Panimula sa Motor Efficiency

Paano pagbutihin ang kahusayan ng motor?

Ang kahusayan ng motor na ito ay apektado ng isang maliit na halaga ng mga pagkalugi, kabilang ang mga pagkalugi ng paglaban, mga pagkalugi sa makina na dulot ng alitan, mga pagkalugi na dulot ng pagwawaldas ng magnetic energy sa core, at iba't ibang pagkalugi depende sa uri ng materyal na ginamit. Upang gawing mas mahusay ang motor, dapat nating bawasan ang mga pagkalugi sa motor. Narito ang ilang mga pamamaraan o tip na maaaring gamitin upang mapabuti ang koepisyent ng kahusayan ng motor.

1. Ang function ng motor frame ay upang magbigay ng mekanikal na proteksyon para sa windings. Ito rin ay responsable para sa interface na naka-mount sa pamamagitan ng mga binti. Ang motor frame ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa kanyang thermal performance dahil ito ay responsable para sa paglilipat ng init na nabuo sa loob ng motor sa ibabaw ng frame kung saan ang hangin na tinatangay ng fan ay magsusulong ng pagkawala ng init. Bawasan nito ang pagkawala ng init.
2. Ang isa pang pangunahing tip ay upang mapanatili ang isang minimum na agwat sa pagitan ng anumang mga pader na malapit sa likod ng takip ng fan upang payagan ang air intake. Panatilihing malinis ang paligid ng motor at regular na suriin kung may nakaharang na hangin na maaaring makabawas sa performance ng cooling system. Samakatuwid, mas malamig ang pagtakbo ng motor, mas matagal ito.
3. Ang stator ay ang pangunahing bahagi ng motor at nagiging sanhi ng 60% ng mga pagkalugi, kaya upang mabawasan ang mga pagkalugi na ito, ang masa ng paikot-ikot na stator ay dapat panatilihing malaki dahil ang pagtaas ng masa ay binabawasan ang paglaban. Ang mga motor na may mataas na kahusayan ay naglalaman ng 25% dagdag na tanso kumpara sa mga motor na idinisenyo para sa mga karaniwang modelo ng kahusayan.
4. Ang mga pagkalugi ng rotor ay itinuturing din na isang maliit na pinagmumulan ng mga pagkalugi, pangunahin na sanhi ng antas ng pagkadulas ng mga palabas sa motor. Ang slip ay talagang pagkakaiba sa pagitan ng bilis ng magnetic field (RPM) at ang aktwal na RPM ng rotor at shaft sa isang naibigay na load. Kabilang sa mga ito, ang slip ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilis ng load motor mula sa bilis ng unloaded motor at paghahati nito sa bilis ng load motor. Samakatuwid, upang mabawasan ang mga pagkalugi na ito, dapat mabawasan ang slip, na ginagawa sa pamamagitan ng pagtaas ng conductivity ng rotor. Ang tanso ay dapat gamitin sa maraming dami dahil sa mataas na kondaktibiti nito. Ngunit ang tanso ay dapat na die-cast dahil ang isang proseso para sa die-casting na tanso ay binuo kamakailan.
5. Ang mga core magnetic losses ay nagmula sa hysteresis, at 20% ng kabuuang pagkalugi ay sanhi ng mga core eddy currents at saturation. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga de-kalidad na materyales at kontrol sa kalidad, ang mga pagkalugi ay maaaring mabawasan, at sa gayon ay mapapabuti ang kahusayan.
6. Upang mabawasan ang mga epekto ng hysteresis at saturation, ang bakal na naglalaman ng kaunting silicon ay gagamitin para sa lamination sa halip na murang carbon steel. Sa ganitong paraan, maaaring maalis ang mga pangunahing pagkalugi. Sa pamamagitan ng pagbabawas ng kapal ng lamination at pagtaas ng haba ng lamination, ang density ng flux at pagkawala ng core ay maaaring mabawasan.
7. Ang mga pagkalugi ng Eddy current ay maaaring mabawasan nang malaki sa pamamagitan ng pagtiyak ng wastong pagkakabukod sa pagitan ng mga sheet o laminate na ginamit.
8. Ang agwat ng pagpapadulas ay isang function ng rate ng bilis ng pag-install ng motor, laki ng bearing, uri ng grasa at pagtaas ng temperatura. Samakatuwid, mangyaring mag-ingat kapag gumagamit ng mga pampadulas. Huwag paghaluin ang mga uri ng grasa, kahit na ginagamit nila ang parehong mga elemento. Kung ang iba pang mga greases ay ginagamit sa aplikasyon, ito ay direktang makakaapekto sa pagganap ng motor.

Paano bawasan ang pagkawala ng motor?

