Motor səmərəliliyini necə artırmaq olar?
Mühərrikin bu səmərəliliyinə müqavimət itkiləri, sürtünmə nəticəsində yaranan mexaniki itkilər, nüvədə maqnit enerjisinin dağılması nəticəsində yaranan itkilər və istifadə olunan materialın növündən asılı olaraq müxtəlif itkilər də daxil olmaqla az miqdarda itkilər təsir göstərir. Mühərriki daha səmərəli etmək üçün mühərrikdəki itkiləri azaltmalıyıq. Burada motorun səmərəlilik əmsalını yaxşılaşdırmaq üçün qəbul edilə bilən bəzi üsullar və ya məsləhətlər verilmişdir.
- Motor çərçivəsinin funksiyası sarımların mexaniki qorunmasını təmin etməkdir. Ayaqları ilə quraşdırılmış interfeysdən də məsuldur. Mühərrik çərçivəsi onun istilik performansında mühüm rol oynayır, çünki o, mühərrik daxilində yaranan istiliyi fan tərəfindən üfürülən havanın istilik yayılmasını təşviq edəcəyi çərçivənin səthinə ötürməkdən məsuldur. Bu istilik itkilərini azaldacaq.
- Başqa bir əsas məsləhət, havanın daxil olmasını təmin etmək üçün fan örtüyünün arxasına yaxın olan divarlar arasında minimum boşluq saxlamaqdır. Mühərrikin ətrafındakı ərazini təmiz saxlayın və soyutma sisteminin işini azalda biləcək hər hansı hava tıxanmasının olub olmadığını mütəmadi olaraq yoxlayın. Buna görə də, mühərrik nə qədər soyuducu işləsə, bir o qədər uzun sürəcək.
- Stator mühərrikin əsas komponentidir və itkilərin 60%-nə səbəb olur, ona görə də bu itkiləri azaltmaq üçün kütlənin artması müqaviməti azaldacağı üçün stator sarımının kütləsini böyük saxlamaq lazımdır. Yüksək səmərəli mühərriklər standart səmərəli modellər üçün nəzərdə tutulmuş mühərriklərlə müqayisədə 25% əlavə mis ehtiva edir.
- Rotor itkiləri də əsasən motorun nümayiş etdirdiyi sürüşmə dərəcəsindən qaynaqlanan kiçik itki mənbəyi hesab olunur. Sürüşmə əslində maqnit sahəsinin sürəti (RPM) ilə müəyyən bir yükdə rotor və şaftın faktiki RPM arasındakı fərqdir. Onların arasında sürüşmə yüklənmiş mühərrikin sürətini yüklənməmiş mühərrikin sürətindən çıxararaq və yüklənmiş mühərrikin sürətinə bölmək yolu ilə əldə edilir. Buna görə də, bu itkiləri azaltmaq üçün sürüşmə azaldılmalıdır ki, bu da rotorun keçiriciliyini artırmaqla həyata keçirilir. Mis yüksək keçiriciliyinə görə çox miqdarda istifadə edilməlidir. Lakin mis tökmə olmalıdır, çünki bu yaxınlarda mis tökmə prosesi işlənib hazırlanmışdır.
- Əsas maqnit itkiləri histerezdən yaranır və ümumi itkilərin 20%-i əsas burulğan cərəyanları və doyma nəticəsində yaranır. Yüksək keyfiyyətli materiallardan və keyfiyyətə nəzarətdən istifadə etməklə itkiləri minimuma endirmək və bununla da səmərəliliyi artırmaq olar.
- Histerezis və doyma təsirlərini azaltmaq üçün laminasiya üçün ucuz karbon poladı yerinə az miqdarda silikon olan poladdan istifadə ediləcək. Bu yolla əsas itkilər aradan qaldırıla bilər. Laminasiya qalınlığını azaltmaqla və laminasiya uzunluğunu artırmaqla, axın sıxlığını və nüvə itkisini minimuma endirmək olar.
- İstifadə olunan təbəqələr və ya laminatlar arasında düzgün izolyasiyanı təmin etməklə burulğan cərəyanı itkiləri böyük ölçüdə minimuma endirilə bilər.
- Yağlama intervalı mühərrikin quraşdırılmasının nominal sürətindən, rulman ölçüsündən, yağ növündən və temperaturun yüksəlməsindən asılıdır. Buna görə də, sürtkü yağlarından istifadə edərkən diqqətli olun. Eyni elementlərdən istifadə etsələr belə, yağ növlərini qarışdırmayın. Tətbiqdə başqa yağlar istifadə edilərsə, bu, birbaşa motorun işinə təsir edəcəkdir.
Motor itkilərini necə azaltmaq olar?
