Когда двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, он также теряет часть самой энергии.Как правило, потери в двигателе можно разделить на три части: переменные потери, фиксированные потери и паразитные потери.

1. Переменные потери изменяются в зависимости от нагрузки, включая потери на сопротивление статора (потери в меди), потери на сопротивление ротора и потери на сопротивление щеток.

2. Фиксированные потери не зависят от нагрузки, включая потери в сердечнике и механические потери.Потери в железе состоят из потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи, которые пропорциональны квадрату напряжения, а потери на гистерезис также обратно пропорциональны частоте.

3. К прочим паразитным потерям относятся механические потери и другие потери, в том числе потери на трение подшипников и потери на сопротивление ветру, вызванные вращением вентиляторов и роторов.

Классификация потерь двигателя

Несколько мер по снижению потерь двигателя

1 Потери статора

Основными методами уменьшения потерь I^2R статора двигателя являются:

1. Увеличить площадь сечения паза статора.При одинаковом наружном диаметре статора увеличение площади поперечного сечения паза статора приведет к уменьшению площади магнитопровода и увеличению магнитной плотности зубцов.

2. Увеличьте полное соотношение пазов статора, что лучше для небольших низковольтных двигателей.Применение наилучшего размера обмотки и изоляции, а также большой площади поперечного сечения провода может увеличить соотношение полных пазов статора.

3. Постарайтесь сократить длину конца обмотки статора.Потери на конце обмотки статора составляют от 1/4 до 1/2 общих потерь в обмотке.Уменьшение длины конца обмотки может повысить эффективность двигателя.Эксперименты показывают, что длина конца уменьшается на 20%, а потери уменьшаются на 10%.

2 потери ротора

Потери I^2R ротора двигателя в основном связаны с током ротора и сопротивлением ротора.Соответствующие методы энергосбережения следующие:

1. Уменьшить ток ротора, что можно учитывать с точки зрения увеличения напряжения и коэффициента мощности двигателя.

2. Увеличить площадь сечения паза ротора.

3. Уменьшите сопротивление обмотки ротора, например, используя толстые провода и материалы с низким сопротивлением, что более значимо для небольших двигателей, поскольку роторы небольших двигателей обычно имеют литые алюминиевые роторы. Если используются литые медные роторы, общие потери двигатель можно уменьшить на 10–15%, но современный ротор из литой меди требует высокой температуры производства, и эта технология еще не популярна, а его стоимость на 15–20% выше, чем у ротора из литого алюминия.

3 Потеря ядра

Потери в железе двигателя можно уменьшить следующими мерами:

1. Уменьшите магнитную плотность и увеличьте длину железного сердечника, чтобы уменьшить плотность магнитного потока, но соответственно увеличится количество железа, используемого в двигателе.

2. Уменьшите толщину железного листа, чтобы уменьшить потери наведенного тока.Например, замена горячекатаного листа кремнистой стали на холоднокатаный лист кремнистой стали может уменьшить толщину листа кремнистой стали, но тонкий железный лист увеличит количество железных листов и стоимость производства двигателя.

3. Используйте холоднокатаный лист кремнистой стали с хорошей магнитной проницаемостью, чтобы уменьшить потери на гистерезис.

4. Используйте высокоэффективное изоляционное покрытие из железной стружки.

5. Термическая обработка и технология производства, остаточное напряжение после обработки железного сердечника серьезно повлияет на потерю двигателя.При обработке листа кремнистой стали направление резки и напряжение сдвига при штамповке оказывают большее влияние на потери в сердечнике.Резка листа кремнистой стали в направлении прокатки и термообработка штампованного листа кремнистой стали могут снизить потери на 10–20%.

4 Случайная потеря

Сегодня понимание паразитных потерь двигателя все еще находится на стадии исследований.Некоторые из основных методов снижения паразитных потерь на сегодняшний день:

1. Используйте термическую обработку и финишную обработку, чтобы уменьшить короткое замыкание на поверхности ротора.

2. Изоляционная обработка внутренней поверхности паза ротора.

3. Уменьшить гармоники за счет улучшения конструкции обмотки статора.

4. Улучшите конструкцию координации пазов ротора и уменьшите гармоники, увеличьте зубчатое состояние статора и ротора, спроектируйте форму пазов ротора как наклонные пазы и используйте последовательно соединенные синусоидальные обмотки, рассеянные обмотки и обмотки с короткими расстояниями, чтобы значительно уменьшить гармоники высокого порядка. ;Использование магнитного пазового раствора или магнитного пазового клина для замены традиционного изолирующего пазового клина и заполнение паза железного сердечника статора двигателя магнитным пазовым раствором является эффективным методом уменьшения дополнительных паразитных потерь.

5 потери на трение ветра

Потери на трение ветра составляют около 25% от общих потерь двигателя, которым следует уделять должное внимание.Потери на трение в основном вызваны подшипниками и уплотнениями, которые можно уменьшить следующими мерами:

1. Минимизируйте размер вала, но соблюдайте требования к выходному крутящему моменту и динамике ротора.

2. Используйте высокоэффективные подшипники.

3. Используйте эффективную систему смазки и смазку.

4. Используйте передовую технологию уплотнения.

---

Время публикации: 22 июня 2022 г.