Gubitak trofaznog izmjeničnog motora može se podijeliti na gubitak bakra, gubitak aluminija, gubitak željeza, gubitak od lutanja i gubitak vjetra.Prva četiri su toplinski gubici, a zbroj se naziva ukupnim toplinskim gubicima.Udio gubitka bakra, gubitka aluminija, gubitka željeza i raspršenog gubitka u ukupnom gubitku topline objašnjen je kada se snaga mijenja s male na veliku.Kroz primjer, iako udio potrošnje bakra i potrošnje aluminija u ukupnom gubitku topline varira, općenito se smanjuje od velikog do malog, pokazujući silazni trend.Naprotiv, gubitak željeza i zalutali gubitak, iako postoje fluktuacije, općenito se povećavaju od malih do velikih, pokazujući uzlazni trend.Kada je snaga dovoljno velika, izgubljeni gubitak željeza premašuje gubitak bakra.Ponekad zalutali gubitak premašuje gubitak bakra i gubitak željeza i postaje prvi faktor gubitka topline.Ponovna analiza motora Y2 i promatranje proporcionalne promjene različitih gubitaka prema ukupnom gubitku otkriva slične zakone.Uvažavajući gore navedena pravila, zaključuje se da motori različite snage imaju različit naglasak na smanjenju porasta temperature i gubitka topline.Za male motore, prvo treba smanjiti gubitak bakra;za motore srednje i velike snage, gubitak željeza trebao bi biti usmjeren na smanjenje lutajućih gubitaka.Gledište da je "zalutali gubitak mnogo manji od gubitka bakra i gubitka željeza" je jednostran.Posebno se ističe da što je veća snaga motora, to više pažnje treba posvetiti smanjenju lutajućih gubitaka.Motori srednjeg i velikog kapaciteta koriste sinusne namotaje za smanjenje harmonijskog magnetskog potencijala i lutajućih gubitaka, a učinak je često vrlo dobar.Različite mjere za smanjenje zalutalog gubitka općenito ne trebaju povećati učinkovite materijale.
Uvod
Gubitak trofaznog izmjeničnog motora može se podijeliti na gubitak bakra PCu, gubitak aluminija PAl, gubitak željeza PFe, gubitak Ps, trošenje vjetrom Pfw, prva četiri su gubici grijanja, čiji se zbroj naziva ukupnim gubitkom grijanja PQ, od čega lutajući gubitak Uzrok je svih gubitaka osim gubitka bakra PCu, gubitka aluminija PAl, gubitka željeza PFe i trošenja vjetrom Pfw, uključujući harmonijski magnetski potencijal, magnetsko polje curenja i bočnu struju žlijeba.
Zbog poteškoća u izračunavanju rasipnih gubitaka i složenosti testa, mnoge zemlje propisuju da se rasipni gubici izračunavaju kao 0,5% ulazne snage motora, što pojednostavljuje kontradikciju.Međutim, ova vrijednost je vrlo gruba, a različiti dizajni i različiti procesi često su vrlo različiti, što također skriva kontradikciju i ne može istinski odražavati stvarne radne uvjete motora.Nedavno je izmjereno rasipanje rasipanja postalo sve popularnije.U eri globalne ekonomske integracije, opći je trend imati stanovitu budućnost kako se integrirati s međunarodnim standardima.
U ovom radu proučava se trofazni izmjenični motor.Kada se snaga promijeni s male na veliku, udio gubitka bakra PCu, gubitka aluminija PAl, gubitka željeza PFe i rasipnog gubitka Ps u ukupnom gubitku topline PQ se mijenja i dobivaju se protumjere.Dizajn i proizvodnja razumniji i bolji.
1. Analiza gubitaka motora
1.1 Prvo promatrajte primjer.Tvornica izvozi proizvode E serije elektromotora, a tehničkim uvjetima propisani su izmjereni lutajući gubici.Radi lakše usporedbe, prvo pogledajmo 2-polne motore, čija je snaga u rasponu od 0,75kW do 315kW.Prema rezultatima ispitivanja izračunava se omjer gubitka bakra PCu, gubitka aluminija PAl, gubitka željeza PFe i rasipnog gubitka Ps prema ukupnom gubitku topline PQ, kao što je prikazano na slici 1.Ordinata na slici je omjer različitih toplinskih gubitaka prema ukupnom toplinskom gubitku (%), apscisa je snaga motora (kW), isprekidana linija s rombovima je udio potrošnje bakra, isprekidana linija s kvadratima je udio potrošnje aluminija, a isprekidana linija trokuta je omjer gubitaka željeza, a isprekidana linija s križem je omjer zalutalog gubitka.