Zərər paylanmasından bərimotorgüc ölçüsünə və dirəklərin sayına görə dəyişir, itkini azaltmaq üçün müxtəlif güc və dirəklərin əsas itki komponentləri üçün tədbirlər görməyə diqqət yetirməliyik. Zərərləri azaltmağın bəzi yolları qısaca aşağıdakı kimi təsvir edilmişdir:
- Effektiv materialları artırın, sarım itkisini və dəmir itkisini azaldır
Mühərriklərin oxşarlıq prinsipinə əsasən, elektromaqnit yükü dəyişməz qaldıqda və mexaniki itki nəzərə alınmadıqda, mühərrikin itkisi mühərrikin xətti ölçüsünün kubuna, mühərrikin giriş gücü isə xətti ölçüsünün dördüncü gücünə təxminən mütənasibdir. Buradan səmərəlilik və səmərəli material istifadəsi arasındakı əlaqəni təxmin etmək olar. Müəyyən quraşdırma ölçüsü şəraitində daha böyük bir yer əldə etmək üçün motorun səmərəliliyini artırmaq üçün daha təsirli materialların yerləşdirilə bilməsi üçün statorun zımbalanmasının xarici diametrinin ölçüsü mühüm amil olur. Eyni maşın bazası diapazonunda Amerika mühərrikləri Avropa mühərriklərindən daha çox məhsuldarlığa malikdir. İstiliyin yayılmasını asanlaşdırmaq və temperaturun yüksəlməsini azaltmaq üçün Amerika mühərrikləri ümumiyyətlə daha böyük xarici diametrli stator zımbalarından istifadə edir, Avropa mühərrikləri isə partlayışa davamlı mühərriklər kimi struktur törəmələrə ehtiyac olduğundan və dolama sonunda istifadə edilən misin miqdarını və istehsal xərclərini azaltmaq üçün daha kiçik xarici diametrli stator zımbalarından istifadə edirlər.
- Dəmir itkisini azaltmaq üçün daha yaxşı maqnit materialları və proses tədbirlərindən istifadə edin
Əsas materialın maqnit xüsusiyyətləri (maqnit keçiriciliyi və vahid dəmir itkisi) motorun səmərəliliyinə və digər işlərinə böyük təsir göstərir. Eyni zamanda, əsas materialın dəyəri mühərrikin dəyərinin əsas hissəsini təşkil edir. Buna görə də, uyğun maqnit materiallarının seçilməsi yüksək səmərəli mühərriklərin layihələndirilməsi və istehsalının açarıdır. Yüksək güclü mühərriklərdə dəmir itkisi ümumi itkilərin əhəmiyyətli bir hissəsini təşkil edir, buna görə də əsas materialın vahid itki dəyərinin azaldılması motorun dəmir itkisini azaltmağa kömək edəcəkdir. Mühərrikin dizaynı və istehsalı ilə əlaqədar olaraq, motorun dəmir itkisi polad dəyirmanı tərəfindən təmin edilən vahid dəmir itkisi dəyərinə uyğun olaraq hesablanan dəyəri xeyli üstələyir, buna görə də dəmir itkisinin artımını nəzərə almaq üçün dizayn zamanı vahid dəmir itkisinin dəyəri ümumiyyətlə 1,5 ~ 2 dəfə artır.
Dəmir itkisinin artmasının səbəbi, əsasən, polad dəyirmanının vahid dəmir itki dəyərinin Epstein kvadrat dairəsi üsuluna uyğun olaraq zolaqlı material nümunəsinin sınaqdan keçirilməsi ilə əldə edilməsi, lakin materialın zımba, kəsmə və laminasiyadan sonra böyük gərginliyə məruz qalması və itkinin artacağı; əlavə olaraq, diş yuvasının mövcudluğundan yaranan hava boşluğu dişin harmonik maqnit sahəsinə gətirib çıxarır ki, bu da nüvənin səthində yüksüz itkiyə səbəb olur ki, bu da motor istehsal edildikdən sonra dəmir itkisinin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olacaqdır. Buna görə də, aşağı vahid dəmir itkisi olan maqnit materialları seçməklə yanaşı, laminasiya təzyiqinə nəzarət etmək və dəmir itkisini azaltmaq üçün lazımi proses tədbirləri görmək lazımdır. Qiymət və texnoloji amilləri nəzərə alaraq, yüksək məhsuldar mühərriklərin istehsalında yüksək dərəcəli silikon polad təbəqələr və 0,5 mm-dən daha nazik silikon polad təbəqələr çox istifadə edilmir. Aşağı karbonlu silikonsuz elektrik polad təbəqələr və ya aşağı silikonlu soyuq haddelenmiş silikon polad təbəqələr ümumiyyətlə istifadə olunur. Kiçik Avropa mühərriklərinin bəzi istehsalçıları 6,5w/kq vahid dəmir itkisi dəyərinə malik silikonsuz elektrik polad təbəqələrdən istifadə etmişlər. Son illərdə polad dəyirmanları orta hesabla 4.0w/kq itkisi olan Polycor420 elektrik polad təbəqələrini işə saldılar ki, bu da bəzi aşağı silikonlu polad təbəqələrdən də aşağıdır. Material həm də daha yüksək maqnit keçiriciliyinə malikdir.
