Пошто расподела губитака мотора варира са величином снаге и бројем полова, да бисмо смањили губитак, требало би да се фокусирамо на предузимање мера за главне компоненте губитака различитих снага и броја полова. Неки начини за смањење губитка су укратко описани на следећи начин:

1. Повећајте ефикасне материјале да бисте смањили губитак намотаја и губитак гвожђа

Према принципу сличности мотора, када електромагнетно оптерећење остаје непромењено и не узима се у обзир механички губитак, губитак мотора је приближно пропорционалан коцки линеарне величине мотора, а улазна снага мотора је приближно пропорционално четвртом степену линеарне величине. Из овога се може апроксимирати однос између ефикасности и ефективне употребе материјала. Да би се добио већи простор под одређеним условима величине инсталације, тако да се могу поставити ефикаснији материјали за побољшање ефикасности мотора, величина спољашњег пречника штанцања статора постаје важан фактор. У оквиру истог опсега машина, амерички мотори имају већу снагу од европских мотора. Да би се олакшало расипање топлоте и смањио пораст температуре, амерички мотори углавном користе статорске пробоје са већим спољним пречникима, док европски мотори углавном користе статорске штанце са мањим спољним пречником због потребе за структуралним дериватима као што су мотори отпорни на експлозију и да би се смањио количина бакра који се користи на крају намотаја и трошкови производње.

2. Користите боље магнетне материјале и процесне мере за смањење губитка гвожђа

Магнетна својства (магнетна пермеабилност и јединични губитак гвожђа) материјала језгра имају велики утицај на ефикасност и друге перформансе мотора. Истовремено, цена материјала језгра је главни део трошкова мотора. Стога је избор одговарајућих магнетних материјала кључ за пројектовање и производњу мотора високе ефикасности. Код мотора веће снаге губитак гвожђа чини значајан део укупног губитка. Стога, смањење вредности јединичног губитка материјала језгра ће помоћи у смањењу губитка гвожђа мотора. Због дизајна и производње мотора, губитак гвожђа мотора знатно премашује вредност израчунату према јединичној вредности губитка гвожђа коју обезбеђује челичана. Стога се јединична вредност губитка гвожђа генерално повећава за 1,5~2 пута током пројектовања да би се узео у обзир повећање губитка гвожђа.

Главни разлог за повећање губитка гвожђа је тај што се јединична вредност губитка гвожђа у челичани добија испитивањем узорка тракастог материјала према методи Епстеин квадратног круга. Међутим, материјал је подвргнут великом напрезању након пробијања, стрижења и ламинирања, а губитак ће се повећати. Поред тога, постојање прореза за зубе узрокује ваздушне празнине, што доводи до губитака без оптерећења на површини језгра узрокованих хармонијским магнетним пољем зуба. Ово ће довести до значајног повећања губитка гвожђа мотора након што је произведен. Стога, поред одабира магнетних материјала са мањим јединичним губитком гвожђа, потребно је контролисати притисак ламинације и предузети неопходне процесне мере за смањење губитка гвожђа. С обзиром на цену и факторе процеса, висококвалитетни челични лимови и лимови од силицијумског челика тањи од 0,5 мм се не користе много у производњи високоефикасних мотора. Обично се користе лимови од електричног челика без силицијума са ниским садржајем угљеника или хладно ваљани челични лим са ниским садржајем силицијума. Неки произвођачи малих европских мотора користили су лимове од електричног челика без силицијума са јединичном вредношћу губитка гвожђа од 6,5в/кг. Последњих година, челичане су лансирале Полицор420 лимове од електричног челика са просечним губитком од 4,0в/кг, чак нижим од неких челичних лимова са ниским садржајем силицијума. Материјал такође има већу магнетну пермеабилност.

Последњих година, Јапан је развио хладно ваљани челични лим са ниским садржајем силицијума, са оценом 50РМА350, који има малу количину алуминијума и ретких земних метала додат у свој састав, чиме се одржава висока магнетна пермеабилност уз смањење губитака, и јединична вредност губитка гвожђа је 3,12в/кг. Они ће вероватно обезбедити добру материјалну основу за производњу и промоцију мотора високе ефикасности.

3. Смањите величину вентилатора да бисте смањили губитке вентилације

За 2-полне и 4-полне моторе веће снаге, трење ветра има значајан удео. На пример, трење ветра 90кВ 2-полног мотора може достићи око 30% укупног губитка. Трење ветра се углавном састоји од снаге коју троши вентилатор. Пошто је губитак топлоте високоефикасних мотора генерално мали, запремина ваздуха за хлађење се може смањити, а самим тим и снага вентилације. Снага вентилације је приближно пропорционална 4. до 5. степену пречника вентилатора. Стога, ако пораст температуре дозвољава, смањење величине вентилатора може ефикасно смањити трење ветра. Поред тога, разуман дизајн структуре вентилације је такође важан за побољшање ефикасности вентилације и смањење трења ветра. Тестови су показали да се трење ветра 2-полног дела високоефикасног мотора велике снаге може смањити за око 30% у поређењу са обичним моторима. Пошто је вентилациони губитак значајно смањен и не захтева много додатних трошкова, промена дизајна вентилатора је често једна од главних мера које се предузимају за овај део високоефикасних мотора.

4. Смањите залутале губитке кроз мере пројектовања и процеса

Залутали губитак асинхроних мотора углавном је узрокован губицима високе фреквенције у језгри статора и ротора и намотајима узрокованим високим хармоницима магнетног поља. Да би се смањио лутајући губитак оптерећења, амплитуда сваког фазног хармоника се може смањити коришћењем И-Δ серијски повезаних синусоидних намотаја или других намотаја са ниским хармонијама, чиме се смањују лутајући губици. Тестови су показали да употреба синусоидних намотаја може смањити лутајуће губитке у просеку за више од 30%.

5. Побољшајте процес ливења под притиском да бисте смањили губитак ротора

Контролом притиска, температуре и пута пражњења гаса током процеса ливења алуминијума ротора, гас у шипкама ротора може се смањити, чиме се побољшава проводљивост и смањује потрошња алуминијума ротора. Последњих година, Сједињене Државе су успешно развиле опрему за ливење бакарних ротора под притиском и одговарајуће процесе, и тренутно спроводе малу пробну производњу. Прорачуни показују да ако бакарни ротори замене алуминијумске, губици ротора могу бити смањени за око 38%.

6. Примените дизајн рачунарске оптимизације да бисте смањили губитке и побољшали ефикасност

Поред повећања материјала, побољшања перформанси материјала и побољшања процеса, компјутерски оптимизацијски дизајн се користи за разумно одређивање различитих параметара под ограничењима трошкова, перформанси итд., како би се постигло максимално могуће побољшање ефикасности. Употреба оптимизацијског дизајна може значајно скратити време пројектовања мотора и побољшати квалитет дизајна мотора.

---

Време поста: 12.08.2024