Eftersom motorns förlustfördelning varierar med effektstorleken och antalet poler, bör vi för att minska förlusten fokusera på att vidta åtgärder för de huvudsakliga förlustkomponenterna av olika effekter och polnummer. Några sätt att minska förlusten beskrivs kortfattat enligt följande:

1. Öka effektiva material för att minska lindningsförluster och järnförluster

Enligt likhetsprincipen för motorer, när den elektromagnetiska belastningen förblir oförändrad och den mekaniska förlusten inte beaktas, är förlusten av motorn ungefär proportionell mot kuben av motorns linjära storlek, och motorns ineffekt är ungefär proportionell mot den linjära storlekens fjärde potens. Utifrån detta kan förhållandet mellan effektivitet och effektiv materialanvändning approximeras. För att erhålla ett större utrymme under vissa installationsstorleksförhållanden så att effektivare material kan placeras för att förbättra motorns effektivitet, blir statorstansens ytterdiameterstorlek en viktig faktor. Inom samma maskinbasområde har amerikanska motorer större effekt än europeiska motorer. För att underlätta värmeavledning och minska temperaturökning använder amerikanska motorer i allmänhet statorstansar med större ytterdiametrar, medan europeiska motorer i allmänhet använder statorstansar med mindre ytterdiametrar på grund av behovet av strukturella derivator såsom explosionssäkra motorer och för att minska mängd koppar som används i lindningsänden och produktionskostnader.

2. Använd bättre magnetiska material och processåtgärder för att minska järnförlusten

De magnetiska egenskaperna (magnetisk permeabilitet och enhetsjärnförlust) hos kärnmaterialet har stor inverkan på motorns effektivitet och andra prestanda. Samtidigt är kostnaden för kärnmaterialet huvuddelen av kostnaden för motorn. Därför är valet av lämpliga magnetiska material nyckeln till att designa och tillverka högeffektiva motorer. I motorer med högre effekt står järnförlusten för en betydande del av den totala förlusten. Därför kommer en minskning av kärnmaterialets enhetsförlustvärde att bidra till att minska motorns järnförlust. På grund av motorns design och tillverkning överstiger motorns järnförlust avsevärt det värde som beräknats enligt enhetsvärdet för järnförlust som tillhandahålls av stålverket. Därför ökas enhetsjärnförlustvärdet i allmänhet med 1,5 ~ 2 gånger under design för att ta hänsyn till ökningen av järnförlust.

Den främsta orsaken till ökningen av järnförlusten är att stålverkets enhetsjärnförlustvärde erhålls genom att testa bandmaterialprovet enligt Epsteins kvadratcirkelmetoden. Materialet utsätts dock för stora påfrestningar efter stansning, klippning och laminering och förlusten kommer att öka. Dessutom orsakar existensen av tandslitsen luftgap, vilket leder till tomgångsförluster på kärnans yta orsakade av tandens harmoniska magnetfält. Dessa kommer att leda till en betydande ökning av järnförlusten i motorn efter att den har tillverkats. Därför, förutom att välja magnetiska material med lägre enhetsjärnförlust, är det nödvändigt att kontrollera lamineringstrycket och vidta nödvändiga processåtgärder för att minska järnförlusten. Med tanke på pris- och processfaktorer används högkvalitativa kiselstålplåtar och kiselstålplåtar tunnare än 0,5 mm inte mycket vid tillverkning av högeffektiva motorer. I allmänhet används kiselfria elektriska stålplåtar med låg kolhalt eller kallvalsade kiselstålplåtar med låg kiselhalt. Vissa tillverkare av små europeiska motorer har använt kiselfria elektriska stålplåtar med ett järnförlustvärde på 6,5 w/kg. Under de senaste åren har stålverk lanserat Polycor420 elektriska stålplåtar med en genomsnittlig enhetsförlust på 4,0 w/kg, till och med lägre än vissa lågkiselhaltiga stålplåtar. Materialet har även en högre magnetisk permeabilitet.

Under de senaste åren har Japan utvecklat en kallvalsad stålplåt med låg kiselhalt med en kvalitet på 50RMA350, som har tillsatt en liten mängd aluminium och sällsynta jordartsmetaller till sin sammansättning, och därigenom bibehåller en hög magnetisk permeabilitet samtidigt som förlusterna minskar, och dess enhetsjärnförlustvärde är 3,12w/kg. Dessa kommer sannolikt att ge en god materiell grund för produktion och marknadsföring av högeffektiva motorer.

3. Minska storleken på fläkten för att minska ventilationsförlusterna

För större 2-poliga och 4-poliga motorer står vindfriktionen för en betydande andel. Till exempel kan vindfriktionen hos en 90kW 2-polig motor nå cirka 30 % av den totala förlusten. Vindfriktionen består huvudsakligen av den effekt som fläkten förbrukar. Eftersom värmeförlusten hos högeffektiva motorer generellt sett är låg kan kylluftsvolymen minskas, och därmed kan även ventilationseffekten minskas. Ventilationseffekten är ungefär proportionell mot den 4:e till 5:e potensen av fläktdiametern. Därför, om temperaturökningen tillåter, kan en minskning av fläktstorleken effektivt minska vindfriktionen. Dessutom är den rimliga utformningen av ventilationsstrukturen också viktig för att förbättra ventilationseffektiviteten och minska vindfriktionen. Tester har visat att vindfriktionen hos den högeffektiva 2-poliga delen av en högeffektiv motor kan minskas med cirka 30 % jämfört med vanliga motorer. Eftersom ventilationsförlusten minskar avsevärt och inte kräver mycket merkostnader, är ändring av fläktdesignen ofta en av de viktigaste åtgärderna som vidtas för denna del av högeffektiva motorer.

4. Minska herrelösa förluster genom design- och processåtgärder

Strömförlusten hos asynkronmotorer orsakas huvudsakligen av högfrekventa förluster i stator- och rotorkärnorna och lindningarna orsakade av övertoner av hög ordning i magnetfältet. För att minska belastningsförlusten kan amplituden för varje fasöverton reduceras genom att använda Y-A-seriekopplade sinuslindningar eller andra lågharmoniska lindningar, och därigenom reducera ströförlusten. Tester har visat att användningen av sinusformade lindningar kan minska ströförlusterna med mer än 30 % i genomsnitt.

5. Förbättra pressgjutningsprocessen för att minska rotorförlusten

Genom att kontrollera trycket, temperaturen och gasutloppsbanan under gjutningsprocessen för rotoraluminium kan gasen i rotorstängerna reduceras, vilket förbättrar konduktiviteten och minskar rotorns aluminiumförbrukning. Under de senaste åren har USA framgångsrikt utvecklat kopparrotorpressgjutningsutrustning och motsvarande processer och bedriver för närvarande småskalig provproduktion. Beräkningar visar att om kopparrotorer ersätter aluminiumrotorer kan rotorförlusterna minskas med cirka 38 %.

6. Använd datoroptimeringsdesign för att minska förlusterna och förbättra effektiviteten

Förutom att öka material, förbättra materialprestanda och förbättra processer, används datoroptimeringsdesign för att rimligen bestämma olika parametrar under begränsningarna av kostnad, prestanda, etc., för att uppnå maximala möjliga förbättringar i effektivitet. Användningen av optimeringsdesign kan avsevärt förkorta tiden för motordesign och förbättra kvaliteten på motordesign.

---

Posttid: Aug-12-2024