Slika 1. Isprekidani linijski dijagram udjela potrošnje bakra, potrošnje aluminija, potrošnje željeza, rasipanja i ukupnog gubitka topline 2-polnih motora serije E
(1) Kada se snaga motora mijenja od male do velike, iako udio potrošnje bakra varira, općenito se mijenja od velike do male, pokazujući silazni trend.0,75kW i 1,1kW čine oko 50%, dok su 250kW i 315kW manje od Udio 20% potrošnje aluminija također se općenito promijenio iz velike u malu, pokazujući trend pada, ali promjena nije velika.
(2) Od male do velike snage motora, udio gubitka željeza se mijenja, iako postoje fluktuacije, općenito se povećava od male do velike, pokazujući uzlazni trend.0,75kW~2,2kW je oko 15%, a kada je veći od 90kW, prelazi 30%, što je više od potrošnje bakra.
(3) Proporcionalna promjena zalutale disipacije, iako fluktuira, općenito se povećava od male do velike, pokazujući uzlazni trend.0,75kW ~ 1,5kW je oko 10%, dok je 110kW blizu potrošnje bakra.Za specifikacije veće od 132kW, većina lutajućih gubitaka premašuje potrošnju bakra.Gubici od 250kW i 315kW premašuju gubitke bakra i željeza i postaju prvi čimbenik gubitka topline.
4-polni motor (linijski dijagram izostavljen).Gubitak željeza iznad 110kW veći je od gubitka bakra, a gubitak od 250kW i 315kW premašuje gubitak bakra i gubitak željeza, postajući prvi faktor u gubitku topline.Zbroj potrošnje bakra i potrošnje aluminija ove serije 2-6 polnih motora, mali motor čini oko 65% do 84% ukupnog gubitka topline, dok veliki motor smanjuje na 35% do 50%, dok željezo potrošnja je suprotna, mali motor čini oko 65% do 84% ukupnog gubitka topline.Ukupni gubitak topline je 10% do 25%, dok veliki motor raste na oko 26% do 38%.Zalutali gubici, mali motori čine oko 6% do 15%, dok se veliki motori povećavaju na 21% do 35%.Kada je snaga dovoljno velika, izgubljeni gubitak željeza premašuje gubitak bakra.Ponekad zalutali gubitak premašuje gubitak bakra i gubitak željeza, postajući prvi faktor u gubitku topline.
1.2 R serija 2-polni motor, izmjereni zaostali gubici
Prema rezultatima ispitivanja dobiva se omjer gubitka bakra, gubitka željeza, raspršenog gubitka itd. prema ukupnom gubitku topline PQ.Slika 2 prikazuje proporcionalnu promjenu snage motora u odnosu na gubitak bakra.Ordinata na slici je omjer gubitka rasipnog bakra prema ukupnom gubitku topline (%), apscisa je snaga motora (kW), isprekidana linija s rombovima je omjer gubitka bakra, a isprekidana linija s kvadratima je omjer lutajućih gubitaka .Slika 2 jasno pokazuje da općenito, što je veća snaga motora, to je veći udio rasipnih gubitaka u ukupnom gubitku topline, koji je u porastu.Slika 2 također pokazuje da za veličine veće od 150 kW, lutajući gubici premašuju gubitke bakra.Postoji nekoliko veličina motora, a zalutali gubitak je čak 1,5 do 1,7 puta veći od gubitka bakra.
