真空網(wǎng)歡迎您!
降低電機損耗的幾種措施
標簽:
2024-06-13  閱讀

微信掃一掃分享

QQ掃一掃分享

微博掃一掃分享

康沃真空網(wǎng)】電機損耗類(lèi)型

    電動(dòng)機在將電能轉換為機械能的同時(shí),本身也損耗一部分能量,電動(dòng)機損耗一般可分為可變損耗、固定損耗和雜散損耗三部分。

    1.可變損耗是隨負荷變化的,包括定子電阻損耗(銅損)、轉子電阻損耗和電刷電阻損耗。

    2.固定損耗與負荷無(wú)關(guān),包括鐵芯損耗和機械損耗。鐵損又由磁滯損耗和渦流損耗所組成,與電壓的平方成正比,其中磁滯損耗還與頻率成反比。

    3.其他雜散損耗是機械損耗和其他損耗,包括軸承的摩擦損耗和風(fēng)扇、轉子等由于旋轉引起的風(fēng)阻損耗等。

    降低電機損耗的措施

    1.定子損耗

    定子I^2R損耗俗稱(chēng)定子銅耗,定子銅耗與輸出功率關(guān)系很大,輸出功率越大,輸入電流越大,溫度越高,定子銅耗越大。以額定輸入額定負荷為參考,效率較高的電機,定子銅耗在五大損耗中比重最大,一般大于總損耗的30%。

    降低電動(dòng)機定子I^2R損耗的主要方法有:

    (1)增加定子槽截面積,在同樣定子外徑的情況下,增加定子槽截面積會(huì )減少磁路面積,增加齒部磁密;

    (2)增加定子槽滿(mǎn)槽率,這對低壓小電動(dòng)機效果較好,應用最佳繞線(xiàn)和絕緣尺寸、大導線(xiàn)截面積可增加定子的滿(mǎn)槽率;

    (3)盡量縮短定子繞組端部長(cháng)度,定子繞組端部損耗占繞組總損耗的1/4~1/2,減少繞組端部長(cháng)度,可提高電動(dòng)機效率。實(shí)驗表明,端部長(cháng)度減少20%,損耗下降10%。

    2.轉子損耗

    轉子I^2R損耗俗稱(chēng)轉子銅耗,主要與轉子電流和轉子電阻有關(guān)。

    電動(dòng)機轉子I^2R損耗相應的節能方法主要有:

    (1)減小轉子電流,這可從提高電壓和電機功率因素兩方面考慮;

    (2)增加轉子槽截面積;

    (3)減小轉子繞組的電阻,如采用粗的導線(xiàn)和電阻低的材料,這對小電動(dòng)機較有意義,因為小電動(dòng)機一般為鑄鋁轉子,若采用鑄銅轉子,電動(dòng)機總損失可減少10%~15%,但現今的鑄銅轉子所需制造溫度高且技術(shù)尚未普及,其成本高于鑄鋁轉子15%~20%。

    3.鐵芯損耗

    交流電機的交變磁場(chǎng)在鐵心中產(chǎn)生的渦流電流損耗,渦流過(guò)大,使得電機整體溫升過(guò)高,繞組散熱速度降低,導致繞組過(guò)熱電機燒壞。

    降低電動(dòng)機鐵耗的方法有:

    (1)減小磁密度,增加鐵芯的長(cháng)度以降低磁通密度,但電動(dòng)機用鐵量隨之增加;

    (2)減少鐵芯片的厚度來(lái)減少感應電流的損失,如用冷軋硅鋼片代替熱軋硅鋼片可減小硅鋼片的厚度,但薄鐵芯片會(huì )增加鐵芯片數目和電機制造成本;

    (3)采用導磁性能良好的冷軋硅鋼片降低磁滯損耗;

    (4)采用高性能鐵芯片絕緣涂層;

    (5)熱處理及制造技術(shù),鐵芯片加工后的剩余應力會(huì )嚴重影響電動(dòng)機的損耗,硅鋼片加工時(shí),裁剪方向、沖剪應力對鐵芯損耗的影響較大。順著(zhù)硅鋼片的碾軋方向裁剪、并對硅鋼沖片進(jìn)行熱處理,可降低10%~20%的損耗等方法來(lái)實(shí)現。

