Dvigatel samaradorligini qanday oshirish mumkin?
Dvigatelning bunday samaradorligiga qarshilik yo'qotishlari, ishqalanish natijasida yuzaga keladigan mexanik yo'qotishlar, yadrodagi magnit energiyaning tarqalishidan kelib chiqadigan yo'qotishlar va ishlatiladigan material turiga qarab turli xil yo'qotishlar kiradi. Dvigatelni samaraliroq qilish uchun biz dvigateldagi yo'qotishlarni kamaytirishimiz kerak. Dvigatelning samaradorlik koeffitsientini yaxshilash uchun qabul qilinishi mumkin bo'lgan ba'zi usullar yoki maslahatlar.
- Dvigatel ramkasining vazifasi sariqlarni mexanik himoya qilishdir. Bundan tashqari, oyoqlar tomonidan o'rnatilgan interfeys uchun javobgardir. Dvigatel ramkasi uning termal ishlashida muhim rol o'ynaydi, chunki u dvigatel ichida hosil bo'lgan issiqlikni ramka yuzasiga o'tkazish uchun mas'uldir, bu erda fan tomonidan puflangan havo issiqlik tarqalishiga yordam beradi. Bu issiqlik yo'qotishlarini kamaytiradi.
- Yana bir asosiy maslahat - havo kirishini ta'minlash uchun fan qopqog'ining orqa tomoniga yaqin bo'lgan har qanday devorlar orasidagi minimal bo'shliqni saqlashdir. Dvigatel atrofidagi joyni toza tuting va sovutish tizimining ishlashini pasaytiradigan havo to'siqlarini muntazam tekshirib turing. Shuning uchun, vosita qanchalik sovuqroq ishlasa, u shunchalik uzoq davom etadi.
- Stator dvigatelning asosiy komponenti bo'lib, yo'qotishlarning 60% ni keltirib chiqaradi, shuning uchun bu yo'qotishlarni kamaytirish uchun stator o'rashining massasi katta bo'lishi kerak, chunki massa ortishi qarshilikni kamaytiradi. Yuqori samarali motorlar standart samaradorlik modellari uchun mo'ljallangan motorlarga nisbatan 25% qo'shimcha misni o'z ichiga oladi.
- Rotor yo'qotishlari, shuningdek, yo'qotishlarning kichik manbai hisoblanadi, asosan motor ko'rsatadigan sirpanish darajasidan kelib chiqadi. Slip aslida magnit maydon tezligi (RPM) va ma'lum bir yukda rotor va milning haqiqiy aylanish tezligi o'rtasidagi farqdir. Ular orasida sirpanish yuklangan dvigatelning tezligini yuklanmagan dvigatelning tezligidan ayirish va yuklangan dvigatelning tezligiga bo'lish yo'li bilan olinadi. Shuning uchun, bu yo'qotishlarni kamaytirish uchun slipni kamaytirish kerak, bu rotorning o'tkazuvchanligini oshirish orqali amalga oshiriladi. Misning o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgani uchun uni ko'p miqdorda ishlatish kerak. Ammo mis quyma bo'lishi kerak, chunki yaqinda misni quyish jarayoni ishlab chiqilgan.
- Asosiy magnit yo'qotishlar histerezisdan kelib chiqadi va umumiy yo'qotishlarning 20% yadro oqimi va to'yinganlikdan kelib chiqadi. Yuqori sifatli materiallar va sifat nazorati yordamida yo'qotishlarni minimallashtirish va shu bilan samaradorlikni oshirish mumkin.
- Histerezis va to'yinganlik ta'sirini kamaytirish uchun laminatsiya uchun arzon karbonli po'lat o'rniga oz miqdorda kremniy o'z ichiga olgan po'latdan foydalaniladi. Shunday qilib, asosiy yo'qotishlarni bartaraf etish mumkin. Laminatsiya qalinligini kamaytirish va laminatsiya uzunligini oshirish orqali oqim zichligi va yadro yo'qotilishi minimallashtirilishi mumkin.
- Amaldagi choyshablar yoki laminatlar o'rtasida to'g'ri izolyatsiyani ta'minlash orqali girdob oqimi yo'qotishlarini katta darajada kamaytirish mumkin.
- Soqol oralig'i dvigatelni o'rnatishning nominal tezligi, rulman hajmi, yog 'turi va haroratning ko'tarilishi bilan bog'liq. Shuning uchun, moylash materiallaridan foydalanganda ehtiyot bo'ling. Yog 'turlarini aralashtirmang, hatto ular bir xil elementlardan foydalansa ham. Agar dasturda boshqa yog'lar ishlatilsa, bu vosita ishiga bevosita ta'sir qiladi.
