Si të përmirësohet efikasiteti i motorit?
Ky efikasitet i motorit ndikohet nga një sasi e vogël humbjesh, duke përfshirë humbjet e rezistencës, humbjet mekanike të shkaktuara nga fërkimi, humbjet e shkaktuara nga shpërndarja e energjisë magnetike në bërthamë dhe humbje të ndryshme në varësi të llojit të materialit të përdorur. Për ta bërë motorin më efikas, ne duhet të reduktojmë humbjet në motor. Këtu janë disa metoda ose këshilla që mund të përdoren për të përmirësuar koeficientin e efikasitetit të motorit.
- Funksioni i kornizës së motorit është të sigurojë mbrojtje mekanike për mbështjelljet. Ai është gjithashtu përgjegjës për ndërfaqen e montuar nga këmbët. Korniza e motorit luan një rol jetësor në performancën e tij termike pasi është përgjegjës për transferimin e nxehtësisë së gjeneruar brenda motorit në sipërfaqen e kornizës ku ajri i fryrë nga ventilatori do të nxisë shpërndarjen e nxehtësisë. Kjo do të zvogëlojë humbjet e nxehtësisë.
- Një këshillë tjetër bazë është të ruani një hendek minimal midis çdo muri afër pjesës së pasme të kapakut të ventilatorit për të lejuar marrjen e ajrit. Mbajeni të pastër zonën rreth motorit dhe kontrolloni rregullisht për çdo bllokim ajri që mund të zvogëlojë performancën e sistemit të ftohjes. Prandaj, sa më i ftohtë të funksionojë motori, aq më gjatë do të zgjasë.
- Statori është komponenti kryesor i motorit dhe shkakton 60% të humbjeve, kështu që për të zvogëluar këto humbje, masa e mbështjelljes së statorit duhet të mbahet e madhe sepse rritja e masës zvogëlon rezistencën. Motorët me efikasitet të lartë përmbajnë 25% bakër shtesë në krahasim me motorët e projektuar për modelet standarde të efikasitetit.
- Humbjet e rotorit konsiderohen gjithashtu një burim i vogël humbjesh, të shkaktuara kryesisht nga shkalla e rrëshqitjes që shfaq motori. Rrëshqitja është në fakt ndryshimi midis shpejtësisë së fushës magnetike (RPM) dhe RPM-së aktuale të rotorit dhe boshtit në një ngarkesë të caktuar. Midis tyre, rrëshqitja fitohet duke zbritur shpejtësinë e motorit të ngarkuar nga shpejtësia e motorit të shkarkuar dhe duke e ndarë atë me shpejtësinë e motorit të ngarkuar. Prandaj, për të reduktuar këto humbje duhet të zvogëlohet rrëshqitja, e cila bëhet duke rritur përçueshmërinë e rotorit. Bakri duhet të përdoret në sasi të mëdha për shkak të përçueshmërisë së tij të lartë. Por bakri duhet të jetë i derdhur, sepse një proces për derdhjen e bakrit është zhvilluar kohët e fundit.
- Humbjet magnetike të bërthamës rrjedhin nga histereza, dhe 20% e humbjeve totale shkaktohen nga rrymat e vorbullës së bërthamës dhe ngopja. Duke përdorur materiale me cilësi të lartë dhe kontrollin e cilësisë, humbjet mund të minimizohen, duke përmirësuar kështu efikasitetin.
- Për të reduktuar efektet e histerezës dhe ngopjes, çeliku që përmban një sasi të vogël silikoni do të përdoret për petëzimin në vend të çelikut me karbon me kosto të ulët. Në këtë mënyrë, humbjet thelbësore mund të eliminohen. Duke reduktuar trashësinë e petëzimit dhe duke rritur gjatësinë e petëzimit, densiteti i fluksit dhe humbja e bërthamës mund të minimizohen.
- Humbjet e rrymës vorbull mund të minimizohen në një masë të madhe duke siguruar izolimin e duhur midis fletëve ose laminateve të përdorura.
- Intervali i lubrifikimit është një funksion i shpejtësisë së vlerësuar të instalimit të motorit, madhësisë së kushinetave, llojit të yndyrës dhe rritjes së temperaturës. Prandaj, kini kujdes kur përdorni lubrifikantë. Mos i përzieni llojet e yndyrës, edhe nëse ato përdorin të njëjtat elementë. Nëse përdoren yndyrna të tjera në aplikim, kjo do të ndikojë drejtpërdrejt në performancën e motorit.
Si të zvogëloni humbjet motorike?
