Як підвищити моторику?
Ця ефективність вдвигунна нього впливає невелика кількість втрат, включаючи втрати на опір, механічні втрати, спричинені тертям, втрати, спричинені розсіюванням магнітної енергії в осерді, і різні втрати залежно від типу використовуваного матеріалу. Щоб зробити двигун більш ефективним, ми повинні зменшити втрати в двигуні. Ось кілька методів або порад, які можна застосувати для підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна.
1. Функція корпусу двигуна полягає в забезпеченні механічного захисту обмоток. Він також відповідає за інтерфейс, встановлений на ніжках. Рама двигуна відіграє важливу роль у його теплових характеристиках, оскільки вона відповідає за передачу тепла, що виділяється всередині двигуна, на поверхню рами, де повітря, що нагнітається вентилятором, сприяє розсіюванню тепла. Це зменшить втрати тепла.
2. Ще одна основна порада полягає в тому, щоб підтримувати мінімальний зазор між будь-якими стінками поблизу задньої частини кришки вентилятора, щоб забезпечити забір повітря. Підтримуйте територію навколо двигуна в чистоті та регулярно перевіряйте наявність повітряних пробок, які можуть знизити продуктивність системи охолодження. Тому чим холодніше двигун працює, тим довше він прослужить.
3. Статор є основним компонентом двигуна і викликає 60% втрат, тому, щоб зменшити ці втрати, маса обмотки статора повинна бути великою, оскільки збільшення маси зменшує опір. Високоефективні двигуни містять на 25% більше міді порівняно з двигунами, розробленими для стандартних моделей ефективності.
4. Втрати ротора також вважаються незначним джерелом втрат, головним чином викликаними ступенем ковзання двигуна. Ковзання насправді є різницею між швидкістю магнітного поля (RPM) і фактичними обертами ротора та вала при заданому навантаженні. Серед них ковзання виходить шляхом віднімання швидкості навантаженого двигуна від швидкості ненавантаженого двигуна та ділення її на швидкість навантаженого двигуна. Отже, щоб зменшити ці втрати, необхідно зменшити ковзання, що здійснюється за рахунок збільшення провідності ротора. Мідь необхідно використовувати у великих кількостях через її високу електропровідність. Але мідь має бути лита під тиском, оскільки нещодавно був розроблений процес лиття міді під тиском.
5. Магнітні втрати в сердечнику походять від гістерезису, а 20% загальних втрат викликані вихровими струмами в сердечнику та насиченням. Завдяки використанню високоякісних матеріалів і контролю якості втрати можна мінімізувати, тим самим покращуючи ефективність.
6. Щоб зменшити вплив гістерезису та насичення, для ламінування буде використовуватися сталь, що містить невелику кількість кремнію, замість дешевої вуглецевої сталі. Таким чином можна усунути втрати в сердечнику. Зменшуючи товщину ламінування та збільшуючи довжину ламінування, щільність потоку та втрати серцевини можна мінімізувати.
7. Втрати на вихрові струми можна значною мірою мінімізувати, забезпечивши належну ізоляцію між використовуваними листами або ламінатом.
8. Інтервал змащування залежить від номінальної швидкості двигуна, розміру підшипника, типу мастила та підвищення температури. Тому будьте обережні під час використання мастильних матеріалів. Не змішуйте види мастила, навіть якщо в них використовуються однакові елементи. Якщо в застосуванні використовуються інші мастила, це безпосередньо вплине на продуктивність двигуна.
Як зменшити втрати двигуна?
Оскільки розподіл втрат двигуна змінюється залежно від величини потужності та кількості полюсів, щоб зменшити втрати, ми повинні зосередитися на вживанні заходів для основних компонентів втрат різних потужностей і полюсів. Нижче наведено короткий опис деяких способів зменшення втрат:
1. Збільште ефективність матеріалів, зменшіть втрати обмотки та втрати заліза
Відповідно до принципу подібності двигунів, коли електромагнітне навантаження залишається незмінним і механічні втрати не враховуються, втрати двигуна приблизно пропорційні кубу лінійного розміру двигуна, а вхідна потужність двигуна приблизно пропорційна в четвертому ступені лінійного розміру. З цього можна приблизно визначити співвідношення між ефективністю та ефективним використанням матеріалу. Щоб отримати більший простір за певних умов розміру установки, щоб можна було розмістити більш ефективні матеріали для підвищення ефективності двигуна, розмір зовнішнього діаметра перфорації статора стає важливим фактором. У тому ж базовому діапазоні машин американські двигуни мають більшу продуктивність, ніж європейські. Щоб полегшити розсіювання тепла та зменшити підвищення температури, американські двигуни зазвичай використовують штампи статора з більшим зовнішнім діаметром, тоді як європейські двигуни зазвичай використовують штампи статора з меншим зовнішнім діаметром через потребу в конструктивних похідних, таких як вибухозахищені двигуни, і для зменшення кількість міді, що використовується на кінці обмотки, і витрати на виробництво.
2. Використовуйте кращі магнітні матеріали та технологічні заходи для зменшення втрат заліза
Магнітні властивості (магнітна проникність і втрати заліза) матеріалу сердечника мають великий вплив на ефективність та інші характеристики двигуна. При цьому вартість матеріалу сердечника становить основну частину вартості двигуна. Тому вибір відповідних магнітних матеріалів є ключем до розробки та виробництва високоефективних двигунів. У двигунах високої потужності втрати заліза складають значну частку загальних втрат, тому зменшення одиничного значення втрат матеріалу сердечника допоможе зменшити втрати заліза двигуна. Завдяки конструкції та виробництву двигуна втрати заліза в двигуні значно перевищують значення, розраховане відповідно до значення одиничних втрат заліза, наданого сталеливарним заводом, тому значення втрат заліза за одиницею зазвичай збільшується в 1,5-2 рази під час проектування врахувати збільшення втрати заліза.
