Як палепшыць маторную эфектыўнасць?
На гэтую эфектыўнасць рухавіка ўплывае невялікая колькасць страт, уключаючы страты на супраціў, механічныя страты, выкліканыя трэннем, страты, выкліканыя рассейваннем магнітнай энергіі ў стрыжні, і розныя страты ў залежнасці ад тыпу выкарыстоўванага матэрыялу. Каб зрабіць рухавік больш эфектыўным, мы павінны паменшыць страты ў рухавіку. Вось некаторыя метады або парады, якія можна выкарыстоўваць для паляпшэння каэфіцыента карыснага дзеяння рухавіка.
- Функцыя каркаса рухавіка - забяспечваць механічную абарону абмотак. Ён таксама адказвае за інтэрфейс, усталяваны на ножках. Рама рухавіка адыгрывае важную ролю ў яго цеплавых характарыстыках, паколькі яна адказвае за перадачу цяпла, якое выпрацоўваецца ўнутры рухавіка, на паверхню рамы, дзе паветра, якое надзімаецца вентылятарам, будзе спрыяць рассейванню цяпла. Гэта паменшыць страты цяпла.
- Яшчэ адна асноўная парада - захоўваць мінімальны зазор паміж любымі сценамі побач з задняй часткай вечка вентылятара, каб забяспечыць доступ паветра. Трымайце вобласць вакол рухавіка ў чысціні і рэгулярна правярайце паветраныя засоры, якія могуць знізіць прадукцыйнасць сістэмы астуджэння. Такім чынам, чым халадней працуе матор, тым даўжэй ён праслужыць.
- Статар з'яўляецца асноўным кампанентам рухавіка і выклікае 60% страт, таму, каб паменшыць гэтыя страты, маса абмоткі статара павінна быць вялікай, таму што павелічэнне масы памяншае супраціўленне. Высокаэфектыўныя рухавікі ўтрымліваюць на 25% больш медзі ў параўнанні з рухавікамі, прызначанымі для мадэляў са стандартнай эфектыўнасцю.
- Страты ротара таксама лічацца нязначнай крыніцай страт, у асноўным выкліканых ступенню слізгацення рухавіка. Слізгаценне - гэта фактычна розніца паміж хуткасцю магнітнага поля (а/хв) і фактычным абаротам ротара і вала пры дадзенай нагрузцы. Сярод іх слізгаценне атрымліваецца шляхам аднімання хуткасці нагружанага рухавіка з хуткасці ненагружанага рухавіка і дзялення на хуткасць нагружанага рухавіка. Такім чынам, каб паменшыць гэтыя страты, неабходна паменшыць слізгаценне, што робіцца за кошт павелічэння праводнасці ротара. Медзь неабходна выкарыстоўваць у вялікіх колькасцях з-за яе высокай праводнасці. Але медзь павінна быць адліта пад ціскам, таму што нядаўна быў распрацаваны працэс ліцця медзі пад ціскам.
- Магнітныя страты ў стрыжні з'яўляюцца вытворнымі ад гістарэзісу, і 20% агульных страт выкліканы віхравымі токамі і насычэннем стрыжня. Дзякуючы выкарыстанню высакаякасных матэрыялаў і кантролю якасці можна звесці да мінімуму страты, тым самым павысіўшы эфектыўнасць.
- Каб паменшыць эфекты гістэрэзісу і насычэння, для ламінавання будзе выкарыстоўвацца сталь, якая змяшчае невялікую колькасць крэмнію, а не танная вугляродзістая сталь. Такім чынам можна ліквідаваць страты ў стрыжні. За кошт памяншэння таўшчыні ламінацыі і павелічэння даўжыні ламінацыі можна звесці да мінімуму шчыльнасць патоку і страты ў стрыжні.
- Страты на віхравыя токі можна ў значнай ступені звесці да мінімуму, забяспечыўшы належную ізаляцыю паміж лістамі або ламінатам.
- Інтэрвал змазкі залежыць ад намінальнай хуткасці рухавіка, памеру падшыпніка, тыпу змазкі і павышэння тэмпературы. Таму будзьце асцярожныя пры выкарыстанні змазак. Не змешвайце тыпы змазкі, нават калі ў іх выкарыстоўваюцца аднолькавыя элементы. Калі пры ўжыванні выкарыстоўваюцца іншыя змазкі, гэта непасрэдна паўплывае на прадукцыйнасць рухавіка.
Як паменшыць страты рухавіка?
Паколькі размеркаванне стратрухавіквар'іруецца ў залежнасці ад памеру магутнасці і колькасці полюсаў, каб паменшыць страты, мы павінны засяродзіцца на прыняцці мер для асноўных кампанентаў страт розных сіл і полюсаў. Некаторыя спосабы паменшыць страты коратка апісаны наступным чынам:
- Павялічце эфектыўнасць матэрыялаў, паменшыце страты намоткі і страты жалеза
У адпаведнасці з прынцыпам падабенства рухавікоў, калі электрамагнітная нагрузка застаецца нязменнай і механічныя страты не ўлічваюцца, страты рухавіка прыблізна прапарцыйныя кубу лінейнага памеру рухавіка, а ўваходная магутнасць рухавіка прыблізна прапарцыйная чацвёртай ступені лінейнага памеру. З гэтага можна прыблізна вызначыць залежнасць паміж эфектыўнасцю і эфектыўным выкарыстаннем матэрыялу. Для таго, каб атрымаць большую прастору пры пэўных умовах устаноўленага памеру, каб можна было размясціць больш эфектыўныя матэрыялы для павышэння эфектыўнасці рухавіка, памер вонкавага дыяметра штампоўкі статара становіцца важным фактарам. У той жа базавай серыі машын амерыканскія маторы маюць большую магутнасць, чым еўрапейскія. Для палягчэння рассейвання цяпла і памяншэння павышэння тэмпературы ў амерыканскіх рухавіках звычайна выкарыстоўваюцца штампоўкі статара з вялікім вонкавым дыяметрам, у той час як у еўрапейскіх рухавіках звычайна выкарыстоўваюцца штампоўкі статара з меншым вонкавым дыяметрам з-за патрэбы ў канструктыўных вытворных, такіх як выбухаабароненыя рухавікі, і каб паменшыць колькасць медзі, якая выкарыстоўваецца на канцы абмоткі, і вытворчыя выдаткі.
- Выкарыстоўвайце лепшыя магнітныя матэрыялы і тэхналагічныя меры, каб паменшыць страты жалеза
Магнітныя ўласцівасці (магнітная пранікальнасць і страты ў жалезам) матэрыялу стрыжня аказваюць вялікі ўплыў на эфектыўнасць і іншыя характарыстыкі рухавіка. Пры гэтым кошт матэрыялу стрыжня складае асноўную частку кошту рухавіка. Такім чынам, выбар прыдатных магнітных матэрыялаў з'яўляецца ключом да распрацоўкі і вытворчасці высокаэфектыўных рухавікоў. У магутных рухавіках страты жалеза складаюць значную частку агульных страт, таму памяншэнне адзінкавага значэння страт матэрыялу стрыжня дапаможа знізіць страты жалеза ў рухавіку. З-за канструкцыі і вытворчасці рухавіка страты жалеза ў рухавіку значна перавышаюць значэнне, разлічанае ў адпаведнасці са значэннем страт жалеза на адзінцы, прадастаўленым сталеліцейным заводам, таму значэнне страт жалеза на адзінцы звычайна павялічваецца ў 1,5~2 разы падчас праектавання, каб улічыць павелічэнне страт жалеза.
Прычына павелічэння страт жалеза заключаецца галоўным чынам у тым, што адзінкавае значэнне страт жалеза на металургічным заводзе атрымана шляхам выпрабавання ўзору палоснага матэрыялу ў адпаведнасці з метадам квадратнага круга Эпштэйна, але матэрыял падвяргаецца вялікім нагрузкам пасля прабівання, рэзкі і ламінавання, і страты будуць павялічвацца; акрамя таго, паветраны зазор, выкліканы наяўнасцю зубчастай шчыліны, прыводзіць да гарманічнага магнітнага поля зубца, якое выклікае страты халастога ходу на паверхні стрыжня, што прывядзе да значнага павелічэння страт жалеза пасля вытворчасці рухавіка. Такім чынам, у дадатак да выбару магнітных матэрыялаў з меншымі адзінкавымі стратамі жалеза, таксама неабходна кантраляваць ціск ламінавання і прымаць неабходныя меры для зніжэння страт жалеза. Улічваючы цану і тэхналагічныя фактары, высакаякасныя крамянёвыя сталёвыя лісты і крамянёвыя сталёвыя лісты таўшчынёй больш за 0,5 мм не так часта выкарыстоўваюцца ў вытворчасці высокаэфектыўных рухавікоў. Як правіла, выкарыстоўваюцца лісты электратэхнічнай сталі з нізкім утрыманнем вугляроду крэмнію або халоднакатаныя крамянёвыя сталёвыя лісты з нізкім утрыманнем крэмнія. Некаторыя вытворцы невялікіх еўрапейскіх рухавікоў выкарыстоўвалі лісты электратэхнічнай сталі без крэмнію з адзінкавым значэннем страт жалеза 6,5 Вт/кг. У апошнія гады сталеліцейныя заводы выпусцілі электратэхнічную сталь Polycor420 з сярэднімі адзінкавымі стратамі 4,0 Вт/кг, што нават ніжэй, чым у некаторых сталёвых лістоў з нізкім утрыманнем крэмнію. Матэрыял таксама мае больш высокую магнітную пранікальнасць.
У апошнія гады Японія распрацавала халоднакатаны сталёвы ліст з нізкім утрыманнем крэмнію маркі 50RMA350. У яго склад дадаецца невялікая колькасць алюмінія і рэдказямельных металаў, дзякуючы чаму захоўваецца больш высокая магнітная пранікальнасць пры зніжэнні страт. Яго адзінкавае значэнне страт жалеза складае 3,12 Вт/кг. Усё гэта можа забяспечыць лепшую матэрыяльную аснову для вытворчасці і прасоўвання высокаэфектыўных рухавікоў.
- Паменшыце памер вентылятара, каб паменшыць страты вентыляцыі
Для больш магутных 2- і 4-полюсных рухавікоў трэнне ветрам складае значную долю. Напрыклад, трэнне ветру 2-полюснага рухавіка магутнасцю 90 кВт можа дасягаць каля 30% ад агульных страт. Трэнне ветру ў асноўным складаецца з магутнасці, спажыванай вентылятарам. Паколькі страты цяпла высокаэфектыўных рухавікоў звычайна нізкія, аб'ём астуджальнага паветра можа быць зменшаны, і, такім чынам, магутнасць вентыляцыі таксама можа быць зменшана. Магутнасць вентыляцыі прыкладна прапарцыйная 4-5-й ступені дыяметра вентылятара. Такім чынам, калі павышэнне тэмпературы дазволена, памяншэнне памеру вентылятара можа эфектыўна паменшыць трэнне ветру. Акрамя таго, разумная канструкцыя вентыляцыйнай канструкцыі таксама важная для павышэння эфектыўнасці вентыляцыі і зніжэння трэння ветрам. Выпрабаванні паказалі, што трэнне ветрам магутнай 2-полюснай часткі высокаэфектыўнага рухавіка можа быць зменшана прыкладна на 30% у параўнанні з трэннем звычайнага рухавіка. Паколькі вентыляцыйныя страты значна зніжаюцца і не патрабуюць вялікіх дадатковых выдаткаў, змяненне канструкцыі вентылятара часта з'яўляецца адной з асноўных мер, якія прымаюцца для гэтай часткі высокаэфектыўных рухавікоў.
- Паменшыце бяздомныя страты з дапамогай праектных і тэхналагічных мер
Блукаючыя страты асінхронных рухавікоў - гэта ў асноўным высокачашчынныя страты, спароджаныя высокімі гармонікамі магнітнага поля ў стрыжнях і абмотках статара і ротара. Для памяншэння рассейвальных страт у нагрузцы амплітуду кожнай фазавай гармонікі можна паменшыць з дапамогай паслядоўна злучанай сінусоіднай абмоткі Y-Δ або іншай абмоткі з нізкім узроўнем гармонік, тым самым памяншаючы страты на рассейванне. Эксперыменты паказваюць, што выкарыстанне сінусоіднай абмоткі можа паменшыць рассейваныя страты ў сярэднім больш чым на 30%.
- Палепшыце працэс ліцця пад ціскам, каб паменшыць страты ротара
Кантралюючы ціск, тэмпературу і шлях газаразраду падчас алюмініевага ліцця ротара, газ у стрыжнях ротара можна паменшыць, тым самым паляпшаючы праводнасць і памяншаючы страты алюмінія ротара. У апошнія гады ў Злучаных Штатах паспяхова распрацавана абсталяванне для ліцця пад ціскам з медным ротарам і адпаведныя працэсы, і ў цяперашні час праводзіцца дробная пробная вытворчасць. Разлікі паказваюць, што калі медны ротар заменіць алюмініевы, страты ў ротары можна паменшыць прыкладна на 38%.
- Прымяніць канструкцыю камп'ютэрнай аптымізацыі для памяншэння страт і павышэння эфектыўнасці
У дадатак да павелічэння колькасці матэрыялаў, паляпшэння ўласцівасцей матэрыялу і паляпшэння працэсаў, камп'ютэрная аптымізацыя дызайну выкарыстоўваецца для разумнага вызначэння розных параметраў у адпаведнасці з абмежаваннямі кошту і прадукцыйнасці, тым самым дасягаючы максімальна магчымага павышэння эфектыўнасці. Выкарыстанне аптымізаванай канструкцыі можа значна скараціць час праектавання рухавіка і палепшыць якасць праектавання рухавіка.