กฎการเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของการสูญเสียมอเตอร์และมาตรการรับมือ

การสูญเสียของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสสามารถแบ่งออกเป็นการสูญเสียทองแดง การสูญเสียอลูมิเนียม การสูญเสียธาตุเหล็ก การสูญเสียที่หลงทาง และการสูญเสียลม สี่รายการแรกคือการสูญเสียความร้อน และผลรวมของการสูญเสียเหล่านี้เรียกว่าการสูญเสียความร้อนทั้งหมดสัดส่วนของการสูญเสียทองแดง การสูญเสียอลูมิเนียม การสูญเสียเหล็ก และการสูญเสียการหลงทางต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมดจะถูกอธิบายเมื่อกำลังเปลี่ยนจากน้อยไปมากจากตัวอย่างนี้ แม้ว่าสัดส่วนการใช้ทองแดงและการใช้อลูมิเนียมในการสูญเสียความร้อนทั้งหมดจะผันผวน แต่โดยทั่วไปแล้วจะลดลงจากมากไปน้อย ซึ่งแสดงแนวโน้มลดลงในทางตรงกันข้าม การสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียหลงทาง แม้ว่าจะมีความผันผวน โดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากเล็กไปหามาก ซึ่งแสดงแนวโน้มขาขึ้นเมื่อพลังงานมีขนาดใหญ่เพียงพอ การกระจายตัวของการกระจายตัวของเหล็กจะเกินกว่าการกระจายตัวของทองแดงบางครั้งการสูญเสียหลงทางมีมากกว่าการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็ก และกลายเป็นปัจจัยแรกของการสูญเสียความร้อนการวิเคราะห์มอเตอร์ Y2 อีกครั้งและสังเกตการเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของการสูญเสียต่างๆ ต่อการสูญเสียทั้งหมดเผยให้เห็นกฎที่คล้ายคลึงกันจากการยอมรับกฎข้างต้น สรุปได้ว่ามอเตอร์กำลังที่แตกต่างกันมีการเน้นที่แตกต่างกันในการลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียความร้อนสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก ควรลดการสูญเสียทองแดงก่อน สำหรับมอเตอร์ขนาดกลางและกำลังสูง การสูญเสียธาตุเหล็กควรมุ่งเน้นไปที่การลดการสูญเสียที่หลงทางมุมมองที่ว่า “การสูญเสียที่หลงเหลือน้อยกว่าการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็ก” นั้นเป็นความเห็นฝ่ายเดียวเน้นเป็นพิเศษว่ายิ่งมีกำลังมอเตอร์มากเท่าใด ควรให้ความสำคัญกับการลดการสูญเสียที่หลงทางมากขึ้นเท่านั้นมอเตอร์ความจุปานกลางและขนาดใหญ่ใช้ขดลวดไซน์ซอยด์เพื่อลดศักย์แม่เหล็กฮาร์มอนิกและการสูญเสียหลงทาง และผลที่ได้มักจะดีมากโดยทั่วไปมาตรการต่างๆ เพื่อลดการสูญเสียจรจัดไม่จำเป็นต้องเพิ่มวัสดุที่มีประสิทธิภาพ

การแนะนำ

การสูญเสียของมอเตอร์ AC สามเฟสสามารถแบ่งออกเป็นการสูญเสียทองแดง PCu การสูญเสียอลูมิเนียม PAl การสูญเสียเหล็ก PFe การสูญเสียหลงทาง Ps การสึกหรอของลม Pfw สี่รายการแรกคือการสูญเสียความร้อน ผลรวมเรียกว่าการสูญเสียความร้อนทั้งหมด PQ โดยการสูญเสียหลงทาง เป็นสาเหตุให้เกิดการสูญเสียทั้งหมด ยกเว้นการสูญเสียทองแดง PCu การสูญเสียอลูมิเนียม PAl การสูญเสียเหล็ก PFe และการสึกหรอของลม Pfw รวมถึงศักย์แม่เหล็กฮาร์มอนิก สนามแม่เหล็กรั่ว และกระแสด้านข้างของราง