Причина збільшення втрат чавуну головним чином полягає в тому, що одиничне значення втрат чавуну сталеливарного заводу отримано шляхом випробування зразка смугового матеріалу за методом квадратного кола Епштейна, але матеріал піддається великому навантаженню після штампування, різання та ламінування. , а втрати збільшаться; крім того, повітряний зазор, спричинений наявністю зубчастої щілини, призводить до гармонічного магнітного поля зубця, що спричиняє втрати без навантаження на поверхні сердечника, що призведе до значного збільшення втрат заліза після виготовлення двигуна. Тому, окрім вибору магнітних матеріалів із меншими втратами заліза, необхідно також контролювати тиск ламінування та вживати необхідних технологічних заходів для зменшення втрат заліза. З огляду на ціну та технологічні фактори, листи високоякісної кремнієвої сталі та листи кремнієвої сталі тонше ніж 0,5 мм рідко використовуються у виробництві високоефективних двигунів. Як правило, використовуються листи електротехнічної сталі з низьким вмістом вуглецю без кремнію або холоднокатані листи з кремнію з низьким вмістом кремнію. Деякі виробники невеликих європейських двигунів використовували листи електротехнічної сталі без кремнію з одиничним значенням втрати заліза 6,5 Вт/кг. Останніми роками металургійні заводи почали випуск електротехнічної сталі Polycor420 із середніми одиничними втратами 4,0 Вт/кг, що навіть менше, ніж у деяких листів сталі з низьким вмістом кремнію. Також матеріал має більш високу магнітну проникність.
В останні роки Японія розробила холоднокатаний сталевий лист із низьким вмістом кремнію маркою 50RMA350. До його складу додається невелика кількість алюмінію і рідкоземельних металів, завдяки чому зберігається більш висока магнітна проникність при зниженні втрат. Його одиничне значення втрати заліза становить 3,12 Вт/кг. Усе це, ймовірно, забезпечить кращу матеріальну основу для виробництва та просування високоефективних двигунів.
3. Зменшіть розмір вентилятора, щоб зменшити втрати вентиляції
Для потужніших 2- та 4-полюсних двигунів тертя вітру становить значну частку. Наприклад, тертя від вітру 2-полюсного двигуна потужністю 90 кВт може досягати приблизно 30% загальних втрат. Тертя вітру в основному складається з потужності, споживаної вентилятором. Оскільки втрати тепла високоефективних двигунів, як правило, низькі, об’єм охолоджуючого повітря можна зменшити, а отже, і потужність вентиляції. Потужність вентиляції приблизно пропорційна 4-5 ступеням діаметра вентилятора. Тому, якщо підвищення температури дозволено, зменшення розміру вентилятора може ефективно зменшити тертя вітру. Крім того, розумна конструкція вентиляційної конструкції також важлива для підвищення ефективності вентиляції та зменшення тертя від вітру. Випробування показали, що тертя вітру потужної 2-полюсної частини високоефективного двигуна можна зменшити приблизно на 30% порівняно зі звичайним двигуном. Оскільки втрати вентиляції значно зменшуються і не потребують значних додаткових витрат, зміна конструкції вентилятора часто є одним із основних заходів, які застосовуються для цієї частини високоефективних двигунів.
4. Зменшення паразитних втрат за допомогою проектних і технологічних заходів
Блукаючі втрати асинхронних двигунів - це в основному високочастотні втрати, породжені високими гармоніками магнітного поля в сердечниках і обмотках статора і ротора. Щоб зменшити втрати розсіяного навантаження, амплітуду кожної фазової гармоніки можна зменшити за допомогою послідовно з’єднаної синусоїдальної обмотки Y-Δ або іншої обмотки з низьким рівнем гармоніки, таким чином зменшивши втрати розсіяного сигналу. Експерименти показують, що використання синусоїдальної обмотки може зменшити паразитні втрати в середньому більш ніж на 30%.
5. Удосконалити процес лиття під тиском, щоб зменшити втрати ротора
Контролюючи тиск, температуру та шлях газорозряду під час відливання алюмінію ротора, можна зменшити кількість газу в стрижнях ротора, тим самим покращуючи провідність і зменшуючи втрати алюмінію ротора. В останні роки Сполучені Штати успішно розробили обладнання для лиття під тиском мідного ротора та відповідні процеси, і зараз проводять невелике пробне виробництво. Розрахунки показують, що якщо мідний ротор замінити алюмінієвий, втрати ротора можна зменшити приблизно на 38%.
6. Застосуйте дизайн комп'ютерної оптимізації для зменшення втрат і підвищення ефективності
На додаток до збільшення кількості матеріалів, покращення властивостей матеріалів і вдосконалення процесів, комп’ютерна оптимізація проектування використовується для обґрунтованого визначення різних параметрів за умов обмежень вартості та продуктивності, таким чином досягаючи максимально можливого підвищення ефективності. Використання оптимізованої конструкції дозволяє значно скоротити час проектування двигуна та підвищити якість конструкції двигуна.
Час публікації: 05 серпня 2024 р