Snaga ove serije 2-polnih motora kreće se od 22kW do 450kW.Omjer izmjerenog raspršenog gubitka i PQ-a povećao se s manje od 20% na gotovo 40%, a raspon promjene je vrlo velik.Ako se izrazi omjerom izmjerenog rasipnog gubitka prema nazivnoj izlaznoj snazi, iznosi oko (1,1~1,3)%;ako se izrazi omjerom izmjerenog rasipnog gubitka prema ulaznoj snazi, on je oko (1,0~1,2)%, posljednja dva omjera izraza se ne mijenja mnogo i teško je vidjeti proporcionalnu promjenu raspadanja gubitak za PQ.Stoga, promatranje gubitaka grijanja, posebno omjera izgubljenih gubitaka i PQ, može bolje razumjeti promjenjivi zakon gubitaka grijanja.
Izmjereni lutajući gubitak u gornja dva slučaja usvaja metodu IEEE 112B u Sjedinjenim Državama
Slika 2. Linijski dijagram omjera raspršenog gubitka bakra i ukupnog gubitka grijanja 2-polnog motora serije R
Motori serije 1.3 Y2
Tehnički uvjeti propisuju da raspadni gubitak iznosi 0,5% ulazne snage, dok GB/T1032-2005 propisuje preporučenu vrijednost rasipnog gubitka.Sada uzmite metodu 1, a formula je Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 formula PN- je nazivna snaga;P1- je ulazna snaga.
Pretpostavljamo da je izmjerena vrijednost raspršenog gubitka jednaka preporučenoj vrijednosti i ponovno izračunavamo elektromagnetski izračun i tako dobivamo omjer četiri gubitka grijanja potrošnje bakra, potrošnje aluminija i potrošnje željeza prema ukupnom gubitku grijanja PQ .Promjena njegovog udjela također je u skladu s gornjim pravilima.
Odnosno: kada se snaga mijenja s male na veliku, udio potrošnje bakra i potrošnje aluminija općenito se smanjuje s velike na malu, pokazujući silazni trend.S druge strane, udio gubitka željeza i zalutalog gubitka općenito raste od malog do velikog, pokazujući uzlazni trend.Bez obzira na 2-polni, 4-polni ili 6-polni, ako je snaga veća od određene snage, gubitak željeza će premašiti gubitak bakra;udio zalutalog gubitka također će se povećati od malog do velikog, postupno se približavajući gubitku bakra ili čak premašujući gubitak bakra.Zalutala disipacija od više od 110kW u 2 pola postaje prvi faktor u gubitku topline.
Slika 3 je isprekidani linijski grafikon omjera četiri gubitka topline prema PQ za 4-polne motore serije Y2 (pod pretpostavkom da je izmjerena vrijednost rasipnih gubitaka jednaka gore navedenoj preporučenoj vrijednosti, a ostali gubici izračunati su prema vrijednosti) .Na ordinati je omjer različitih toplinskih gubitaka prema PQ (%), a na apscisi je snaga motora (kW).Očito je da su gubici željeza iznad 90 kW veći od gubitaka bakra.
Slika 3. Isprekidani linijski dijagram omjera potrošnje bakra, potrošnje aluminija, potrošnje željeza i rasipanja u odnosu na ukupni gubitak topline 4-polnih motora serije Y2
1.4 Literatura proučava omjer različitih gubitaka prema ukupnim gubicima (uključujući trenje vjetrom)
Utvrđeno je da potrošnja bakra i aluminija čine 60% do 70% ukupnog gubitka kod malih motora, a kada se kapacitet poveća, pada na 30% do 40%, dok je potrošnja željeza obrnuto.%iznad.Za lutajuće gubitke, mali motori čine oko 5% do 10% ukupnih gubitaka, dok veliki motori čine više od 15%.Otkriveni zakoni su slični: to jest, kada se snaga mijenja s male na veliku, udio gubitka bakra i gubitka aluminija općenito se smanjuje s velikog na mali, pokazujući silazni trend, dok se udio gubitka željeza i gubitaka zalutalog općenito povećava od od malih do velikih, pokazujući uzlazni trend..
