Коли двигун перетворює електричну енергію в механічну, він також втрачає частину енергії.Загалом втрати двигуна можна розділити на три частини: змінні втрати, фіксовані втрати та паразитні втрати.

1. Змінні втрати залежать від навантаження, включаючи втрати опору статора (втрати міді), втрати опору ротора та втрати опору щіток.

2. Постійні втрати не залежать від навантаження, включаючи втрати в сердечнику та механічні втрати.Втрати в залізі складаються з втрат на гістерезис і вихрових струмів, які пропорційні квадрату напруги, а втрати на гістерезис також обернено пропорційні частоті.

3. Інші паразитні втрати - це механічні втрати та інші втрати, включаючи втрати на тертя підшипників і втрати на опір вітру, викликані обертанням вентиляторів і роторів.

Класифікація втрат двигуна

Кілька заходів для зменшення втрати двигуна

1 Втрати статора

Основними методами зменшення втрат I^2R статора двигуна є:

1. Збільшити площу перерізу паза статора.При тому ж зовнішньому діаметрі статора збільшення площі поперечного перерізу паза статора призведе до зменшення площі магнітного контуру і збільшення магнітної щільності зубців.

2. Збільште співвідношення повних пазів статора, що краще для низьковольтних невеликих двигунів.Застосування найкращого розміру обмотки та ізоляції та великої площі поперечного перерізу дроту може збільшити коефіцієнт повної щілини статора.

3. Спробуйте скоротити довжину кінця обмотки статора.Втрати на кінці обмотки статора становлять від 1/4 до 1/2 загальних втрат обмотки.Зменшення довжини кінця обмотки може підвищити ефективність двигуна.Експерименти показують, що кінцева довжина зменшується на 20%, а втрати зменшуються на 10%.

2 Втрати ротора

Втрати I^2R ротора двигуна в основному пов'язані зі струмом ротора та опором ротора.Відповідні методи енергозбереження такі:

1. Зменшити струм ротора, що можна розглядати з точки зору підвищення напруги і коефіцієнта потужності двигуна.

2. Збільшити площу перетину шліца ротора.

3. Зменшіть опір обмотки ротора, наприклад, використовуючи товсті дроти та матеріали з низьким опором, що є більш значущим для невеликих двигунів, оскільки малі двигуни, як правило, є литими алюмінієвими роторами, якщо використовуються литі мідні ротори, повна втрата двигуна можна зменшити на 10% ~ 15%, але сучасний ротор з литої міді вимагає високої температури виробництва, і ця технологія ще не популярна, а її вартість на 15%-20% вища, ніж ротор з литого алюмінію.

3 Втрата сердечника

Втрати заліза в двигуні можна зменшити за допомогою таких заходів:

1. Зменшіть щільність магнітного поля та збільште довжину залізного сердечника, щоб зменшити щільність магнітного потоку, але відповідно збільшиться кількість заліза, що використовується в двигуні.

2. Зменшіть товщину залізного листа, щоб зменшити втрати індукційного струму.Наприклад, заміна гарячекатаного листа кремнієвої сталі на холоднокатаний лист кремнієвої сталі може зменшити товщину листа кремнієвої сталі, але тонкий лист заліза збільшить кількість листів заліза та вартість виробництва двигуна.

3. Використовуйте холоднокатаний лист із кремнієвої сталі з хорошою магнітною проникністю, щоб зменшити втрати на гістерезис.

4. Прийняти високоефективне ізоляційне покриття із залізної стружки.

5. Термічна обробка та технологія виробництва, залишкова напруга після обробки залізного сердечника серйозно вплине на втрату двигуна.Під час обробки листової кремнієвої сталі напрямок різання та напруга зсуву продавлювання мають більший вплив на втрати в сердечнику.Різання вздовж напрямку прокатки листової кремнієвої сталі та термічна обробка листової штампування з кремнієвої сталі можуть зменшити втрати на 10-20%.

4 Втрата бездомних

Сьогодні розуміння блукаючих втрат двигуна все ще знаходиться на стадії дослідження.Нижче наведено деякі з основних методів зменшення випадкових втрат:

1. Використовуйте термічну обробку та обробку, щоб зменшити коротке замикання на поверхні ротора.

2. Ізоляційна обробка внутрішньої поверхні гнізда ротора.

3. Зменшити гармоніки шляхом вдосконалення конструкції обмотки статора.

4. Удосконалити конструкцію роторних пазів і зменшити гармоніки, збільшити статор і ротор, розробити форму роторних пазів у вигляді похилих пазів і використовувати послідовно з’єднані синусоїдальні обмотки, розсіяні обмотки та обмотки на короткій відстані, щоб значно зменшити гармоніки високого порядку ;Використання магнітного щілинного шламу або магнітного щілинного клина замість традиційного ізоляційного щілинного клина та заповнення щілини залізного сердечника статора двигуна магнітним щілинним шламом є ефективним методом зменшення додаткових паразитних втрат.

5 втрати на тертя вітру

Втрати на тертя від вітру становлять близько 25% загальних втрат двигуна, на що слід звернути належну увагу.Втрати на тертя в основному викликані підшипниками та ущільненнями, які можна зменшити за допомогою таких заходів:

1. Мінімізуйте розмір валу, але відповідайте вимогам вихідного крутного моменту та динаміки ротора.

2. Використовуйте високоефективні підшипники.

3. Використовуйте ефективну систему змащення та мастильний матеріал.

4. Прийміть передову технологію ущільнення.

---

Час публікації: 22 червня 2022 р