkonu motora k strate rozptýlenej medi.Ordináta na obrázku je pomer (%) straty bludnej medi k celkovým tepelným stratám, na vodorovnej osi je výkon motora (kW), prerušovaná čiara s kosoštvorcami je pomer strát medi a prerušovaná čiara so štvorcami je pomer strát zatúlaných .Obrázok 2 jasne ukazuje, že vo všeobecnosti platí, že čím väčší je výkon motora, tým väčší je podiel strát zablúdením k celkovým tepelným stratám, ktoré sú na vzostupe.Obrázok 2 tiež ukazuje, že pri veľkostiach väčších ako 150 kW prevyšujú rozptylové straty straty medi.Existuje niekoľko veľkostí motorov a strata rozptylu je dokonca 1,5 až 1,7 násobok straty medi.
Výkon tejto série 2-pólových motorov sa pohybuje od 22kW do 450kW. Pomer nameranej straty rozptylom k PQ sa zvýšil z menej ako 20 % na takmer 40 % a rozsah zmien je veľmi veľký.Ak je vyjadrený pomerom nameranej rozptylovej straty k menovitému výstupnému výkonu, je to asi (1,1~1,3)%; ak je vyjadrený pomerom nameranej rozptylovej straty k príkonu, je to asi (1,0~1,2)%, posledné dva Pomer výrazu sa príliš nemení a je ťažké vidieť úmernú zmenu rozptylu prehra s PQ.Preto pozorovaním tepelných strát, najmä pomeru strát zablúdením k PQ, možno lepšie pochopiť meniaci sa zákon tepelných strát.
Nameraná strata rozptylu vo vyššie uvedených dvoch prípadoch využíva metódu IEEE 112B v Spojených štátoch
Obrázok 2. Čiarový graf pomeru straty rozptylom medi k celkovým tepelným stratám 2-pólového motora série R
Motory série 1,3 Y2
V technických podmienkach je stanovená rozptylová strata 0,5 % príkonu, pričom GB/T1032-2005 stanovuje odporúčanú hodnotu rozptylu. Teraz použite metódu 1 a vzorec je Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 vzorec PN- je menovitý výkon; P1- je vstupný výkon.
Predpokladáme, že nameraná hodnota rozptylu sa rovná odporúčanej hodnote a prepočítame elektromagnetický výpočet a potom vypočítame pomer štyroch vykurovacích strát spotreby medi, spotreby hliníka a železa k celkovej tepelnej strate PQ. .V súlade s vyššie uvedenými pravidlami je aj zmena jeho pomeru.
To znamená: keď sa výkon zmení z malého na veľký, podiel spotreby medi a spotreby hliníka sa vo všeobecnosti zníži z veľkého na malý, čo vykazuje klesajúci trend.Na druhej strane, podiel strát železa a strát zatúlaných sa vo všeobecnosti zvyšuje z malých na veľké, pričom vykazuje stúpajúci trend.Bez ohľadu na 2-pólové, 4-pólové alebo 6-pólové, ak je výkon väčší ako určitý výkon, strata železa prevýši stratu medi; podiel strát rozptylom sa tiež zvýši z malých na veľké, postupne sa približujú k stratám medi alebo dokonca presahujú straty medi.Prvým faktorom tepelných strát sa stáva rozptylový rozptyl viac ako 110 kW v 2 póloch.
Obrázok 3 je prerušovaný graf pomeru štyroch tepelných strát k PQ pre 4-pólové motory série Y2 (za predpokladu, že nameraná hodnota rozptylu sa rovná vyššie uvedenej odporúčanej hodnote a ostatné straty sa vypočítajú podľa hodnoty) .Na osi y je pomer rôznych tepelných strát k PQ (%) a na vodorovnej osi je výkon motora (kW).Je zrejmé, že straty železa nad 90 kW sú väčšie ako straty medi.
Obrázok 3. Prerušovaný čiarový graf pomeru spotreby medi, spotreby hliníka, spotreby železa a rozptylu rozptylu k celkovej tepelnej strate 4-pólových motorov série Y2
1.4 Literatúra skúma pomer rôznych strát k celkovým stratám (vrátane trenia vetrom)
Zistilo sa, že spotreba medi a hliníka predstavovali 60 % až 70 % celkovej straty v malých motoroch a pri zvýšení kapacity klesla na 30 % až 40 %, zatiaľ čo spotreba železa bola opačná. % vyššie.Čo sa týka strát, malé motory predstavujú asi 5 % až 10 % celkových strát, zatiaľ čo veľké motory tvoria viac ako 15 %.Odhalené zákony sú podobné: to znamená, že keď sa výkon zmení z malého na veľký, podiel strát medi a strát hliníka sa vo všeobecnosti zníži z veľkých na malý, čo má klesajúci trend, zatiaľ čo podiel strát železa a strát rozptýlením sa vo všeobecnosti zvyšuje od malé až veľké, vykazujúce stúpajúci trend. .