Dvigatel yo'qotishlarini qanday kamaytirish mumkin?
ning yo'qotish taqsimoti berimotorquvvat hajmi va qutblar soniga qarab farq qiladi, yo'qotishlarni kamaytirish uchun biz turli xil kuchlar va qutblarning asosiy yo'qotish komponentlari uchun choralar ko'rishga e'tibor qaratishimiz kerak. Yo'qotishlarni kamaytirishning ba'zi usullari qisqacha tavsiflanadi:
- Samarali materiallarni oshiring, o'rash yo'qotilishini va temir yo'qotilishini kamaytiring
Dvigatellarning o'xshashlik printsipiga ko'ra, elektromagnit yuk o'zgarishsiz qolsa va mexanik yo'qotish hisobga olinmasa, dvigatelning yo'qolishi dvigatelning chiziqli o'lchamining kubiga taxminan proportsionaldir va dvigatelning kirish quvvati chiziqli o'lchamning to'rtinchi kuchiga taxminan proportsionaldir. Bundan samaradorlik va materiallardan samarali foydalanish o'rtasidagi bog'liqlikni taxmin qilish mumkin. Dvigatel samaradorligini oshirish uchun yanada samarali materiallarni joylashtirish uchun ma'lum o'rnatish o'lchamlari sharoitida kattaroq joyni olish uchun stator zımbalamasının tashqi diametri kattaligi muhim omil bo'ladi. Xuddi shu mashina bazasi oralig'ida Amerika motorlari Evropa motorlariga qaraganda ko'proq ishlab chiqarishga ega. Issiqlik tarqalishini engillashtirish va harorat ko'tarilishini kamaytirish uchun Amerika dvigatellari odatda kattaroq tashqi diametrli stator zımbalamalardan foydalanadilar, Evropa dvigatellari esa portlashdan himoyalangan motorlar kabi strukturaviy hosilalarga bo'lgan ehtiyoj tufayli odatda kichikroq tashqi diametrli stator zarblaridan foydalanadilar va o'rash oxirida ishlatiladigan mis miqdorini va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi.
- Temir yo'qotilishini kamaytirish uchun yaxshiroq magnit materiallardan foydalaning va texnologik choralar
Yadro materialining magnit xususiyatlari (magnit o'tkazuvchanligi va birlik temir yo'qotilishi) dvigatelning samaradorligi va boshqa ishlashiga katta ta'sir ko'rsatadi. Shu bilan birga, asosiy materialning narxi vosita narxining asosiy qismidir. Shuning uchun mos magnit materiallarni tanlash yuqori samarali motorlarni loyihalash va ishlab chiqarishning kalitidir. Yuqori quvvatli motorlarda temir yo'qotilishi umumiy yo'qotishning sezilarli qismini tashkil qiladi, shuning uchun asosiy materialning birlik yo'qotish qiymatini kamaytirish dvigatelning temir yo'qotilishini kamaytirishga yordam beradi. Dvigatelning dizayni va ishlab chiqarilishi tufayli dvigatelning temir yo'qotilishi po'lat tegirmoni tomonidan taqdim etilgan birlik temir yo'qotish qiymatiga ko'ra hisoblangan qiymatdan sezilarli darajada oshadi, shuning uchun temir yo'qotishning o'sishini hisobga olish uchun dizayn vaqtida birlik temir yo'qotish qiymati odatda 1,5 ~ 2 marta oshiriladi.
Temir yo'qotilishining ko'payishining sababi, asosan, po'lat tegirmonining birlik temir yo'qotish qiymati, Epstein kvadrat doira usuli bo'yicha chiziqli material namunasini sinovdan o'tkazish yo'li bilan olinadi, lekin material zımbalama, kesish va laminatlashdan keyin katta stressga duchor bo'ladi va yo'qotish kuchayadi; Bundan tashqari, tish uyasi mavjudligidan kelib chiqadigan havo bo'shlig'i tishning harmonik magnit maydoniga olib keladi, bu esa yadro yuzasida yuksiz yo'qotishga olib keladi, bu esa vosita ishlab chiqarilgandan so'ng temir yo'qotilishining sezilarli darajada oshishiga olib keladi. Shuning uchun, temir yo'qotilishi past bo'lgan magnit materiallarni tanlash bilan bir qatorda, laminatsiya bosimini nazorat qilish va temir yo'qotilishini kamaytirish uchun zarur jarayon choralarini ko'rish ham kerak. Narxlar va texnologik omillarni hisobga olgan holda, yuqori sifatli silikon po'lat plitalar va 0,5 mm dan yupqa kremniy po'lat plitalar yuqori samarali motorlarni ishlab chiqarishda juda ko'p foydalanilmaydi. Odatda past uglerodli kremniysiz elektr po'lat plitalar yoki past kremniyli sovuq haddelenmiş silikon po'lat plitalar ishlatiladi. Kichik Evropa motorlarining ayrim ishlab chiqaruvchilari temir yo'qotish qiymati 6,5w / kg bo'lgan silikonsiz elektr po'lat plitalardan foydalanganlar. So'nggi yillarda po'lat tegirmonlari Polycor420 elektr po'lat plitalarini o'rtacha 4,0w / kg yo'qotish bilan ishga tushirdi, bu ba'zi past kremniyli po'lat plitalardan ham past. Bundan tashqari, material yuqori magnit o'tkazuvchanlikka ega.
So'nggi yillarda Yaponiya 50RMA350 markali past kremniyli sovuq haddelenmiş po'lat plitalarni ishlab chiqdi. Uning tarkibiga oz miqdorda alyuminiy va noyob tuproq metallari qo'shiladi va shu bilan yo'qotishlarni kamaytirish bilan birga yuqori magnit o'tkazuvchanlikni saqlaydi. Uning birligi temir yo'qotish qiymati 3,12w / kg ni tashkil qiladi. Bularning barchasi yuqori samarali motorlarni ishlab chiqarish va targ'ib qilish uchun yaxshiroq moddiy bazani ta'minlashi mumkin.
- Shamollatish yo'qotilishini kamaytirish uchun fan hajmini kamaytiring
Kattaroq quvvatli 2 va 4 qutbli motorlar uchun shamol ishqalanishi sezilarli ulushga ega. Misol uchun, 90 kVt quvvatga ega 2 kutupli dvigatelning shamol ishqalanishi umumiy yo'qotishning taxminan 30% ga yetishi mumkin. Shamol ishqalanishi asosan fan tomonidan iste'mol qilinadigan quvvatdan iborat. Yuqori samarali motorlarning issiqlik yo'qotilishi odatda past bo'lganligi sababli, sovutish havosi hajmi kamayishi mumkin va shuning uchun shamollatish quvvati ham kamayishi mumkin. Shamollatish quvvati fan diametrining 4 dan 5 gacha bo'lgan quvvatiga taxminan proportsionaldir. Shuning uchun, agar harorat ko'tarilishiga ruxsat berilsa, fan hajmini kamaytirish shamol ishqalanishini samarali ravishda kamaytirishi mumkin. Bundan tashqari, shamollatish strukturasining oqilona dizayni shamollatish samaradorligini oshirish va shamol ishqalanishini kamaytirish uchun ham muhimdir. Sinovlar shuni ko'rsatdiki, yuqori samarali dvigatelning yuqori quvvatli 2 qutbli qismining shamol ishqalanishi oddiy dvigatelga nisbatan taxminan 30% ga kamayishi mumkin. Shamollatish yo'qotilishi katta marj bilan kamayganligi va ko'p qo'shimcha xarajatlarni talab qilmaganligi sababli, fan dizaynini o'zgartirish ko'pincha yuqori samarali motorlarning ushbu qismi uchun qabul qilingan asosiy chora-tadbirlardan biridir.
- Dizayn va texnologik chora-tadbirlar orqali adashgan yo'qotishlarni kamaytiring
Asenkron motorlarning adashgan yo'qotishlari, asosan, stator va rotor yadrolari va o'rashlaridagi magnit maydonning yuqori tartibli harmoniklari tomonidan yaratilgan yuqori chastotali yo'qotishlardir. Yukning yo'qolishini kamaytirish uchun har bir fazali harmonikaning amplitudasi Y-D seriyali ulangan sinusoidal o'rash yoki boshqa past harmonik o'rash yordamida kamaytirilishi mumkin va shu bilan adashgan yo'qotishlarni kamaytiradi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, sinusoidal o'rashdan foydalanish adashgan yo'qotishlarni o'rtacha 30% dan ko'proq kamaytirishi mumkin.
- Rotor yo'qotilishini kamaytirish uchun quyma jarayonini yaxshilang
Rotor alyuminiy quyish jarayonida bosim, harorat va gaz chiqarish yo'lini nazorat qilish orqali rotor panjaralaridagi gazni kamaytirish mumkin, shu bilan o'tkazuvchanlikni yaxshilaydi va rotor alyuminiy yo'qotilishini kamaytiradi. So'nggi yillarda Qo'shma Shtatlar mis rotorli quyma uskunalarini va tegishli jarayonlarni muvaffaqiyatli ishlab chiqdi va hozirda kichik hajmdagi sinov ishlab chiqarishni amalga oshirmoqda. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, agar mis rotor alyuminiy rotorni almashtirsa, rotorning yo'qolishi taxminan 38% ga kamayishi mumkin.
- Yo'qotishlarni kamaytirish va samaradorlikni oshirish uchun kompyuterni optimallashtirish dizaynini qo'llang
Materiallarni ko'paytirish, material xususiyatlarini yaxshilash va jarayonlarni takomillashtirishdan tashqari, kompyuterni optimallashtirish dizayni xarajat va ishlash cheklovlari ostida turli parametrlarni oqilona aniqlash uchun ishlatiladi va shu bilan samaradorlikni maksimal darajada oshirishga erishiladi. Optimallashtirilgan dizayndan foydalanish dvigatelni loyihalash vaqtini sezilarli darajada qisqartirishi va motor dizayni sifatini yaxshilashi mumkin.