เนื่องจากความยากลำบากในการคำนวณการสูญเสียที่หลงทางและความซับซ้อนของการทดสอบ หลายประเทศจึงกำหนดให้การคำนวณการสูญเสียที่หลงทางนั้นเท่ากับ 0.5% ของกำลังอินพุตของมอเตอร์ ซึ่งทำให้ความขัดแย้งง่ายขึ้นอย่างไรก็ตาม ค่านี้หยาบมาก การออกแบบและกระบวนการที่แตกต่างกันมักจะแตกต่างกันมาก ซึ่งยังซ่อนความขัดแย้งและไม่สามารถสะท้อนสภาพการทำงานจริงของมอเตอร์ได้อย่างแท้จริงล่าสุด การกระจายตัวของสุนัขจรจัดที่วัดได้ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆในยุคของการบูรณาการทางเศรษฐกิจทั่วโลก เป็นแนวโน้มทั่วไปที่จะมีวิธีการบูรณาการกับมาตรฐานสากลที่เป็นการคาดการณ์ล่วงหน้า

ในบทความนี้จะศึกษามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส เมื่อกำลังเปลี่ยนจากน้อยไปมาก สัดส่วนของ PCu ที่สูญเสียทองแดง, PAl ที่สูญเสียจากอะลูมิเนียม, PFe ที่สูญเสียธาตุเหล็ก และการสูญเสีย Ps ที่หลงเหลือไปต่อ PQ ที่สูญเสียความร้อนทั้งหมดจะเปลี่ยนไป และจะได้รับมาตรการรับมือ การออกแบบและการผลิตมีความสมเหตุสมผลและดีขึ้น

1. การวิเคราะห์การสูญเสียของมอเตอร์

1.1 ขั้นแรกให้สังเกตตัวอย่างโรงงานแห่งหนึ่งส่งออกผลิตภัณฑ์ซีรีส์ E ของมอเตอร์ไฟฟ้า และเงื่อนไขทางเทคนิคจะกำหนดการสูญเสียที่หลงทางที่วัดได้เพื่อให้ง่ายต่อการเปรียบเทียบ ก่อนอื่นเรามาดูมอเตอร์ 2 ขั้วซึ่งมีกำลังตั้งแต่ 0.75kW ถึง 315kWจากผลการทดสอบ คำนวณอัตราส่วนของการสูญเสียทองแดง PCu, การสูญเสียอลูมิเนียม PAl, การสูญเสียเหล็ก PFe และการสูญเสีย Ps จรจัดต่อ PQ การสูญเสียความร้อนทั้งหมด ดังแสดงในรูปที่ 1ลำดับในรูปคืออัตราส่วนของการสูญเสียความร้อนต่างๆ ต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมด (%), Abscissa คือกำลังมอเตอร์ (kW), เส้นหักที่มีเพชรคือสัดส่วนการใช้ทองแดง, เส้นหักที่มีสี่เหลี่ยมคือ สัดส่วนการใช้อะลูมิเนียม และเส้นหักของสามเหลี่ยมคืออัตราส่วนการสูญเสียเหล็ก และเส้นขาดที่มีกากบาทคืออัตราส่วนของการสูญเสียที่หลงทาง

รูปที่ 1 แผนภูมิเส้นขาดของสัดส่วนการใช้ทองแดง การใช้อลูมิเนียม การใช้เหล็ก การกระจายตัวที่หลงเหลือ และการสูญเสียความร้อนรวมของมอเตอร์ 2 ขั้ว ซีรีส์ E

(1) เมื่อกำลังของมอเตอร์เปลี่ยนจากเล็กไปใหญ่ สัดส่วนการใช้ทองแดงแม้ว่าจะมีความผันผวน โดยทั่วไปจะลดลงจากมากไปหาน้อย ซึ่งมีแนวโน้มลดลง 0.75kW และ 1.1kW คิดเป็นประมาณ 50% ในขณะที่ 250kW และ 315kW น้อยกว่า สัดส่วนการใช้อะลูมิเนียม 20% ก็เปลี่ยนจากมากไปหาน้อยโดยทั่วไป ซึ่งแสดงแนวโน้มลดลง แต่การเปลี่ยนแปลงไม่มาก

