Как сделать двигатели высокоэффективными и с низкими потерями?

В связи с вариацией распределения потерь электродвигателей с разной мощностью и числом полюсов необходимо принять меры по снижению потерь, сосредоточившись на основных компонентах потерь с разной мощностью и числом полюсов. Каковы же конкретные способы снижения потерь?

1. Увеличение эффективности материалов для снижения потерь в обмотках и потерях в железе.

Согласно принципу подобия двигателя, когда электромагнитная нагрузка остается постоянной и механические потери не учитываются, потери двигателя приблизительно пропорциональны третьей степени линейного размера двигателя, в то время как входная мощность двигателя приблизительно пропорциональна четвертой степени линейного размера. Из этого можно аппроксимировать соотношение между эффективностью и эффективным использованием материала. Для того чтобы получить большее пространство при определенных условиях размера установки и разместить более эффективные материалы для повышения эффективности двигателя, наружный диаметр пластины статора становится важным фактором.

2. Внедрение более совершенных магнитных материалов и технологических мер для снижения потребления железа.

В двигателях большой мощности потери в стали составляют значительную долю общих потерь, поэтому снижение удельных потерь в материалах железного сердечника поможет снизить потери в стали двигателя.

Стоимость материалов для железного сердечника также составляет значительную часть стоимости электродвигателей, поэтому выбор подходящих магнитных материалов является ключом к проектированию и производству высокоэффективных электродвигателей.

3. Уменьшите вентилятор, чтобы уменьшить потери на вентиляцию.

Для мощных 2-полюсных и 4-полюсных двигателей трение ветра составляет значительную долю, например, трение ветра 90 кВт 2-полюсного двигателя может составлять около 30% от общей потери. Поэтому при условии разрешения на повышение температуры уменьшение размера вентилятора может эффективно снизить потребление трения ветра

4. Сокращение случайных потерь за счет мер по проектированию и технологическому процессу

Потери на рассеяние асинхронных двигателей в основном вызваны высокочастотными потерями, создаваемыми высшими гармониками магнитного поля в сердечниках и обмотках статора и ротора. Эксперименты показали, что использование синусоидальной обмотки может снизить потери на рассеяние в среднем более чем на 30%.

5. Улучшить процесс литья под давлением для снижения потерь ротора.

Контролируя давление, температуру и путь выброса газа во время литья алюминия для ротора, уменьшается количество газа в направляющих стержнях ротора, тем самым улучшая проводимость и снижая расход алюминия ротора. Расчеты показывают, что замена литых алюминиевых роторов на медные роторы может снизить потери ротора примерно на 38%.

6. Применяйте компьютерную оптимизацию проектирования для сокращения потерь и повышения эффективности.

В дополнение к увеличению материалов, улучшению свойств материалов и улучшению процессов, компьютерное проектирование оптимизации принимается для разумного определения различных параметров при соблюдении ограничений, таких как стоимость и производительность, чтобы достичь максимально возможного улучшения эффективности. Принятие оптимизированного проектирования может значительно сократить время проектирования двигателя и повысить качество проектирования двигателя.