Dahil ang pagkawala ng pamamahagi ngmotornag-iiba sa laki ng kapangyarihan at bilang ng mga pole, upang mabawasan ang pagkawala, dapat tayong tumuon sa pagsasagawa ng mga hakbang para sa mga pangunahing bahagi ng pagkawala ng iba't ibang mga kapangyarihan at pole. Ang ilang mga paraan upang mabawasan ang pagkalugi ay maikling inilalarawan tulad ng sumusunod:

1. Dagdagan ang mga epektibong materyales, bawasan ang pagkawala ng paikot-ikot at pagkawala ng bakal

Ayon sa prinsipyo ng pagkakatulad ng mga motor, kapag ang electromagnetic load ay nananatiling hindi nagbabago at ang mekanikal na pagkawala ay hindi isinasaalang-alang, ang pagkawala ng motor ay humigit-kumulang na proporsyonal sa kubo ng linear na laki ng motor, at ang input power ng motor ay humigit-kumulang na proporsyonal sa ika-apat na kapangyarihan ng linear na laki. Mula dito, maaaring matantya ang kaugnayan sa pagitan ng kahusayan at epektibong paggamit ng materyal. Upang makakuha ng mas malaking espasyo sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon ng laki ng pag-install upang mas mabisang materyales ang mailagay upang mapabuti ang kahusayan ng motor, ang panlabas na diameter na laki ng stator punching ay nagiging isang mahalagang kadahilanan. Sa loob ng parehong saklaw ng base ng makina, ang mga motor na Amerikano ay may mas malaking output kaysa sa mga motor na European. Upang mapadali ang pag-alis ng init at bawasan ang pagtaas ng temperatura, ang mga Amerikanong motor ay karaniwang gumagamit ng mga stator punching na may mas malalaking panlabas na diameter, habang ang mga European na motor ay karaniwang gumagamit ng mga stator punching na may mas maliit na panlabas na diameter dahil sa pangangailangan para sa mga structural derivatives tulad ng explosion-proof na mga motor at upang bawasan ang dami ng tansong ginagamit sa paikot-ikot na dulo at mga gastos sa produksyon.

2. Gumamit ng mas mahusay na mga magnetic na materyales at mga hakbang sa proseso upang mabawasan ang pagkawala ng bakal

Ang magnetic properties (magnetic permeability at unit iron loss) ng pangunahing materyal ay may malaking impluwensya sa kahusayan at iba pang pagganap ng motor. Kasabay nito, ang halaga ng pangunahing materyal ay ang pangunahing bahagi ng gastos ng motor. Samakatuwid, ang pagpili ng angkop na mga magnetic na materyales ay ang susi sa pagdidisenyo at paggawa ng mga high-efficiency na motor. Sa mga motor na may mataas na kapangyarihan, ang pagkawala ng bakal ay may malaking bahagi ng kabuuang pagkawala, kaya ang pagbabawas ng halaga ng pagkawala ng yunit ng pangunahing materyal ay makakatulong na mabawasan ang pagkawala ng bakal ng motor. Dahil sa disenyo at pagmamanupaktura ng motor, ang pagkawala ng bakal ng motor ay lubos na lumampas sa halaga na kinakalkula ayon sa halaga ng pagkawala ng yunit ng bakal na ibinigay ng gilingan ng bakal, kaya ang halaga ng pagkawala ng bakal ng yunit ay karaniwang nadagdagan ng 1.5~2 beses sa panahon ng disenyo upang isaalang-alang ang pagtaas ng pagkawala ng bakal.

Ang dahilan para sa pagtaas ng pagkawala ng bakal ay higit sa lahat dahil ang halaga ng pagkawala ng yunit ng bakal ng gilingan ng bakal ay nakuha sa pamamagitan ng pagsubok sa sample ng strip na materyal ayon sa pamamaraan ng Epstein square circle, ngunit ang materyal ay napapailalim sa malaking stress pagkatapos ng pagsuntok, paggugupit at pag-laminate, at ang pagkawala ay tataas; bilang karagdagan, ang puwang ng hangin na dulot ng pagkakaroon ng puwang ng ngipin ay humahantong sa tooth harmonic magnetic field na nagdudulot ng pagkawala ng pagkarga sa core surface, na hahantong sa isang makabuluhang pagtaas sa pagkawala ng bakal pagkatapos gawin ang motor. Samakatuwid, bilang karagdagan sa pagpili ng mga magnetic na materyales na may mas mababang pagkawala ng yunit ng bakal, kinakailangan ding kontrolin ang presyon ng paglalamina at gumawa ng mga kinakailangang hakbang sa proseso upang mabawasan ang pagkawala ng bakal. Sa pagtingin sa mga kadahilanan ng presyo at proseso, ang mga high-grade na silicon steel sheet at silicon steel sheet na mas manipis kaysa sa 0.5mm ay hindi gaanong ginagamit sa paggawa ng mga high-efficiency na motor. Karaniwang ginagamit ang low-carbon silicon-free electrical steel sheet o low-silicon cold-rolled silicon steel sheets. Ang ilang mga tagagawa ng maliliit na European na motor ay gumamit ng walang silikon na mga de-koryenteng bakal na sheet na may halaga ng pagkawala ng yunit ng bakal na 6.5w/kg. Sa mga nakalipas na taon, ang mga steel mill ay naglunsad ng Polycor420 electrical steel sheets na may average na unit loss na 4.0w/kg, na mas mababa pa sa ilang low-silicon steel sheets. Ang materyal ay mayroon ding mas mataas na magnetic permeability.