Që nga shpërndarja e humbjeve tëmotorikendryshon me madhësinë e fuqisë dhe numrin e poleve, për të reduktuar humbjen duhet të fokusohemi në marrjen e masave për komponentët kryesorë të humbjeve të fuqive dhe poleve të ndryshme. Disa mënyra për të zvogëluar humbjen përshkruhen shkurtimisht si më poshtë:
- Rritni materialet efektive, zvogëloni humbjen e mbështjelljes dhe humbjen e hekurit
Sipas parimit të ngjashmërisë së motorëve, kur ngarkesa elektromagnetike mbetet e pandryshuar dhe humbja mekanike nuk merret parasysh, humbja e motorit është afërsisht proporcionale me kubin e madhësisë lineare të motorit, dhe fuqia hyrëse e motorit është afërsisht proporcionale me fuqinë e katërt të madhësisë lineare. Nga kjo, marrëdhënia midis efikasitetit dhe përdorimit efektiv të materialit mund të përafrohet. Për të marrë një hapësirë më të madhe në kushte të caktuara të madhësisë së instalimit në mënyrë që të mund të vendosen materiale më efektive për të përmirësuar efikasitetin e motorit, madhësia e diametrit të jashtëm të shpimit të statorit bëhet një faktor i rëndësishëm. Brenda të njëjtit interval bazë makinerie, motorët amerikanë kanë prodhim më të madh se motorët evropianë. Për të lehtësuar shpërndarjen e nxehtësisë dhe për të reduktuar rritjen e temperaturës, motorët amerikanë në përgjithësi përdorin shpuese të statorit me diametra më të mëdhenj të jashtëm, ndërsa motorët evropianë zakonisht përdorin shpime të statorit me diametër të jashtëm më të vegjël për shkak të nevojës për derivate strukturorë si motorë rezistent ndaj shpërthimit dhe për të zvogëluar sasinë e bakrit të përdorur në fundin e mbështjelljes dhe kostot e prodhimit.
- Përdorni materiale më të mira magnetike dhe përpunoni masa për të reduktuar humbjen e hekurit
Vetitë magnetike (përshkueshmëria magnetike dhe humbja e njësisë së hekurit) të materialit bazë kanë një ndikim të madh në efikasitetin dhe performancën tjetër të motorit. Në të njëjtën kohë, kostoja e materialit bazë është pjesa kryesore e kostos së motorit. Prandaj, zgjedhja e materialeve të përshtatshme magnetike është çelësi për projektimin dhe prodhimin e motorëve me efikasitet të lartë. Në motorët me fuqi të lartë, humbja e hekurit përbën një pjesë të konsiderueshme të humbjes totale, kështu që ulja e vlerës së humbjes së njësisë së materialit bazë do të ndihmojë në uljen e humbjes së hekurit të motorit. Për shkak të projektimit dhe prodhimit të motorit, humbja e hekurit të motorit tejkalon shumë vlerën e llogaritur sipas vlerës së humbjes së njësisë së hekurit të ofruar nga fabrika e çelikut, kështu që vlera e humbjes së njësisë së hekurit në përgjithësi rritet me 1.5 ~ 2 herë gjatë projektimit për të marrë parasysh rritjen e humbjes së hekurit.
Arsyeja e rritjes së humbjes së hekurit është kryesisht sepse vlera e njësisë së humbjes së hekurit të fabrikës së çelikut merret duke testuar mostrën e materialit të shiritit sipas metodës së rrethit katror Epstein, por materiali i nënshtrohet stresit të madh pas shpimit, prerjes dhe petëzimit, dhe humbja do të rritet; Përveç kësaj, hendeku i ajrit i shkaktuar nga prania e çarjes së dhëmbit çon në fushën magnetike harmonike të dhëmbit duke shkaktuar humbje pa ngarkesë në sipërfaqen e bërthamës, gjë që do të çojë në një rritje të konsiderueshme të humbjes së hekurit pas prodhimit të motorit. Prandaj, përveç zgjedhjes së materialeve magnetike me humbje më të ulët të njësisë së hekurit, është gjithashtu e nevojshme të kontrollohet presioni i petëzimit dhe të merren masat e nevojshme të procesit për të zvogëluar humbjen e hekurit. Duke pasur parasysh çmimin dhe faktorët e procesit, fletët e çelikut me silikon të cilësisë së lartë dhe fletët e çelikut silikoni më të holla se 0,5 mm nuk përdoren shumë në prodhimin e motorëve me efikasitet të lartë. Në përgjithësi përdoren fletë çeliku elektrike pa silikon me karbon të ulët ose fletë çeliku silikoni me mbështjellje të ftohtë me silikon të ulët. Disa prodhues të motorëve të vegjël evropianë kanë përdorur fletë çeliku elektrik pa silikon me një vlerë humbjeje të njësisë së hekurit prej 6,5 w/kg. Vitet e fundit, fabrikat e çelikut kanë nxjerrë në treg fletë çeliku elektrike Polycor420 me një humbje mesatare njësi prej 4.0w/kg, që është edhe më e ulët se disa fletë çeliku me përmbajtje të ulët silikoni. Materiali gjithashtu ka një përshkueshmëri më të lartë magnetike.