(2) จากกำลังมอเตอร์ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ สัดส่วนการสูญเสียธาตุเหล็กจะเปลี่ยนแปลง แม้ว่าจะมีความผันผวน แต่โดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากเล็กไปใหญ่ ซึ่งแสดงถึงแนวโน้มขาขึ้น0.75kW~2.2kW คือประมาณ 15% และเมื่อมากกว่า 90kW จะเกิน 30% ซึ่งมากกว่าการใช้ทองแดง

(3) การเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของการกระจายตัวที่หลงทาง แม้ว่าจะมีความผันผวน โดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากเล็กไปหามาก ซึ่งแสดงแนวโน้มขาขึ้น0.75kW ~ 1.5kW ประมาณ 10% ในขณะที่ 110kW ใกล้เคียงกับการใช้ทองแดง สำหรับข้อกำหนดที่มากกว่า 132kW การสูญเสียที่หลงเหลือส่วนใหญ่เกินกว่าการใช้ทองแดงการสูญเสียหลงทางที่ 250kW และ 315kW นั้นเกินกว่าการสูญเสียทองแดงและเหล็ก และกลายเป็นปัจจัยแรกในการสูญเสียความร้อน

มอเตอร์ 4 ขั้ว (ละเว้นแผนภาพเส้น)การสูญเสียธาตุเหล็กที่สูงกว่า 110kW นั้นมากกว่าการสูญเสียทองแดง และการสูญเสียจรจัดที่ 250kW และ 315kW นั้นมากกว่าการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็ก กลายเป็นปัจจัยแรกในการสูญเสียความร้อนผลรวมของการใช้ทองแดงและการใช้อลูมิเนียมของมอเตอร์ 2-6 โพลซีรีส์นี้ มอเตอร์ขนาดเล็กคิดเป็นประมาณ 65% ถึง 84% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่ลดลงเหลือ 35% ถึง 50% ในขณะที่เหล็ก การบริโภคเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม มอเตอร์ขนาดเล็กคิดเป็นประมาณ 65% ถึง 84% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด การสูญเสียความร้อนทั้งหมดอยู่ที่ 10% ถึง 25% ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 26% ถึง 38%การสูญเสียหลงทาง มอเตอร์ขนาดเล็กมีสัดส่วนประมาณ 6% ถึง 15% ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นเป็น 21% ถึง 35%เมื่อพลังงานมีขนาดใหญ่เพียงพอ การสูญเสียเหล็กที่สูญเสียจะเกินการสูญเสียทองแดงบางครั้งการสูญเสียที่หลงเหลือมากกว่าการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็ก กลายเป็นปัจจัยแรกในการสูญเสียความร้อน

มอเตอร์ 2 ขั้วซีรีส์ R 1.2 วัดการสูญเสียที่หลงทาง

จากผลการทดสอบ จะได้อัตราส่วนของการสูญเสียทองแดง การสูญเสียเหล็ก การสูญเสียจรจัด ฯลฯ ต่อ PQ การสูญเสียความร้อนทั้งหมดรูปที่ 2 แสดงการเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของกำลังมอเตอร์ต่อการสูญเสียทองแดงลำดับในรูปคืออัตราส่วน (%) ของการสูญเสียทองแดงจรจัดต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมด Abscissa คือกำลังมอเตอร์ (kW) เส้นหักที่มีเพชรคืออัตราส่วนของการสูญเสียทองแดง และเส้นหักที่มีสี่เหลี่ยมคือ อัตราส่วนการสูญเสียที่หลงทางรูปที่ 2 แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าโดยทั่วไป ยิ่งมีกำลังของมอเตอร์มากเท่าใด สัดส่วนของการสูญเสียที่หลงทางต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมดซึ่งกำลังเพิ่มสูงขึ้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นรูปที่ 2 ยังแสดงให้เห็นว่าสำหรับขนาดที่มากกว่า 150kW การสูญเสียที่หลงเหลือมากกว่าการสูญเสียทองแดงมอเตอร์มีหลายขนาด และการสูญเสียการหลงทางคือ 1.5 ถึง 1.7 เท่าของการสูญเสียทองแดง