Sa nakalipas na mga taon, nakabuo ang Japan ng low-silicon cold-rolled steel sheet na may gradong 50RMA350. Ang isang maliit na halaga ng aluminyo at bihirang lupa na mga metal ay idinagdag sa komposisyon nito, sa gayon ay nagpapanatili ng isang mas mataas na magnetic permeability habang binabawasan ang mga pagkalugi. Ang halaga ng pagkawala ng yunit ng bakal nito ay 3.12w/kg. Ang lahat ng ito ay malamang na magbigay ng isang mas mahusay na materyal na batayan para sa produksyon at pagsulong ng mga high-efficiency na motor.

3. Bawasan ang laki ng bentilador upang mabawasan ang pagkawala ng bentilasyon

Para sa mas malalaking power 2- at 4-pole na motor, ang wind friction ay may malaking proporsyon. Halimbawa, ang wind friction ng isang 90kW 2-pole motor ay maaaring umabot sa halos 30% ng kabuuang pagkawala. Ang wind friction ay pangunahing binubuo ng kapangyarihang natupok ng fan. Dahil ang pagkawala ng init ng mga high-efficiency na motor ay karaniwang mababa, ang dami ng paglamig ng hangin ay maaaring mabawasan, at sa gayon ang kapangyarihan ng bentilasyon ay maaari ding mabawasan. Ang lakas ng bentilasyon ay humigit-kumulang proporsyonal sa ika-4 hanggang ika-5 na kapangyarihan ng diameter ng fan. Samakatuwid, kung pinahihintulutan ang pagtaas ng temperatura, ang pagbawas sa laki ng fan ay maaaring epektibong mabawasan ang alitan ng hangin. Bilang karagdagan, ang makatwirang disenyo ng istraktura ng bentilasyon ay mahalaga din para sa pagpapabuti ng kahusayan ng bentilasyon at pagbabawas ng alitan ng hangin. Ipinakita ng mga pagsubok na ang wind friction ng high-power 2-pole na bahagi ng isang high-efficiency na motor ay maaaring mabawasan ng humigit-kumulang 30% kumpara sa isang ordinaryong motor. Dahil ang pagkawala ng bentilasyon ay nabawasan ng isang malaking margin at hindi nangangailangan ng maraming karagdagang gastos, ang pagbabago ng disenyo ng fan ay madalas na isa sa mga pangunahing hakbang na ginawa para sa bahaging ito ng mga high-efficiency na motor.

4. Bawasan ang mga naliligaw na pagkalugi sa pamamagitan ng mga hakbang sa disenyo at proseso

Ang mga naliligaw na pagkalugi ng mga asynchronous na motor ay pangunahing mga pagkalugi sa mataas na dalas na nabuo ng mga high-order na harmonika ng magnetic field sa stator at rotor core at windings. Upang bawasan ang pagkawala ng load stray, ang amplitude ng bawat phase harmonic ay maaaring bawasan sa pamamagitan ng paggamit ng Y-Δ series-connected sinusoidal winding o iba pang low harmonic winding, at sa gayon ay binabawasan ang stray loss. Ipinakikita ng mga eksperimento na ang paggamit ng sinusoidal winding ay maaaring mabawasan ang stray loss ng higit sa 30% sa karaniwan.

5. Pagbutihin ang proseso ng die-casting upang mabawasan ang pagkawala ng rotor

Sa pamamagitan ng pagkontrol sa presyon, temperatura at landas ng paglabas ng gas sa panahon ng paghahagis ng rotor aluminum, ang gas sa mga rotor bar ay maaaring mabawasan, sa gayon ay mapabuti ang kondaktibiti at binabawasan ang pagkawala ng rotor aluminum. Sa mga nagdaang taon, matagumpay na nakabuo ang Estados Unidos ng mga kagamitan sa die-casting ng tansong rotor at mga kaukulang proseso, at kasalukuyang nagsasagawa ng maliit na produksyon ng pagsubok. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na kung pinapalitan ng isang tansong rotor ang isang aluminum rotor, ang pagkawala ng rotor ay maaaring mabawasan ng humigit-kumulang 38%.

6. Ilapat ang disenyo ng pag-optimize ng computer upang mabawasan ang mga pagkalugi at mapabuti ang kahusayan

Bilang karagdagan sa pagtaas ng mga materyales, pagpapabuti ng mga katangian ng materyal at pagpapabuti ng mga proseso, ang disenyo ng pag-optimize ng computer ay ginagamit upang makatwirang matukoy ang iba't ibang mga parameter sa ilalim ng mga hadlang ng gastos at pagganap, sa gayon ay nakakamit ang pinakamataas na posibleng pagpapabuti sa kahusayan. Ang paggamit ng na-optimize na disenyo ay maaaring makabuluhang paikliin ang oras ng disenyo ng motor at mapabuti ang kalidad ng disenyo ng motor.