1.5 Formula za izračun preporučene vrijednosti zalutalog gubitka prema GB/T1032-2005 metodi 1
Brojnik je izmjerena vrijednost raspršenog gubitka.Od male do velike snage motora, udio zalutalog gubitka prema ulaznoj snazi se mijenja i postupno opada, a raspon promjene nije mali, oko 2,5% do 1,1%.Ako se nazivnik promijeni u ukupni gubitak ∑P, to jest, Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), ako je učinkovitost motora 0,667~0,967, recipročna vrijednost (1-η) je 3~ 30, odnosno izmjerena nečistoća. U usporedbi s omjerom ulazne snage, omjer gubitka disipacije prema ukupnom gubitku pojačan je 3 do 30 puta.Što je veća snaga, brže se diže izlomljena linija.Očito, ako se uzme omjer izgubljenog gubitka prema ukupnom gubitku topline, "faktor povećanja" je veći.Za 2-polni motor od 450 kW serije R u gornjem primjeru, omjer rasipnog gubitka prema ulaznoj snazi Ps/P1 malo je manji od gore preporučene izračunate vrijednosti, a omjer rasipnog gubitka prema ukupnom gubitku ∑P i ukupnom gubitku topline PQ je 32,8%, redom.39,5%, u usporedbi s omjerom ulazne snage P1, "pojačano" oko 28 puta odnosno 34 puta.
Metoda promatranja i analize u ovom radu je uzimanje omjera 4 vrste toplinskih gubitaka prema ukupnom toplinskom gubitku PQ.Vrijednost omjera je velika, a udio i zakon promjene različitih gubitaka mogu se jasno vidjeti, to jest, snaga od malih prema velikim, potrošnja bakra i potrošnja aluminija Općenito, udio se promijenio od velikih prema malim, pokazujući pad trendu, dok se udio gubitka željeza i zalutalog gubitka općenito promijenio od malog do velikog, pokazujući uzlazni trend.Konkretno, primijećeno je da što je veća snaga motora, to je veći udio zalutalih gubitaka u PQ, koji se postupno približio gubitku bakra, premašio gubitak bakra, pa čak postao prvi faktor u gubitku topline.zalutali gubici.U usporedbi s omjerom rasipnog gubitka prema ulaznoj snazi, omjer izmjerenog rasipnog gubitka prema ukupnom gubitku topline samo se izražava na drugi način i ne mijenja svoju fizičku prirodu.
2. Mjere
Poznavanje gornjeg pravila pomaže u racionalnom dizajnu i proizvodnji motora.Drugačija je snaga motora, različite su mjere za smanjenje porasta temperature i gubitka topline, a drugačiji je i fokus.
2.1 Za motore male snage, potrošnja bakra čini veliki udio ukupnog gubitka topline
Stoga bi smanjenje porasta temperature prvo trebalo smanjiti potrošnju bakra, kao što je povećanje presjeka žice, smanjenje broja vodiča po utoru, povećanje oblika utora statora i produljenje željezne jezgre.U tvornici se porast temperature često kontrolira regulacijom toplinskog opterećenja AJ, što je potpuno ispravno za male motore.Kontrola AJ u biti je kontrola gubitka bakra.Nije teško pronaći gubitak bakra u statoru cijelog motora prema AJ, unutarnjem promjeru statora, duljini pola zavoja zavojnice i otporu bakrene žice.
2.2 Kada se snaga promijeni s male na veliku, gubitak željeza postupno se približava gubitku bakra
Potrošnja željeza općenito premašuje potrošnju bakra kada je veća od 100 kW.Stoga bi veliki motori trebali obratiti pozornost na smanjenje potrošnje željeza.Za posebne mjere mogu se koristiti limovi od silikonskog čelika s malim gubicima, magnetska gustoća statora ne smije biti previsoka, a pozornost treba obratiti na razumnu distribuciju magnetske gustoće svakog dijela.
Neke tvornice redizajniraju neke motore velike snage i na odgovarajući način smanjuju oblik utora statora.Distribucija magnetske gustoće je razumna, a omjer gubitka bakra i gubitka željeza pravilno je podešen.Iako se gustoća struje statora povećava, toplinsko opterećenje se povećava, a gubitak bakra se povećava, magnetska gustoća statora se smanjuje, a gubitak željeza se smanjuje više nego što se gubitak bakra povećava.Učinkovitost je jednaka izvornom dizajnu, ne samo da je smanjen porast temperature, već je i ušteđena količina bakra koji se koristi u statoru.