กำลังของมอเตอร์ 2 ขั้วซีรีส์นี้มีตั้งแต่ 22kW ถึง 450kW อัตราส่วนของการสูญเสียจรจัดที่วัดได้ต่อ PQ เพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 20% เป็นเกือบ 40% และช่วงการเปลี่ยนแปลงก็กว้างมากหากแสดงโดยอัตราส่วนของการสูญเสียที่หลงทางที่วัดได้ต่อกำลังเอาต์พุตที่กำหนด จะอยู่ที่ประมาณ (1.1~1.3)%; ถ้าแสดงโดยอัตราส่วนของการสูญเสียหลงทางที่วัดได้ต่อกำลังไฟฟ้าเข้าจะอยู่ที่ประมาณ (1.0~1.2)% ส่วนสองหลัง อัตราส่วนของการแสดงออกไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก และเป็นการยากที่จะเห็นการเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของหลงทาง สูญเสีย PQดังนั้น การสังเกตการสูญเสียความร้อน โดยเฉพาะอัตราส่วนของการสูญเสียจรจัดต่อ PQ จะสามารถเข้าใจกฎการสูญเสียความร้อนที่เปลี่ยนแปลงได้ดีขึ้น

การสูญเสียการหลงทางที่วัดได้ในสองกรณีข้างต้นใช้วิธีการ IEEE 112B ในสหรัฐอเมริกา

รูปที่ 2 แผนภูมิเส้นแสดงอัตราส่วนของการสูญเสียทองแดงจรจัดต่อการสูญเสียความร้อนรวมของมอเตอร์ 2 ขั้วซีรีส์ R

1.3 มอเตอร์ซีรีย์ Y2

เงื่อนไขทางเทคนิคกำหนดให้การสูญเสียที่หลงทางอยู่ที่ 0.5% ของกำลังไฟฟ้าเข้า ในขณะที่ GB/T1032-2005 จะกำหนดค่าที่แนะนำของการสูญเสียที่หลงทาง ตอนนี้ใช้วิธีที่ 1 และสูตรคือ Ps=(0.025-0.005×lg(PN))×P1 สูตร PN- คือกำลังไฟพิกัด; P1- คือกำลังไฟฟ้าเข้า

เราถือว่าค่าที่วัดได้ของการสูญเสียที่หลงทางนั้นเท่ากับค่าที่แนะนำ และคำนวณการคำนวณทางแม่เหล็กไฟฟ้าอีกครั้ง จากนั้นคำนวณอัตราส่วนของการสูญเสียความร้อนทั้งสี่ที่เกิดจากการใช้ทองแดง การใช้อลูมิเนียม และการใช้เหล็ก ต่อ PQ การสูญเสียความร้อนทั้งหมด .การเปลี่ยนแปลงสัดส่วนยังเป็นไปตามกฎข้างต้น

นั่นคือ: เมื่อพลังงานเปลี่ยนจากน้อยไปหามาก สัดส่วนการใช้ทองแดงและอลูมิเนียมโดยทั่วไปจะลดลงจากมากไปน้อย ซึ่งแสดงถึงแนวโน้มลดลงในทางกลับกัน สัดส่วนของการสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียที่หลงเหลือโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากเล็กน้อยไปหามาก ซึ่งแสดงแนวโน้มขาขึ้นไม่ว่าจะเป็นแบบ 2 ขั้ว 4 ขั้ว หรือ 6 ขั้วก็ตาม ถ้ากำลังมากกว่ากำลังที่กำหนด การสูญเสียธาตุเหล็กจะเกินการสูญเสียทองแดง สัดส่วนการสูญเสียที่หลงทางก็จะเพิ่มขึ้นจากน้อยไปหามาก โดยค่อยๆ เข้าใกล้การสูญเสียทองแดง หรือแม้กระทั่งเกินการสูญเสียทองแดงการกระจายตัวที่หลงทางมากกว่า 110kW ใน 2 เสากลายเป็นปัจจัยแรกในการสูญเสียความร้อน

