东莞电机丨电动机降低损耗提高效率的途径
由于电动机的损耗分布随功率大小和极数不同而变化,因此为降低损耗,应着重对不同功率和极数的主要损耗分量采取措施,如下东莞环球电机简述降低损耗的一些途径:
一、增加有效材料,降低绕组损耗和铁耗
东莞电机厂根据电动机相似原理可知,当电磁负荷不变,并且不考虑机械损耗时,电动机的损耗约与电机线性尺寸的3次方成比例,而电动机的输入功率约与线性尺寸的4次方成比例,由此可近似得出效率与有效材料用量的关系,为了在一定的安装尺寸条件下,获得较大的空间,以便能置放较多的有效材料来提高电动机效率,定子冲片外径尺寸就成为一个重要因素。
二、采用较好的磁性材料和工艺措施以降低铁耗
铁心材料的磁性能(导磁率和单位铁损)对电动机的效率和其他性能影响较大,同时铁心材料费用又是构成电动机成本的主要部份,因此选用合适的磁性材料是设计和制造高效率电动机的关键。
在较大功率电动机中,铁耗在总损耗中已占到相当大的比重,因此降低铁心材料的单位损耗值将有助于电动机铁耗的下降。由于电动机设计和制造的原因,电动机铁耗大大超过按钢厂提供的单位铁损值所计算的数值,所以一般在设计时将单位铁损值增加1.5~2倍来考虑铁耗的增加。铁耗增加的原因主要是由于钢厂的单位铁损值是按Epstein方圈法对条料试品进行测试而得到的,但是材料经过冲剪叠压后受到很大的应力,损耗会增加;
此外,由于齿槽的存在引起气隙,从而导致齿谐波磁场在铁心表面引起空载损耗,这些都将导致电动机制成后铁耗显著地增加。因此除了选择较低单位铁损的磁性材料外,尚须控制叠压压力和采取必要的工艺措施以降低铁耗。
三、缩小风扇降低通风损耗
对于较大功率的2、4极电动机,风摩耗占有相当大的比例,如90kW 2极电动机风摩耗可达总损耗的30%左右。风摩耗主要由风扇消耗的功率所构成。由于高效率电动机的热耗一般较低,因此冷却用风量可减少,从而通风功率也可减少。通风功率约与风扇直径的4~5次方成比例,因此在温升许可的情况下,缩小风扇尺寸可有效地降低风摩耗。
四、通过设计和工艺措施降低杂散损耗
异步电动机的杂散损耗主要是由磁场高次谐波在定转子铁心和绕组中所产生的高频损耗。为降低负载杂散损耗可通过采用Y—Δ串接的正弦绕组或其他低谐波绕组来降低各次相带谐波的幅值,从而降低杂散损耗。
五、改进压铸工艺,降低转子损耗
通过控制转子铸铝时的压力,温度以及气体排放路径等措施,减少转子导条中的气体,从而提高导电率,降低转子铝耗。
六、应用计算机优化设计,降低损耗提高效率
除了增加材料、提高材料性能以及改进工艺外,采用计算机优化设计,在满足成本、性能等约束条件下,合理确定各项参数,从而获得效率的最大可能提高。采用优化设计可以显著缩短电动机设计的时间,并提高电动机设计的质量。
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