2.3 Smanjiti zalutale gubitke
Ovaj članak naglašava dašto je veća snaga motora, to više pažnje treba posvetiti smanjenju lutajućih gubitaka.Mišljenje da su "lutajući gubici puno manji od gubitaka bakra" vrijedi samo za male motore.Očito, prema gore navedenom opažanju i analizi, što je veća snaga, to je manje prikladna.Gledište da su "zalutali gubici puno manji od gubitaka željeza" također je neprikladno.
Omjer izmjerene vrijednosti lutajućih gubitaka prema ulaznoj snazi veći je za male motore, a omjer je niži kada je snaga veća, ali se ne može zaključiti da mali motori trebaju obratiti pozornost na smanjenje lutajućih gubitaka, dok veliki motori to čine. ne treba smanjivati zalutale gubitke.gubitak.Naprotiv, prema gornjem primjeru i analizi, što je veća snaga motora, veći je udio rasipnog gubitka u ukupnom gubitku topline, rasipni gubitak i gubitak željeza su blizu ili čak premašuju gubitak bakra, tako da je veći snaga motora, to više pažnje treba posvetiti tome.Smanjite zalutale gubitke.
2.4 Mjere za smanjenje nenamjernih gubitaka
Načini smanjenja lutajućih gubitaka, kao što je povećanje zračnog raspora, jer je lutajući gubitak približno obrnuto proporcionalan kvadratu zračnog raspora;smanjenje harmonijskog magnetskog potencijala, kao što je korištenje sinusoidnih (niskih harmonika) namota;pravilno pristajanje utora;smanjenje zupčanja, rotor ima zatvoreni utor, a otvoreni utor visokonaponskog motora ima magnetski klin utora;tretman ljuštenjem rotora od lijevanog aluminija smanjuje bočnu struju, i tako dalje.Vrijedno je napomenuti da gore navedene mjere općenito ne zahtijevaju dodavanje učinkovitih materijala.Razna potrošnja također je povezana sa stanjem zagrijavanja motora, kao što je dobro odvođenje topline namota, niska unutarnja temperatura motora i niska razna potrošnja.
Primjer: Tvornica popravlja motor sa 6 polova i 250kW.Nakon testa popravka, porast temperature je dosegao 125 K pod 75% nazivnog opterećenja.Zračni raspor se tada strojno obrađuje na 1,3 puta veću od izvorne veličine.U testu pod nazivnim opterećenjem, porast temperature zapravo je pao na 81 K, što u potpunosti pokazuje da se zračni raspor povećao i rasipanje rasipanja uvelike smanjeno.Harmonijski magnetski potencijal važan je faktor za lutajući gubitak.Motori srednjeg i velikog kapaciteta koriste sinusne namotaje za smanjenje harmonijskog magnetskog potencijala, a učinak je često vrlo dobar.Dobro dizajnirani sinusoidalni namoti koriste se za motore srednje i velike snage.Kada se harmonijska amplituda i amplituda smanje za 45% do 55% u usporedbi s izvornim dizajnom, gubici odlutanja mogu se smanjiti za 32% do 55%, inače će porast temperature biti smanjen, a učinkovitost će se povećati., buka je smanjena i može uštedjeti bakar i željezo.
3. Zaključak
3.1 Trofazni AC motor
Kada se snaga promijeni s male na veliku, udio potrošnje bakra i aluminija u ukupnom gubitku topline općenito raste s velikog na mali, dok se udio izgubljenog gubitka potrošnje željeza općenito povećava s malog na veliki.Za male motore gubitak bakra čini najveći udio ukupnog gubitka topline.Kako se kapacitet motora povećava, zalutali gubici i gubici željeza približavaju se i premašuju gubitke bakra.
3.2 Za smanjenje gubitka topline
Snaga motora je različita, a različit je i fokus poduzetih mjera.Za male motore najprije treba smanjiti potrošnju bakra.Za motore srednje i velike snage više pozornosti treba posvetiti smanjenju gubitka željeza i raspršenih gubitaka.Gledište da su "zalutali gubici mnogo manji od gubitaka bakra i gubitaka željeza" je jednostrano.
3.3 Udio lutajućih gubitaka u ukupnom gubitku topline velikih motora je veći
U ovom se radu ističe da što je veća snaga motora, to više pažnje treba posvetiti smanjenju lutajućih gubitaka.
Vrijeme objave: 1. srpnja 2022