Dok motor pretvara električnu energiju u mehaničku energiju, on također gubi dio svoje energije. Gubici motora se generalno mogu podijeliti na tri dijela: varijabilni gubitak, fiksni gubitak i lutajući gubitak.
1. Promjenjivi gubici se mijenjaju sa opterećenjem, uključujući gubitak otpora statora (gubitak bakra), gubitak otpora rotora i gubitak otpora četkice.
2. Fiksni gubici nemaju nikakve veze sa opterećenjem, uključujući gubitke u jezgru i mehaničke gubitke. Gubitak gvožđa se sastoji od gubitka histereze i gubitka na vrtložne struje, koji je proporcionalan kvadratu napona. Gubitak histereze je također obrnuto proporcionalan frekvenciji.
Ostali lutajući gubici su mehanički gubici i drugi gubici, uključujući gubitke od trenja ležajeva i gubitke otpora vjetra uzrokovane rotacijom ventilatora, rotora itd.
Klasifikacija gubitaka motora
Nekoliko mjera za smanjenje gubitaka motora
Gubici statora
Glavne metode za smanjenje I^2R gubitka statora motora su:
1. Povećajte površinu poprečnog presjeka proreza statora. Pod istim vanjskim promjerom statora, povećanje površine poprečnog presjeka utora statora će smanjiti površinu magnetskog kruga i povećati magnetnu gustoću zubaca.
2. Povećajte brzinu punjenja proreza statora, što je efikasnije za male motore niskog napona. Primjena optimalnih dimenzija namotaja i izolacije i velike površine poprečnog presjeka provodnika može povećati brzinu punjenja proreza statora.
3. Minimizirajte dužinu kraja namotaja statora. Gubitak na kraju namotaja statora čini 1/4 do 1/2 ukupnog gubitka namotaja. Smanjenje dužine kraja namotaja može poboljšati efikasnost motora. Eksperimenti pokazuju da je krajnja dužina smanjena za 20%, a gubitak za 10%.
Gubici rotora
Gubitak I^2R rotora motora uglavnom je povezan sa strujom rotora i otporom rotora. Odgovarajuće metode uštede energije uglavnom uključuju:
1. Smanjiti struju rotora, što se može posmatrati sa dva aspekta: povećanje napona i faktora snage motora.
2. Povećajte površinu poprečnog presjeka proreza rotora.
3. Smanjite otpor namotaja rotora, kao što je korištenje debelih žica i materijala niskog otpora. Ovo je značajnije za male motore, jer mali motori uglavnom imaju rotore od livenog aluminijuma. Ako se koristi rotor od livenog bakra, ukupni gubitak motora može se smanjiti za 10%. ~15%, ali današnji rotori od livenog bakra zahtevaju visoke proizvodne temperature i tehnologija još nije popularizovana, a njihovi troškovi su 15% do 20% veći od rotora od livenog aluminijuma.
Gubitak jezgre
Gubitak motornog željeza može se smanjiti sljedećim mjerama:
1. Smanjite magnetnu gustinu i povećajte dužinu gvozdenog jezgra da biste smanjili gustinu magnetnog fluksa, ali će se količina gvožđa koje se koristi u motoru povećati.
2. Smanjite debljinu gvozdene strugotine kako biste smanjili gubitak indukovane struje. Na primjer, korištenje hladno valjanih limova od silikonskog čelika umjesto toplo valjanih limova od silikonskog čelika može smanjiti debljinu limova od silikonskog čelika, ali tanki željezni čipovi će povećati broj željeznih strugotina i troškove proizvodnje motora.
3. Koristite hladno valjane čelične limove od silikona sa dobrom magnetskom propusnošću kako biste smanjili gubitak histereze.
4. Koristite izolacijski premaz od željeznih strugotina visokih performansi.
5. Toplinska obrada i tehnologija proizvodnje. Preostalo naprezanje nakon obrade željeznog lima će ozbiljno utjecati na gubitak motora. Prilikom obrade čeličnih limova od silikona, smjer rezanja i naprezanje smicanja pri probijanju imaju veći utjecaj na gubitak željezne jezgre. Rezanje duž smjera valjanja silikonskog čeličnog lima i toplinska obrada probijenog lima od silikonskog čelika može smanjiti troškove za 10%~
Zalutali gubici
Današnje razumijevanje gubitaka motora je još uvijek u fazi istraživanja. Neke od glavnih metoda za smanjenje izgubljenih gubitaka danas su:
1. Koristite toplinsku obradu i završnu obradu kako biste smanjili kratke spojeve na površini rotora.
2. Unutrašnja površina proreza rotora je izolirana.
3. Smanjite harmonike poboljšanjem dizajna namotaja statora.
4. Poboljšajte dizajn utora rotora i saradnju kako biste smanjili harmonike, povećali proreze za zube statora i rotora, dizajnirajte oblik utora rotora u nagnute proreze i koristite serijski spojene sinusoidne namote, raštrkane namote i namote na kratkim udaljenostima kako biste uvelike smanjili visoke namote harmonici; Upotreba magnetnog blata za utore ili magnetnih klinova za proreze za zamjenu tradicionalnih izolacijskih klinova za proreze i punjenje proreza na jezgri statora motora s magnetnim blatom proreza je efikasna metoda za smanjenje dodatnih lutajućih gubitaka.
Gubitak trenja vjetra
Gubitak zbog trenja vjetra čini oko 25% ukupnog gubitka motora i treba mu posvetiti dužnu pažnju. Gubici trenjem uglavnom su uzrokovani ležajevima i zaptivkama, koji se mogu smanjiti sljedećim mjerama:
1. Minimizirajte veličinu osovine što je više moguće, ali ona mora zadovoljiti zahtjeve izlaznog momenta i dinamike rotora.
2. Koristite visoko efikasne ležajeve.
3. Koristite efikasne sisteme podmazivanja i maziva.
4. Usvojiti naprednu tehnologiju zaptivanja.