Në vitet e fundit, Japonia ka zhvilluar një fletë çeliku me mbështjellje të ftohtë me silikon të ulët me një shkallë prej 50RMA350. Një sasi e vogël alumini dhe metale të rralla tokësore i shtohen përbërjes së tij, duke ruajtur kështu një përshkueshmëri më të lartë magnetike duke reduktuar humbjet. Vlera e humbjes së hekurit për njësi është 3,12 w/kg. Të gjitha këto ka të ngjarë të ofrojnë një bazë materiale më të mirë për prodhimin dhe promovimin e motorëve me efikasitet të lartë.
- Zvogëloni madhësinë e ventilatorit për të zvogëluar humbjen e ventilimit
Për motorët me fuqi më të madhe 2 dhe 4 pole, fërkimi i erës përbën një pjesë të konsiderueshme. Për shembull, fërkimi i erës i një motori 2-polësh 90 kW mund të arrijë rreth 30% të humbjes totale. Fërkimi i erës përbëhet kryesisht nga fuqia e konsumuar nga ventilatori. Meqenëse humbja e nxehtësisë e motorëve me efikasitet të lartë është përgjithësisht e ulët, vëllimi i ajrit ftohës mund të zvogëlohet, dhe kështu fuqia e ventilimit gjithashtu mund të reduktohet. Fuqia e ventilimit është afërsisht proporcionale me fuqinë e 4-të në 5 të diametrit të ventilatorit. Prandaj, nëse lejohet rritja e temperaturës, zvogëlimi i madhësisë së ventilatorit mund të zvogëlojë efektivisht fërkimin e erës. Përveç kësaj, dizajni i arsyeshëm i strukturës së ventilimit është gjithashtu i rëndësishëm për përmirësimin e efikasitetit të ventilimit dhe reduktimin e fërkimit të erës. Testet kanë treguar se fërkimi i erës i pjesës 2-polëshe me fuqi të lartë të një motori me efikasitet të lartë mund të reduktohet me rreth 30% krahasuar me atë të një motori të zakonshëm. Meqenëse humbja e ventilimit zvogëlohet me një diferencë të madhe dhe nuk kërkon shumë kosto shtesë, ndryshimi i dizajnit të ventilatorit është shpesh një nga masat kryesore që merren për këtë pjesë të motorëve me efikasitet të lartë.
- Zvogëloni humbjet e humbura përmes masave të projektimit dhe procesit
Humbjet e humbura të motorëve asinkron janë kryesisht humbje me frekuencë të lartë të krijuara nga harmonikat e rendit të lartë të fushës magnetike në bërthamat dhe mbështjelljet e statorit dhe rotorit. Për të reduktuar humbjen e ngarkesës së humbur, amplituda e çdo harmonike fazore mund të reduktohet duke përdorur një mbështjellje sinusoidale të lidhur me serinë Y-Δ ose mbështjellje të tjera me harmoni të ulët, duke reduktuar kështu humbjen e humbur. Eksperimentet tregojnë se përdorimi i mbështjelljes sinusoidale mund të reduktojë humbjen e humbur mesatarisht me më shumë se 30%.
- Përmirësoni procesin e derdhjes për të reduktuar humbjen e rotorit
Duke kontrolluar presionin, temperaturën dhe rrugën e shkarkimit të gazit gjatë derdhjes së aluminit të rotorit, gazi në shufrat e rotorit mund të reduktohet, duke përmirësuar kështu përçueshmërinë dhe duke reduktuar humbjen e aluminit të rotorit. Vitet e fundit, Shtetet e Bashkuara kanë zhvilluar me sukses pajisjet e derdhjes së rotorit të bakrit dhe proceset përkatëse, dhe aktualisht po kryejnë prodhim provë në shkallë të vogël. Llogaritjet tregojnë se nëse një rotor bakri zëvendëson një rotor alumini, humbja e rotorit mund të reduktohet me rreth 38%.
- Aplikoni dizajnin e optimizimit të kompjuterit për të reduktuar humbjet dhe për të përmirësuar efikasitetin
Përveç rritjes së materialeve, përmirësimit të vetive të materialit dhe përmirësimit të proceseve, dizajni i optimizimit kompjuterik përdoret për të përcaktuar në mënyrë të arsyeshme parametra të ndryshëm nën kufizimet e kostos dhe performancës, duke arritur kështu përmirësimin maksimal të mundshëm në efikasitet. Përdorimi i dizajnit të optimizuar mund të shkurtojë ndjeshëm kohën e projektimit të motorit dhe të përmirësojë cilësinë e dizajnit të motorit.