รูปที่ 3 เป็นกราฟเส้นหักของอัตราส่วนของการสูญเสียความร้อนสี่ครั้งต่อ PQ สำหรับมอเตอร์ 4 ขั้วซีรีส์ Y2 (สมมติว่าค่าที่วัดได้ของการสูญเสียจากการจรจัดเท่ากับค่าที่แนะนำข้างต้น และความสูญเสียอื่นๆ จะถูกคำนวณตามค่า) .พิกัดคืออัตราส่วนของการสูญเสียความร้อนต่างๆ ต่อ PQ (%) และค่า Abscissa คือกำลังมอเตอร์ (kW)เห็นได้ชัดว่าการสูญเสียเหล็กจรจัดที่สูงกว่า 90kW นั้นมากกว่าการสูญเสียทองแดง

รูปที่ 3 แผนภูมิเส้นหักของอัตราส่วนการใช้ทองแดง การใช้อลูมิเนียม การใช้เหล็ก และการกระจายตัวที่หลงเหลือต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมดของมอเตอร์ 4 ขั้วซีรีส์ Y2

1.4 วรรณกรรมศึกษาอัตราส่วนของการสูญเสียต่าง ๆ ต่อการสูญเสียทั้งหมด (รวมถึงการเสียดสีลม)

พบว่าการใช้ทองแดงและการใช้อะลูมิเนียมคิดเป็น 60% ถึง 70% ของการสูญเสียทั้งหมดในมอเตอร์ขนาดเล็ก และลดลงเหลือ 30% ถึง 40% เมื่อกำลังการผลิตเพิ่มขึ้น ในขณะที่ปริมาณการใช้เหล็กกลับตรงกันข้าม %ข้างบน.สำหรับการสูญเสียที่หลงทาง มอเตอร์ขนาดเล็กคิดเป็นประมาณ 5% ถึง 10% ของการสูญเสียทั้งหมด ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่มีสัดส่วนมากกว่า 15%กฎหมายที่เปิดเผยมีความคล้ายคลึงกัน กล่าวคือ เมื่อพลังงานเปลี่ยนจากน้อยไปมาก สัดส่วนของการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียอลูมิเนียมโดยทั่วไปจะลดลงจากมากไปหาน้อย ซึ่งมีแนวโน้มลดลง ในขณะที่สัดส่วนของการสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียหลงทางโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจาก เล็กไปใหญ่แสดงให้เห็นแนวโน้มขาขึ้น -

1.5 สูตรคำนวณค่าแนะนำการสูญเสียหลงตาม GB/T1032-2005 วิธีที่ 1

ตัวเศษคือค่าการสูญเสียที่หลงทางที่วัดได้จากกำลังมอเตอร์ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ สัดส่วนของการสูญเสียที่หลงทางต่อกำลังอินพุตจะเปลี่ยนไป และจะลดลงเรื่อยๆ และช่วงการเปลี่ยนแปลงไม่น้อย ประมาณ 2.5% ถึง 1.1%หากตัวส่วนเปลี่ยนเป็นการสูญเสียทั้งหมด ∑P นั่นคือ Ps/∑P=Ps/P1/(1-η) หากประสิทธิภาพของมอเตอร์เป็น 0.667~0.967 ส่วนกลับของ (1-η) คือ 3~ 30 นั่นคือสิ่งเจือปนที่วัดได้ เมื่อเทียบกับอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าเข้า อัตราส่วนของการสูญเสียการกระจายต่อการสูญเสียทั้งหมดจะถูกขยาย 3 ถึง 30 เท่า ยิ่งพลังสูงเท่าไร เส้นที่ขาดก็จะยิ่งเพิ่มขึ้นเร็วขึ้นเท่านั้นแน่นอนว่าหากนำอัตราส่วนของการสูญเสียจรจัดต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมด “ปัจจัยการขยาย” จะมีค่ามากขึ้นสำหรับมอเตอร์ 450kW ซีรีส์ R 2 ขั้วในตัวอย่างด้านบน อัตราส่วนของการสูญเสียจากการจรจัดต่อกำลังอินพุต Ps/P1 จะน้อยกว่าค่าที่คำนวณได้ที่แนะนำข้างต้นเล็กน้อย และอัตราส่วนของการสูญเสียจากการจรจัดต่อการสูญเสียทั้งหมด ∑P และการสูญเสียความร้อนทั้งหมด PQ คือ 32.8% ตามลำดับ 39.5% เมื่อเทียบกับอัตราส่วนของกำลังอินพุต P1 “ขยาย” ประมาณ 28 เท่าและ 34 เท่าตามลำดับ