Son illərdə Yaponiya 50RMA350 dərəcəli aşağı silikonlu soyuq haddelenmiş polad təbəqə hazırlamışdır. Tərkibinə az miqdarda alüminium və nadir torpaq metalları əlavə edilir və bununla da itkiləri azaldarkən daha yüksək maqnit keçiriciliyi qorunur. Onun vahid dəmir itkisi dəyəri 3.12w/kq-dır. Bütün bunlar yüksək səmərəli mühərriklərin istehsalı və təşviqi üçün daha yaxşı maddi baza təmin edəcək.
- Ventilyasiya itkisini azaltmaq üçün fanın ölçüsünü azaldın
Daha böyük gücə malik 2 və 4 qütblü mühərriklər üçün külək sürtünməsi əhəmiyyətli bir nisbət təşkil edir. Məsələn, 90 kVt gücündə 2 qütblü mühərrikin külək sürtünməsi ümumi itkilərin təxminən 30%-nə çata bilər. Külək sürtünməsi əsasən fan tərəfindən istehlak edilən gücdən ibarətdir. Yüksək səmərəli mühərriklərin istilik itkisi ümumiyyətlə aşağı olduğundan, soyuducu havanın həcmi azaldıla bilər və beləliklə ventilyasiya gücü də azaldıla bilər. Havalandırma gücü fan diametrinin 4-5-ci gücü ilə təxminən mütənasibdir. Buna görə də, temperaturun artmasına icazə verilirsə, fan ölçüsünün azaldılması külək sürtünməsini effektiv şəkildə azalda bilər. Bundan əlavə, ventilyasiya strukturunun ağlabatan dizaynı ventilyasiya səmərəliliyinin artırılması və küləyin sürtünməsini azaltmaq üçün də vacibdir. Testlər göstərdi ki, yüksək səmərəli mühərrikin yüksək güclü 2 qütblü hissəsinin külək sürtünməsi adi mühərriklə müqayisədə təxminən 30% azaldıla bilər. Ventilyasiya itkisi böyük bir fərqlə azaldığından və çox əlavə xərc tələb etmədiyindən, fan dizaynının dəyişdirilməsi çox vaxt yüksək səmərəli mühərriklərin bu hissəsi üçün görülən əsas tədbirlərdən biridir.
- Dizayn və texnoloji tədbirlər vasitəsilə başıboş itkiləri azaldın
Asinxron mühərriklərin başıboş itkiləri əsasən statorda və rotorun özəklərində və sarımlarında maqnit sahəsinin yüksək nizamlı harmonikləri ilə yaranan yüksək tezlikli itkilərdir. Yük itkisini azaltmaq üçün hər bir faza harmonikasının amplitudası Y-Δ seriyası ilə əlaqəli sinusoidal sarğı və ya digər aşağı harmonik sarğı istifadə edərək azaldıla bilər, beləliklə, itkini azaldır. Təcrübələr göstərir ki, sinusoidal sarğıdan istifadə orta hesabla 30% -dən çox itkini azalda bilər.
- Rotor itkisini azaltmaq üçün tökmə prosesini təkmilləşdirin
Rotorun alüminium tökülməsi zamanı təzyiq, temperatur və qazın boşalma yoluna nəzarət etməklə, rotor çubuqlarındakı qazı azaltmaq, bununla da keçiriciliyi yaxşılaşdırmaq və rotor alüminium itkisini azaltmaq olar. Son illərdə ABŞ mis rotorlu tökmə avadanlıqlarını və müvafiq prosesləri uğurla inkişaf etdirib və hazırda kiçik miqyaslı sınaq istehsalını həyata keçirir. Hesablamalar göstərir ki, mis rotor alüminium rotoru əvəz edərsə, rotor itkisi təxminən 38% azaldıla bilər.
- İtkiləri azaltmaq və səmərəliliyi artırmaq üçün kompüter optimallaşdırma dizaynını tətbiq edin
Materialların artırılması, material xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması və proseslərin təkmilləşdirilməsi ilə yanaşı, kompüter optimallaşdırma dizaynı qiymət və performans məhdudiyyətləri altında müxtəlif parametrləri əsaslı şəkildə müəyyən etmək üçün istifadə olunur və bununla da səmərəliliyin maksimum mümkün yaxşılaşmasına nail olur. Optimallaşdırılmış dizayndan istifadə motor dizaynının vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə qısalda bilər və motor dizaynının keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər.