मोटर कार्यक्षमतेचा परिचय

मोटर कार्यक्षमता कशी वाढवायची?

मोटरच्या या कार्यक्षमतेवर थोड्या प्रमाणात तोटे येतात, ज्यामध्ये प्रतिकारशक्तीचे नुकसान, घर्षणामुळे होणारे यांत्रिक नुकसान, गाभ्यातील चुंबकीय उर्जेच्या अपव्ययामुळे होणारे नुकसान आणि वापरलेल्या साहित्याच्या प्रकारानुसार वेगवेगळे नुकसान यांचा समावेश होतो. मोटर अधिक कार्यक्षम करण्यासाठी, आपण मोटरमधील तोटे कमी केले पाहिजेत. मोटरची कार्यक्षमता गुणांक सुधारण्यासाठी येथे काही पद्धती किंवा टिप्स अवलंबल्या जाऊ शकतात.

1. मोटर फ्रेमचे कार्य विंडिंग्जना यांत्रिक संरक्षण प्रदान करणे आहे. ते पायांनी बसवलेल्या इंटरफेससाठी देखील जबाबदार आहे. मोटर फ्रेम त्याच्या थर्मल कामगिरीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते कारण ती मोटरच्या आत निर्माण होणारी उष्णता फ्रेमच्या पृष्ठभागावर हस्तांतरित करण्यास जबाबदार असते जिथे पंख्याने फुंकलेली हवा उष्णता नष्ट होण्यास प्रोत्साहन देईल. यामुळे उष्णतेचे नुकसान कमी होईल.
2. आणखी एक मूलभूत टीप म्हणजे पंख्याच्या कव्हरच्या मागील बाजूस असलेल्या कोणत्याही भिंतींमध्ये कमीत कमी अंतर ठेवा जेणेकरून हवा आत जाऊ शकेल. मोटरभोवतीचा परिसर स्वच्छ ठेवा आणि कूलिंग सिस्टमची कार्यक्षमता कमी करू शकणाऱ्या कोणत्याही हवेच्या अडथळ्यांसाठी नियमितपणे तपासणी करा. म्हणून, मोटर जितकी कूलर चालेल तितकी ती जास्त काळ टिकेल.
3. स्टेटर हा मोटरचा मुख्य घटक आहे आणि त्यामुळे ६०% नुकसान होते, म्हणून हे नुकसान कमी करण्यासाठी, स्टेटर विंडिंगचे वस्तुमान मोठे ठेवले पाहिजे कारण वस्तुमान वाढल्याने प्रतिकार कमी होतो. मानक कार्यक्षमता मॉडेल्ससाठी डिझाइन केलेल्या मोटर्सच्या तुलनेत उच्च कार्यक्षमता असलेल्या मोटर्समध्ये २५% अतिरिक्त तांबे असते.
4. रोटर लॉस हे देखील तोट्यांचे एक किरकोळ स्रोत मानले जाते, जे प्रामुख्याने मोटर दाखवत असलेल्या स्लिपच्या प्रमाणात होते. स्लिप म्हणजे प्रत्यक्षात चुंबकीय क्षेत्राचा वेग (RPM) आणि दिलेल्या लोडवर रोटर आणि शाफ्टच्या प्रत्यक्ष RPM मधील फरक. त्यापैकी, लोड केलेल्या मोटरचा वेग अनलोड केलेल्या मोटरच्या वेगातून वजा करून आणि लोड केलेल्या मोटरच्या गतीने तो भागून स्लिप मिळवता येते. म्हणून, हे नुकसान कमी करण्यासाठी, स्लिप कमी करणे आवश्यक आहे, जे रोटरची चालकता वाढवून केले जाते. उच्च चालकता असल्यामुळे तांबे मोठ्या प्रमाणात वापरला पाहिजे. परंतु तांबे डाय-कास्ट करणे आवश्यक आहे कारण डाय-कास्टिंग कॉपरची प्रक्रिया अलीकडेच विकसित केली गेली आहे.
5. कोर मॅग्नेटिक लॉसेस हे हिस्टेरेसिसमुळे होतात आणि एकूण लॉसेसपैकी २०% लॉसेस हे कोर एडी करंट आणि सॅच्युरेशनमुळे होतात. उच्च-गुणवत्तेचे साहित्य आणि गुणवत्ता नियंत्रण वापरून, लॉसेस कमी करता येतात, ज्यामुळे कार्यक्षमता सुधारते.
6. हिस्टेरेसिस आणि सॅच्युरेशनचे परिणाम कमी करण्यासाठी, कमी किमतीच्या कार्बन स्टीलऐवजी कमी प्रमाणात सिलिकॉन असलेले स्टील लॅमिनेशनसाठी वापरले जाईल. अशा प्रकारे, कोर लॉस दूर करता येतील. लॅमिनेशनची जाडी कमी करून आणि लॅमिनेशनची लांबी वाढवून, फ्लक्स घनता आणि कोर लॉस कमी करता येईल.
7. वापरलेल्या शीट्स किंवा लॅमिनेटमध्ये योग्य इन्सुलेशन सुनिश्चित करून एडी करंट लॉसेस मोठ्या प्रमाणात कमी करता येतात.
8. स्नेहन मध्यांतर हे मोटरच्या स्थापनेचा वेग, बेअरिंगचा आकार, ग्रीसचा प्रकार आणि तापमान वाढीवर अवलंबून असते. म्हणून, कृपया स्नेहक वापरताना काळजी घ्या. ग्रीसचे प्रकार मिसळू नका, जरी ते समान घटक वापरत असले तरीही. जर इतर ग्रीस वापरल्या गेल्या तर याचा थेट परिणाम मोटरच्या कामगिरीवर होईल.

मोटारचे नुकसान कसे कमी करावे?

नुकसान वितरणापासूनमोटरवीज आकार आणि खांबांच्या संख्येनुसार बदलते, नुकसान कमी करण्यासाठी, आपण वेगवेगळ्या शक्ती आणि खांबांच्या मुख्य नुकसान घटकांसाठी उपाययोजना करण्यावर लक्ष केंद्रित केले पाहिजे. नुकसान कमी करण्याचे काही मार्ग थोडक्यात खालीलप्रमाणे वर्णन केले आहेत:

1. प्रभावी साहित्य वाढवा, वळणाचे नुकसान आणि लोखंडाचे नुकसान कमी करा.

मोटर्सच्या समानतेच्या तत्त्वानुसार, जेव्हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लोड अपरिवर्तित राहतो आणि यांत्रिक नुकसान विचारात घेतले जात नाही, तेव्हा मोटरचे नुकसान मोटरच्या रेषीय आकाराच्या घनाच्या अंदाजे प्रमाणात असते आणि मोटरची इनपुट पॉवर रेषीय आकाराच्या चौथ्या पॉवरच्या अंदाजे प्रमाणात असते. यावरून, कार्यक्षमता आणि प्रभावी सामग्री वापर यांच्यातील संबंध अंदाजे काढता येतो. विशिष्ट स्थापना आकाराच्या परिस्थितीत मोठी जागा मिळविण्यासाठी जेणेकरून मोटर कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी अधिक प्रभावी सामग्री ठेवता येईल, स्टेटर पंचिंगचा बाह्य व्यास आकार एक महत्त्वाचा घटक बनतो. त्याच मशीन बेस रेंजमध्ये, अमेरिकन मोटर्समध्ये युरोपियन मोटर्सपेक्षा जास्त आउटपुट असते. उष्णता नष्ट करणे सुलभ करण्यासाठी आणि तापमान वाढ कमी करण्यासाठी, अमेरिकन मोटर्स सामान्यतः मोठ्या बाह्य व्यासांसह स्टेटर पंचिंग वापरतात, तर युरोपियन मोटर्स सामान्यतः लहान बाह्य व्यासांसह स्टेटर पंचिंग वापरतात कारण स्फोट-प्रूफ मोटर्ससारख्या स्ट्रक्चरल डेरिव्हेटिव्ह्जची आवश्यकता असते आणि विंडिंग एंडवर वापरल्या जाणाऱ्या तांब्याचे प्रमाण आणि उत्पादन खर्च कमी करतात.

2. लोहाचे नुकसान कमी करण्यासाठी चांगले चुंबकीय साहित्य आणि प्रक्रिया उपाय वापरा.

कोर मटेरियलच्या चुंबकीय गुणधर्मांचा (चुंबकीय पारगम्यता आणि युनिट लोहाचे नुकसान) मोटरच्या कार्यक्षमतेवर आणि इतर कामगिरीवर मोठा प्रभाव पडतो. त्याच वेळी, कोर मटेरियलची किंमत ही मोटरच्या किमतीचा मुख्य भाग आहे. म्हणूनच, योग्य चुंबकीय सामग्रीची निवड ही उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या मोटर्सची रचना आणि निर्मिती करण्याची गुरुकिल्ली आहे. उच्च-शक्तीच्या मोटर्समध्ये, लोहाचे नुकसान एकूण नुकसानाच्या मोठ्या प्रमाणात असते, म्हणून कोर मटेरियलचे युनिट लॉस मूल्य कमी केल्याने मोटरचे लोहाचे नुकसान कमी होण्यास मदत होईल. मोटरच्या डिझाइन आणि उत्पादनामुळे, मोटरचे लोहाचे नुकसान स्टील मिलने प्रदान केलेल्या युनिट लोहाच्या नुकसान मूल्यानुसार मोजलेल्या मूल्यापेक्षा खूप जास्त आहे, म्हणून लोहाच्या नुकसानातील वाढ लक्षात घेऊन डिझाइन दरम्यान युनिट लोहाच्या नुकसानाचे मूल्य सामान्यतः 1.5~2 पट वाढवले ​​जाते.

लोखंडाच्या नुकसानात वाढ होण्याचे मुख्य कारण म्हणजे स्टील मिलचे युनिट लोखंडाचे नुकसान मूल्य एपस्टाईन स्क्वेअर सर्कल पद्धतीनुसार स्ट्रिप मटेरियल नमुन्याची चाचणी करून मिळवले जाते, परंतु पंचिंग, शीअरिंग आणि लॅमिनेटिंगनंतर मटेरियलवर खूप ताण येतो आणि तोटा वाढतो; याव्यतिरिक्त, दातांच्या स्लॉटच्या उपस्थितीमुळे होणारे हवेचे अंतर दात हार्मोनिक चुंबकीय क्षेत्राकडे नेत आहे ज्यामुळे कोर पृष्ठभागावर नो-लोड लॉस होतो, ज्यामुळे मोटर तयार झाल्यानंतर लोखंडाच्या नुकसानात लक्षणीय वाढ होते. म्हणून, कमी युनिट लोखंडाच्या नुकसानासह चुंबकीय साहित्य निवडण्याव्यतिरिक्त, लॅमिनेशन दाब नियंत्रित करणे आणि लोखंडाचे नुकसान कमी करण्यासाठी आवश्यक प्रक्रिया उपाययोजना करणे देखील आवश्यक आहे. किंमत आणि प्रक्रिया घटक लक्षात घेता, उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटर्सच्या उत्पादनात उच्च-दर्जाचे सिलिकॉन स्टील शीट्स आणि 0.5 मिमी पेक्षा पातळ सिलिकॉन स्टील शीट्सचा जास्त वापर केला जात नाही. कमी-कार्बन सिलिकॉन-मुक्त इलेक्ट्रिकल स्टील शीट्स किंवा कमी-सिलिकॉन कोल्ड-रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीट्स सामान्यतः वापरल्या जातात. लहान युरोपियन मोटर्सच्या काही उत्पादकांनी 6.5w/kg च्या युनिट लोखंडाच्या नुकसान मूल्यासह सिलिकॉन-मुक्त इलेक्ट्रिकल स्टील शीट्स वापरल्या आहेत. अलिकडच्या वर्षांत, स्टील मिल्सनी पॉलीकोर४२० इलेक्ट्रिकल स्टील शीट्स लाँच केल्या आहेत ज्यांचे सरासरी युनिट लॉस ४.०w/kg आहे, जे काही कमी-सिलिकॉन स्टील शीट्सपेक्षाही कमी आहे. या मटेरियलमध्ये चुंबकीय पारगम्यता देखील जास्त आहे.

अलिकडच्या वर्षांत, जपानने ५०RMA३५० ग्रेड असलेली कमी-सिलिकॉन कोल्ड-रोल्ड स्टील शीट विकसित केली आहे. त्याच्या रचनेत थोड्या प्रमाणात अॅल्युमिनियम आणि दुर्मिळ पृथ्वी धातू जोडले जातात, ज्यामुळे तोटा कमी करताना उच्च चुंबकीय पारगम्यता राखली जाते. त्याचे युनिट लोह नुकसान मूल्य ३.१२w/kg आहे. हे सर्व उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटर्सच्या उत्पादन आणि प्रचारासाठी एक चांगला भौतिक आधार प्रदान करण्याची शक्यता आहे.

3. वायुवीजन कमी करण्यासाठी पंख्याचा आकार कमी करा.

मोठ्या पॉवरच्या २- आणि ४-पोल मोटर्ससाठी, वाऱ्याचे घर्षण हे मोठ्या प्रमाणात असते. उदाहरणार्थ, ९० किलोवॅटच्या २-पोल मोटरचे वाऱ्याचे घर्षण एकूण नुकसानाच्या सुमारे ३०% पर्यंत पोहोचू शकते. वाऱ्याचे घर्षण हे प्रामुख्याने पंख्याने वापरलेल्या उर्जेपासून बनलेले असते. उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटर्सचे उष्णता कमी होणे सामान्यतः कमी असल्याने, थंड हवेचे प्रमाण कमी केले जाऊ शकते आणि अशा प्रकारे वेंटिलेशन पॉवर देखील कमी केली जाऊ शकते. वेंटिलेशन पॉवर पंख्याच्या व्यासाच्या ४थ्या ते ५थ्या पॉवरच्या अंदाजे प्रमाणात असते. म्हणून, जर तापमान वाढण्याची परवानगी दिली तर पंख्याचा आकार कमी केल्याने वाऱ्याचे घर्षण प्रभावीपणे कमी होऊ शकते. याव्यतिरिक्त, वेंटिलेशन कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि वाऱ्याचे घर्षण कमी करण्यासाठी वेंटिलेशन स्ट्रक्चरची वाजवी रचना देखील महत्त्वाची आहे. चाचण्यांमधून असे दिसून आले आहे की उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटरच्या उच्च-शक्तीच्या २-पोल भागाचे वाऱ्याचे घर्षण सामान्य मोटरच्या तुलनेत सुमारे ३०% कमी केले जाऊ शकते. वेंटिलेशन लॉस मोठ्या फरकाने कमी होत असल्याने आणि त्यासाठी जास्त अतिरिक्त खर्च लागत नसल्यामुळे, पंख्याची रचना बदलणे हा उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटर्सच्या या भागासाठी घेतलेल्या मुख्य उपायांपैकी एक असतो.

4. डिझाइन आणि प्रक्रिया उपाययोजनांद्वारे अनावश्यक नुकसान कमी करा

असिंक्रोनस मोटर्सचे स्ट्रे लॉस हे प्रामुख्याने स्टेटर आणि रोटर कोर आणि विंडिंग्जमधील चुंबकीय क्षेत्राच्या उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक्समुळे निर्माण होणारे उच्च-फ्रिक्वेन्सी लॉस असतात. लोड स्ट्रे लॉस कमी करण्यासाठी, प्रत्येक फेज हार्मोनिकचे मोठेपणा Y-Δ मालिका-कनेक्टेड साइनसॉइडल वाइंडिंग किंवा इतर कमी हार्मोनिक वाइंडिंग वापरून कमी केले जाऊ शकते, ज्यामुळे स्ट्रे लॉस कमी होतो. प्रयोग दर्शवितात की साइनसॉइडल वाइंडिंगचा वापर सरासरी 30% पेक्षा जास्त स्ट्रे लॉस कमी करू शकतो.

5. रोटर लॉस कमी करण्यासाठी डाय-कास्टिंग प्रक्रिया सुधारा.

रोटर अॅल्युमिनियम कास्टिंग दरम्यान दाब, तापमान आणि गॅस डिस्चार्ज मार्ग नियंत्रित करून, रोटर बारमधील गॅस कमी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे चालकता सुधारते आणि रोटर अॅल्युमिनियम नुकसान कमी होते. अलिकडच्या वर्षांत, युनायटेड स्टेट्सने कॉपर रोटर डाय-कास्टिंग उपकरणे आणि संबंधित प्रक्रिया यशस्वीरित्या विकसित केल्या आहेत आणि सध्या ते लहान प्रमाणात चाचणी उत्पादन करत आहेत. गणना दर्शविते की जर कॉपर रोटरने अॅल्युमिनियम रोटरची जागा घेतली तर रोटर नुकसान सुमारे 38% कमी केले जाऊ शकते.

6. नुकसान कमी करण्यासाठी आणि कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी संगणक ऑप्टिमायझेशन डिझाइन लागू करा.

साहित्य वाढवण्याबरोबरच, साहित्याचे गुणधर्म सुधारणे आणि प्रक्रिया सुधारणे या व्यतिरिक्त, संगणक ऑप्टिमायझेशन डिझाइनचा वापर खर्च आणि कामगिरीच्या मर्यादांनुसार विविध पॅरामीटर्स योग्यरित्या निर्धारित करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे कार्यक्षमतेत जास्तीत जास्त सुधारणा साध्य होते. ऑप्टिमाइझ केलेल्या डिझाइनचा वापर मोटर डिझाइनचा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी करू शकतो आणि मोटर डिझाइनची गुणवत्ता सुधारू शकतो.