วิธีการสังเกตและวิเคราะห์ในบทความนี้คือการใช้อัตราส่วนของการสูญเสียความร้อน 4 ชนิดต่อ PQ ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด ค่าอัตราส่วนมีขนาดใหญ่ และกฎสัดส่วนและการเปลี่ยนแปลงของการสูญเสียต่าง ๆ สามารถมองเห็นได้ชัดเจน นั่นคือ กำลังจากน้อยไปหามาก การใช้ทองแดง และการใช้อลูมิเนียม โดยทั่วไป สัดส่วนเปลี่ยนจากมากไปเล็กโดยแสดงลดลง ในขณะที่สัดส่วนการสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียหลงทางโดยทั่วไปเปลี่ยนจากน้อยไปหามาก ซึ่งแสดงแนวโน้มขาขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งพบว่ายิ่งมีกำลังมอเตอร์มากขึ้น อัตราส่วนของการสูญเสียการจรจัดต่อ PQ ก็จะยิ่งสูงขึ้น ค่อยๆ เข้าใกล้การสูญเสียทองแดง เกินกว่าการสูญเสียทองแดง และกลายเป็นปัจจัยแรกในการสูญเสียความร้อนด้วยซ้ำ เพื่อให้เราสามารถเข้าใจได้อย่างถูกต้อง ตามกฎหมายและใส่ใจกับการลดขนาดมอเตอร์ขนาดใหญ่ การสูญเสียหลงทางเมื่อเปรียบเทียบกับอัตราส่วนของการสูญเสียจรจัดต่อกำลังไฟฟ้าเข้า อัตราส่วนของการสูญเสียจรจัดที่วัดได้ต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมดจะแสดงในรูปแบบอื่นเท่านั้น และไม่เปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพของมัน

2. มาตรการ

การรู้กฎข้างต้นจะเป็นประโยชน์สำหรับการออกแบบและการผลิตมอเตอร์อย่างมีเหตุผลกำลังของมอเตอร์แตกต่างกัน และมาตรการในการลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียความร้อนแตกต่างกัน และการโฟกัสก็แตกต่างกัน

2.1 สำหรับมอเตอร์กำลังต่ำ การใช้ทองแดงคิดเป็นสัดส่วนที่สูงของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด

ดังนั้นการลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นควรลดการใช้ทองแดงก่อน เช่น เพิ่มหน้าตัดของเส้นลวด ลดจำนวนตัวนำต่อช่อง เพิ่มรูปร่างช่องสเตเตอร์ และยืดแกนเหล็กให้ยาวขึ้นในโรงงาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมักจะถูกควบคุมโดยการควบคุมภาระความร้อน AJ ซึ่งถูกต้องสมบูรณ์สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กการควบคุม AJ คือการควบคุมการสูญเสียทองแดงเป็นหลัก การค้นหาการสูญเสียทองแดงสเตเตอร์ของมอเตอร์ทั้งหมดนั้นไม่ใช่เรื่องยากตาม AJ เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของสเตเตอร์ ความยาวครึ่งรอบของขดลวด และความต้านทานของลวดทองแดง

2.2 เมื่อกำลังเปลี่ยนจากน้อยไปหามาก การสูญเสียธาตุเหล็กจะค่อยๆ เข้าใกล้การสูญเสียทองแดง

โดยทั่วไปปริมาณการใช้เหล็กจะเกินปริมาณการใช้ทองแดงเมื่อมีมากกว่า 100kWดังนั้นมอเตอร์ขนาดใหญ่ควรใส่ใจกับการลดการใช้เหล็กสำหรับมาตรการเฉพาะ สามารถใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนการสูญเสียต่ำ ความหนาแน่นของแม่เหล็กของสเตเตอร์ไม่ควรสูงเกินไป และควรให้ความสนใจกับการกระจายความหนาแน่นของแม่เหล็กของแต่ละส่วนอย่างเหมาะสม

โรงงานบางแห่งออกแบบมอเตอร์กำลังสูงบางตัวใหม่และลดรูปร่างช่องสเตเตอร์ลงอย่างเหมาะสมการกระจายความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กมีความสมเหตุสมผล และมีการปรับอัตราส่วนของการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็กอย่างเหมาะสมแม้ว่าความหนาแน่นกระแสสเตเตอร์จะเพิ่มขึ้น โหลดความร้อนจะเพิ่มขึ้น และการสูญเสียทองแดงเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นแม่เหล็กของสเตเตอร์จะลดลง และการสูญเสียธาตุเหล็กจะลดลงมากกว่าการสูญเสียทองแดงที่เพิ่มขึ้นประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการออกแบบเดิม ไม่เพียงแต่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะลดลง แต่ยังช่วยประหยัดปริมาณทองแดงที่ใช้ในสเตเตอร์อีกด้วย

2.3 เพื่อลดการสูญเสียหลงทาง

บทความนี้เน้นย้ำว่ายิ่งมีกำลังมอเตอร์มากเท่าไร ยิ่งควรให้ความสนใจมากขึ้นในการลดการสูญเสียที่หลงทางความคิดเห็นที่ว่า "การสูญเสียที่หลงเหลือน้อยกว่าการสูญเสียทองแดง" ใช้ได้กับมอเตอร์ขนาดเล็กเท่านั้นเห็นได้ชัดว่าจากการสังเกตและการวิเคราะห์ข้างต้น ยิ่งพลังสูงเท่าไรก็ยิ่งเหมาะสมน้อยลงเท่านั้นมุมมองที่ว่า "การสูญเสียที่หลงเหลือน้อยกว่าการสูญเสียธาตุเหล็ก" ก็ไม่เหมาะสมเช่นกัน

อัตราส่วนของค่าที่วัดได้ของการสูญเสียที่หลงทางต่อกำลังอินพุตจะสูงกว่าสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก และอัตราส่วนจะลดลงเมื่อมีกำลังมากขึ้น แต่ไม่สามารถสรุปได้ว่ามอเตอร์ขนาดเล็กควรใส่ใจกับการลดการสูญเสียที่หลงทาง ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่ทำ ไม่จำเป็นต้องลดการสูญเสียที่หลงทาง การสูญเสีย.ในทางตรงกันข้าม ตามตัวอย่างและการวิเคราะห์ข้างต้น ยิ่งมีกำลังของมอเตอร์มากขึ้น อัตราส่วนของการสูญเสียจรจัดต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมดก็จะยิ่งสูงขึ้น การสูญเสียจรจัดและการสูญเสียธาตุเหล็กจะใกล้เคียงหรือมากกว่าการสูญเสียทองแดง ดังนั้นยิ่งมากขึ้น กำลังของมอเตอร์ควรให้ความสนใจมากขึ้น ลดการสูญเสียหลงทาง

2.4 มาตรการลดการสูญเสียหลงทาง

วิธีลดการสูญเสียที่หลงทาง เช่น การเพิ่มช่องว่างอากาศ เนื่องจากการสูญเสียที่หลงเหลือจะเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของช่องว่างอากาศโดยประมาณ ลดศักย์แม่เหล็กฮาร์มอนิก เช่น การใช้ขดลวดไซน์ซอยด์ (ฮาร์มอนิกต่ำ) ช่องใส่พอดี; ลดการ cogging โรเตอร์ใช้ช่องปิดและช่องเปิดของมอเตอร์ไฟฟ้าแรงสูงใช้ลิ่มช่องแม่เหล็ก การรักษาปลอกกระสุนโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อช่วยลดกระแสด้านข้างและอื่น ๆเป็นที่น่าสังเกตว่าโดยทั่วไปแล้วมาตรการข้างต้นไม่จำเป็นต้องมีการเพิ่มวัสดุที่มีประสิทธิภาพการใช้เบ็ดเตล็ดยังเกี่ยวข้องกับสถานะการให้ความร้อนของมอเตอร์ เช่น การกระจายความร้อนที่ดีของขดลวด อุณหภูมิภายในของมอเตอร์ต่ำ และการบริโภคเบ็ดเตล็ดต่ำ

ตัวอย่าง: โรงงานแห่งหนึ่งซ่อมมอเตอร์ที่มี 6 เสาและกำลัง 250kWหลังจากการทดสอบการซ่อมแซม อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นถึง 125K ภายใต้ 75% ของโหลดที่กำหนดจากนั้นช่องว่างอากาศจะถูกกลึงให้เป็น 1.3 เท่าของขนาดดั้งเดิมในการทดสอบภายใต้ภาระที่กำหนด อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจริงลดลงเหลือ 81K ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างเต็มที่ว่าช่องว่างอากาศเพิ่มขึ้น และการกระจายตัวที่หลงทางลดลงอย่างมากศักย์แม่เหล็กฮาร์มอนิกเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการสูญเสียหลงทาง มอเตอร์ที่มีความจุปานกลางและขนาดใหญ่ใช้ขดลวดไซน์ซอยด์เพื่อลดศักย์แม่เหล็กฮาร์มอนิก และมักจะให้ผลลัพธ์ที่ดีมากขดลวดไซน์ซอยด์ที่ออกแบบมาอย่างดีใช้สำหรับมอเตอร์ขนาดกลางและกำลังสูง เมื่อแอมพลิจูดและแอมพลิจูดฮาร์มอนิกลดลง 45% ถึง 55% เมื่อเทียบกับการออกแบบดั้งเดิม การสูญเสียการหลงทางสามารถลดลง 32% ถึง 55% มิฉะนั้น อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะลดลง และประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้น เสียงรบกวนจะลดลงและสามารถประหยัดทองแดงและเหล็กได้

3. บทสรุป

3.1 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส

เมื่อพลังงานเปลี่ยนจากน้อยไปหามาก สัดส่วนการใช้ทองแดงและการใช้อลูมิเนียมต่อการสูญเสียความร้อนทั้งหมดโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากมากไปหาน้อย ในขณะที่สัดส่วนของการสูญเสียการบริโภคเหล็กโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากน้อยไปหามากสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก การสูญเสียทองแดงถือเป็นสัดส่วนสูงสุดของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด เมื่อความจุของมอเตอร์เพิ่มขึ้น การสูญเสียการหลงทางและการสูญเสียธาตุเหล็กจะเข้าใกล้และเกินกว่าการสูญเสียทองแดง

3.2 เพื่อลดการสูญเสียความร้อน

กำลังของมอเตอร์แตกต่างกัน และการมุ่งเน้นของมาตรการที่ใช้ก็แตกต่างกันเช่นกันสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก ควรลดการใช้ทองแดงก่อนสำหรับมอเตอร์กำลังปานกลางและกำลังสูง ควรให้ความสำคัญกับการลดการสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียการหลงทางมากขึ้นมุมมองที่ว่า “การสูญเสียที่หลงเหลือน้อยกว่าการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็ก” นั้นเป็นความเห็นฝ่ายเดียว

3.3 สัดส่วนของการสูญเสียหลงทางในการสูญเสียความร้อนรวมของมอเตอร์ขนาดใหญ่จะสูงกว่า

บทความนี้เน้นย้ำว่ายิ่งมีกำลังมอเตอร์มากเท่าใด ควรให้ความสำคัญกับการลดการสูญเสียที่หลงทางมากขึ้นเท่านั้น