Sociale media :

Manieren om motorverliezen te verminderen en de efficiëntie te verbeteren

Omdat de verliesverdeling van de motor varieert met de vermogensgrootte en het aantal polen, moeten we, om het verlies te verminderen, ons concentreren op het nemen van maatregelen voor de belangrijkste verliescomponenten van verschillende vermogens en poolaantallen. Enkele manieren om het verlies te beperken worden als volgt kort beschreven:

1. Verhoog effectieve materialen, verminder wikkelverlies en ijzerverlies

Volgens het motorgelijkenisprincipe, wanneer de elektromagnetische belasting onveranderd blijft en er geen rekening wordt gehouden met het mechanische verlies, is het motorverlies ongeveer evenredig met de kubieke macht van de lineaire grootte van de motor, en is het ingangsvermogen van de motor ruwweg evenredig met de 4e macht van de lineaire maat. Hieruit kan de relatie tussen efficiëntie en effectief materiaalgebruik worden benaderd. Om onder bepaalde omstandigheden van de installatiegrootte een grotere ruimte te verkrijgen, zodat effectievere materialen kunnen worden geplaatst om de motorefficiëntie te verbeteren, wordt de buitendiameter van het statorponsen een belangrijke factor. Amerikaanse motoren hebben een groter vermogen dan Europese motoren binnen hetzelfde machinebasisbereik. Om de warmteafvoer te vergemakkelijken en de temperatuurstijging te verminderen, gebruiken Amerikaanse motoren over het algemeen statorponsen met grotere buitendiameters, terwijl Europese motoren over het algemeen statorponsen met kleinere buitendiameters gebruiken vanwege de behoefte aan structurele afgeleiden zoals explosieveilige motoren en om de hoeveelheid koper gebruikt aan het wikkeleinde en productiekosten.

Manieren om motorverliezen te verminderen en de efficiëntie te verbeteren

2. Gebruik betere magnetische materialen en procesmaatregelen om ijzerverlies te verminderen

De magnetische eigenschappen (magnetische permeabiliteit en eenheidsijzerverlies) van het kernmateriaal hebben een grote invloed op het rendement en andere prestaties van de motor. Tegelijkertijd vormen de kosten van het kernmateriaal het grootste deel van de kosten van de motor. Daarom is de selectie van geschikte magnetische materialen de sleutel tot het ontwerpen en produceren van hoogrendementmotoren. Bij motoren met hoog vermogen is het ijzerverlies verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het totale verlies. Daarom zal het verminderen van de eenheidsverlieswaarde van het kernmateriaal het ijzerverlies van de motor helpen verminderen. Als gevolg van het ontwerp en de fabricage van de motor overschrijdt het ijzerverlies van de motor aanzienlijk de waarde die is berekend op basis van de eenheidswaarde voor ijzerverlies die door de staalfabriek wordt verstrekt. Daarom wordt de eenheidswaarde voor ijzerverlies tijdens het ontwerp doorgaans 1.5 tot 2 keer verhoogd om rekening te houden met de toename van het ijzerverlies.

De reden voor de toename van het ijzerverlies is voornamelijk omdat de eenheidswaarde voor ijzerverlies van de staalfabriek wordt verkregen door het testen van het stripmateriaalmonster volgens de Epstein-vierkantecirkelmethode. Het materiaal wordt echter na het ponsen, knippen en lamineren aan grote spanningen onderworpen, waardoor de verliezen zullen toenemen; bovendien leidt de luchtspleet veroorzaakt door de aanwezigheid van de tandsleuf ertoe dat het harmonische magnetische veld van de tand onbelast verlies op het kernoppervlak veroorzaakt. Deze zullen leiden tot een aanzienlijke toename van het ijzerverlies nadat de motor is vervaardigd. Daarom is het, naast het selecteren van magnetische materialen met een lager ijzerverlies, ook noodzakelijk om de stapeldruk te controleren en de nodige procesmaatregelen te nemen om ijzerverlies te verminderen. Gezien prijs- en procesfactoren worden hoogwaardige siliciumstaalplaten en siliciumstaalplaten dunner dan 0.5 mm niet veel gebruikt bij de productie van hoogrendementsmotoren. Over het algemeen worden siliciumvrije elektrische staalplaten met een laag koolstofgehalte of koudgewalste siliciumstaalplaten met een laag siliciumgehalte gebruikt.