1.5 Vzorec na výpočet odporúčanej hodnoty straty zatúlaním podľa GB/T1032-2005 Metóda 1
V čitateli je nameraná hodnota straty z rozptylu.Od malého k veľkému výkonu motora sa pomer strát v dôsledku rozptylu k príkonu mení a postupne klesá a rozsah zmien nie je malý, asi 2,5 % až 1,1 %.Ak sa menovateľ zmení na celkovú stratu ∑P, to znamená Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), ak je účinnosť motora 0,667~0,967, prevrátená hodnota (1-η) je 3~ 30, teda nameraná nečistota V porovnaní s pomerom príkonu je pomer straty rozptylom k celkovej strate zosilnený 3 až 30-krát. Čím vyšší je výkon, tým rýchlejšie stúpa prerušovaná čiara.Je zrejmé, že ak sa vezme pomer straty rozptylom k celkovým stratám tepla, „faktor zväčšenia“ je väčší.Pre 2-pólový 450kW motor série R vo vyššie uvedenom príklade je pomer straty rozptylom k príkonu Ps/P1 o niečo menší ako vypočítaná hodnota odporúčaná vyššie a pomer straty rozptylom k celkovej strate ∑P a celkovým tepelným stratám PQ je 32,8 %, resp. 39,5%, v porovnaní s pomerom vstupného výkonu P1, „zosilnené“ približne 28-krát, respektíve 34-krát.
Metódou pozorovania a analýzy v tomto článku je zobrať pomer 4 druhov tepelných strát k celkovým tepelným stratám PQ. Hodnota pomeru je veľká a je možné jasne vidieť pomer a zákon zmeny rôznych strát, to znamená výkon od malých po veľké, spotreba medi a spotreba hliníka Vo všeobecnosti sa pomer zmenil z veľkého na malý, čo ukazuje smerom nadol trend, zatiaľ čo podiel strát železa a strát zatúlaných sa vo všeobecnosti zmenil z malých na veľké, pričom vykazuje stúpajúci trend.Predovšetkým sa zistilo, že čím väčší je výkon motora, tým vyšší je pomer rozptylových strát k PQ, postupne sa približuje k strate medi, prekračuje stratu medi a dokonca sa stáva prvým faktorom tepelných strát, takže môžeme správne pochopiť zákona a dbajte na zmenšenie veľkého motora. bludné straty.V porovnaní s pomerom rozptylových strát k príkonu je pomer nameraných rozptylových strát k celkovým tepelným stratám vyjadrený iba iným spôsobom a nemení jeho fyzikálnu podstatu.
2. Opatrenia
Poznanie vyššie uvedeného pravidla je užitočné pre racionálny návrh a výrobu motora.Výkon motora je iný a opatrenia na zníženie nárastu teploty a tepelných strát sú odlišné a zameranie je iné.
2.1 Pri motoroch s nízkym výkonom predstavuje spotreba medi vysoký podiel na celkových tepelných stratách
Zníženie nárastu teploty by preto malo najskôr znížiť spotrebu medi, ako je zväčšenie prierezu drôtu, zníženie počtu vodičov na štrbinu, zväčšenie tvaru statorovej štrbiny a predĺženie železného jadra.V továrni je nárast teploty často riadený riadením tepelnej záťaže AJ, čo je pre malé motory úplne správne.Kontrola AJ je v podstate kontrola straty medi. Nie je ťažké nájsť medený úbytok statora celého motora podľa AJ, vnútorný priemer statora, polzávitovú dĺžku cievky a merný odpor medeného drôtu.
2.2 Keď sa výkon zmení z malého na veľký, strata železa sa postupne blíži k strate medi
Spotreba železa vo všeobecnosti prevyšuje spotrebu medi, ak je vyššia ako 100 kW.Veľké motory by preto mali dbať na znižovanie spotreby železa.Pre špecifické opatrenia sa môžu použiť plechy z kremíkovej ocele s nízkou stratou, magnetická hustota statora by nemala byť príliš vysoká a mala by sa venovať pozornosť rozumnému rozloženiu magnetickej hustoty každej časti.
Niektoré továrne prerábajú niektoré vysokovýkonné motory a primerane zmenšujú tvar štrbiny statora.Rozloženie magnetickej hustoty je rozumné a pomer straty medi a straty železa je správne nastavený.Hoci sa hustota statorového prúdu zvyšuje, zvyšuje sa tepelné zaťaženie a zvyšuje sa strata medi, klesá magnetická hustota statora a strata železa klesá viac, ako sa zvyšuje strata medi.Výkon je ekvivalentný pôvodnej konštrukcii, nielenže sa zníži nárast teploty, ale ušetrí sa aj množstvo medi použitej v statore.
2.3 Znížiť straty zatúlané
Tento článok zdôrazňuje, žečím je výkon motora, tým väčšia pozornosť by sa mala venovať zníženiu strát.Názor, že „straty z blúdenia sú oveľa menšie ako straty v medi“ platí len pre malé motory.Je zrejmé, že podľa vyššie uvedeného pozorovania a analýzy, čím vyšší výkon, tým menej vhodný.Názor, že „straty zatúlané sú oveľa menšie ako straty železa“ je tiež nevhodný.
Pomer nameranej hodnoty rozptylových strát k príkonu je vyšší pre malé motory a pomer je nižší, keď je výkon väčší, ale nedá sa dospieť k záveru, že malé motory by mali venovať pozornosť znižovaniu rozptylových strát, zatiaľ čo veľké motory áno. nie je potrebné znižovať straty zatúlané. stratu.Naopak, podľa vyššie uvedeného príkladu a analýzy, čím väčší je výkon motora, tým vyšší je pomer straty rozptylom k celkovým stratám tepla, strata rozptylom a strata železa sa blížia alebo dokonca prevyšujú stratu medi, takže výkon motora, tým viac pozornosti mu treba venovať. Znížte straty zatúlané.
2.4 Opatrenia na zníženie strát spôsobených zatúlaním
Spôsoby zníženia strát z rozptylu, ako je zväčšenie vzduchovej medzery, pretože strata rozptylom je približne nepriamo úmerná štvorcu vzduchovej medzery; zníženie harmonického magnetického potenciálu, ako je použitie sínusového (nízko harmonického) vinutia; správne uloženie slotu; zníženie ozubenia , Rotor využíva uzavretú štrbinu a otvorená štrbina vysokonapäťového motora využíva magnetický štrbinový klin; Úprava plášťa rotora z liateho hliníka znižuje bočný prúd atď.Stojí za zmienku, že vyššie uvedené opatrenia vo všeobecnosti nevyžadujú pridávanie účinných materiálov.Rôzna spotreba súvisí aj so stavom zahrievania motora, ako je dobrý odvod tepla vinutím, nízka vnútorná teplota motora a nízka spotreba rôznych druhov.
Príklad: Továreň opravuje motor so 6 pólmi a 250 kW.Po skúške opravy dosiahol nárast teploty 125 K pri 75 % menovitého zaťaženia.Vzduchová medzera sa potom opracuje na 1,3-násobok pôvodnej veľkosti.Pri teste pri menovitom zaťažení nárast teploty skutočne klesol na 81 K, čo plne ukazuje, že vzduchová medzera sa zväčšila a rozptyl rozptylu sa výrazne znížil.Harmonický magnetický potenciál je dôležitým faktorom straty rozptylu. Motory so strednou a veľkou kapacitou používajú sínusové vinutia na zníženie harmonického magnetického potenciálu a účinok je často veľmi dobrý.Dobre navrhnuté sínusové vinutia sa používajú pre motory so stredným a vysokým výkonom. Keď sa harmonická amplitúda a amplitúda znížia o 45 % až 55 % v porovnaní s pôvodným návrhom, strata rozptylu sa môže znížiť o 32 % až 55 %, inak sa zníži nárast teploty a zvýši sa účinnosť. , hluk je znížený a môže ušetriť meď a železo.
3. Záver
3.1 Trojfázový striedavý motor
Keď sa výkon zmení z malého na veľký, pomer spotreby medi a spotreby hliníka k celkovým tepelným stratám sa vo všeobecnosti zvyšuje z veľkých na malé, zatiaľ čo podiel strát pri spotrebe železa sa vo všeobecnosti zvyšuje z malých na veľké.Pri malých motoroch majú straty medi najväčší podiel na celkových tepelných stratách. Keď sa kapacita motora zvyšuje, strata rozptylu a strata železa sa približujú a prevyšujú straty medi.
3.2 Na zníženie tepelných strát
Iný je výkon motora, iné je aj zameranie prijatých opatrení.Pri malých motoroch by sa mala najskôr znížiť spotreba medi.Pri motoroch so stredným a vysokým výkonom by sa mala venovať väčšia pozornosť zníženiu strát železa a strát.Názor, že „straty blúdenia sú oveľa menšie ako straty medi a železa“ je jednostranný.
3.3 Podiel rozptylových strát na celkových tepelných stratách veľkých motorov je vyšší
Tento dokument zdôrazňuje, že čím väčší je výkon motora, tým väčšia pozornosť by sa mala venovať zníženiu rozptylových strát.
Čas odoslania: 16. júna 2022