3. Verklein de grootte van de ventilator om ventilatieverlies te verminderen

Bij 2- en 4-polige motoren met een groter vermogen is de windwrijving verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel. De windwrijving van een 90-polige motor van 2 kW kan bijvoorbeeld ongeveer 30% van het totale verlies bedragen. Windwrijving bestaat voornamelijk uit het vermogen dat door de ventilator wordt verbruikt. Omdat het warmteverlies bij hoogrendementmotoren over het algemeen laag is, kan het koelluchtvolume worden verminderd en daarmee ook het ventilatievermogen. Het ventilatievermogen is ongeveer evenredig met de 4e tot 5e macht van de ventilatordiameter. Daarom kan het verkleinen van de ventilatorgrootte, als de temperatuurstijging het toelaat, de windwrijving effectief verminderen. Daarnaast is het redelijke ontwerp van de ventilatiestructuur ook belangrijk voor het verbeteren van de ventilatie-efficiëntie en het verminderen van windwrijving. Uit tests is gebleken dat de windwrijving van het krachtige 2-polige deel van een hoogrendementsmotor met ongeveer 30% kan worden verminderd in vergelijking met die van een gewone motor. Omdat het ventilatieverlies aanzienlijk wordt verminderd en niet veel extra kosten met zich meebrengen, is het veranderen van het ventilatorontwerp vaak een van de belangrijkste maatregelen die voor dit onderdeel van de hoogrendementmotor worden genomen.

4. Reduceer zwerfverliezen door ontwerp- en procesmaatregelen

De zwerfverliezen van asynchrone motoren zijn voornamelijk hoogfrequente verliezen die worden gegenereerd door harmonischen van hoge orde van het magnetische veld in de stator- en rotorkernen en wikkelingen. Om strooiverliezen door belasting te verminderen, kan de amplitude van elke fasebandharmonische worden verminderd door gebruik te maken van een Y-Δ in serie geschakelde sinusoïdale wikkeling of een andere laag-harmonische wikkeling, waardoor strooiverliezen worden verminderd. Experimenten hebben aangetoond dat het gebruik van sinusoïdale wikkelingen de zwerfverliezen met gemiddeld meer dan 30% kan verminderen.

5. Verbeter de spuitgiettechnologie om rotorverliezen te verminderen

Door de druk, de temperatuur en het gasafvoertraject tijdens het gieten van rotoraluminium te regelen, kan het gas in de rotorstaven worden verminderd, waardoor de geleidbaarheid wordt vergroot en het verlies aan rotoraluminium wordt verminderd. De Verenigde Staten hebben de afgelopen jaren met succes spuitgietapparatuur voor koperen rotors en bijbehorende processen ontwikkeld en voeren momenteel kleinschalige proefproductie uit. Uit berekeningen blijkt dat als gegoten koperen rotoren gegoten aluminium rotoren vervangen, de rotorverliezen met ongeveer 38% kunnen worden verminderd.

6. Pas het computeroptimalisatieontwerp toe om verliezen te verminderen en de efficiëntie te verbeteren

Naast het vergroten van materialen, het verbeteren van materiaalprestaties en het verbeteren van processen, wordt computeroptimalisatieontwerp gebruikt om verschillende parameters redelijkerwijs te bepalen onder de beperkingen van kosten en prestaties, om de maximaal mogelijke verbetering in efficiëntie te verkrijgen. Het gebruik van optimalisatieontwerp kan de tijd voor motorontwerp aanzienlijk verkorten en de kwaliteit van het motorontwerp verbeteren.

Geef uw bedrijf een boost met onze professionele diensten

Vraag snel een offerte aan

Wij nemen binnen 1 werkdag contact met u op, let alstublieft goed op de e-mail.

De E-book van energiebesparende renovatieprojecten

Opmerking: uw e-mailgegevens worden strikt vertrouwelijk behandeld.