    4.雜散損耗

    電動(dòng)機在負載運行時(shí)的總雜耗由空載雜耗和負載雜耗組成??蛰d雜耗是指,由空載試驗所測定的鐵耗中除了磁通在定子導磁部分產(chǎn)生的基本鐵耗外的各種損耗之和;負載雜耗是指除鐵耗、機械損耗和定轉子銅耗以外,由電機的負載電流所引起的各種損耗之和。

    目前對電動(dòng)機雜散損耗的認識仍然處于研究階段,降低雜散損失的主要方法有:

    (1)采用熱處理及精加工降低轉子表面短路;

    (2)轉子槽內表面絕緣處理;

    (3)通過(guò)改進(jìn)定子繞組設計減少諧波;

    (4)改進(jìn)轉子槽配合設計和配合減少諧波,增加定、轉子齒槽、把轉子槽形設計成斜槽、采用串接的正弦繞組、散布繞組和短距繞組可大大降低高次諧波;采用磁性槽泥或磁性槽楔替代傳統的絕緣槽楔、用磁性槽泥填平電動(dòng)機定子鐵芯槽口,是減少附加雜散損耗的有效方法。

    5.風(fēng)摩損耗

    電機轉動(dòng)過(guò)程中,轉子外表面、散熱風(fēng)扇均與空氣產(chǎn)生摩擦,空氣會(huì )對轉動(dòng)部位產(chǎn)生阻力,克服這些阻力所耗用的功就叫風(fēng)損摩耗。

    風(fēng)摩損耗占電機總損失的25%左右,應引起重視。摩擦損失主要有軸承和密封引起,可采取以下措施降低:

    (1)盡量減小軸的尺寸,但需滿(mǎn)足輸出扭矩和轉子動(dòng)力學(xué)的要求;

    (2)使用高效軸承;

    (3)使用高效潤滑系統及潤滑劑;

    (4)采用先進(jìn)的密封技術(shù)。

    降低電機損耗的措施

    1.定子損耗

    定子I^2R損耗俗稱(chēng)定子銅耗,定子銅耗與輸出功率關(guān)系很大,輸出功率越大,輸入電流越大,溫度越高,定子銅耗越大。以額定輸入額定負荷為參考,效率較高的電機,定子銅耗在五大損耗中比重最大,一般大于總損耗的30%。

    降低電動(dòng)機定子I^2R損耗的主要方法有:

    (1)增加定子槽截面積,在同樣定子外徑的情況下,增加定子槽截面積會(huì )減少磁路面積,增加齒部磁密;

    (2)增加定子槽滿(mǎn)槽率,這對低壓小電動(dòng)機效果較好,應用最佳繞線(xiàn)和絕緣尺寸、大導線(xiàn)截面積可增加定子的滿(mǎn)槽率;

    (3)盡量縮短定子繞組端部長(cháng)度,定子繞組端部損耗占繞組總損耗的1/4~1/2,減少繞組端部長(cháng)度,可提高電動(dòng)機效率。實(shí)驗表明,端部長(cháng)度減少20%,損耗下降10%。

    2.轉子損耗

    轉子I^2R損耗俗稱(chēng)轉子銅耗,主要與轉子電流和轉子電阻有關(guān)。

    電動(dòng)機轉子I^2R損耗相應的節能方法主要有:

    (1)減小轉子電流,這可從提高電壓和電機功率因素兩方面考慮;

    (2)增加轉子槽截面積;

    (3)減小轉子繞組的電阻,如采用粗的導線(xiàn)和電阻低的材料,這對小電動(dòng)機較有意義,因為小電動(dòng)機一般為鑄鋁轉子,若采用鑄銅轉子,電動(dòng)機總損失可減少10%~15%,但現今的鑄銅轉子所需制造溫度高且技術(shù)尚未普及,其成本高于鑄鋁轉子15%~20%。

    3.鐵芯損耗

    交流電機的交變磁場(chǎng)在鐵心中產(chǎn)生的渦流電流損耗,渦流過(guò)大,使得電機整體溫升過(guò)高,繞組散熱速度降低,導致繞組過(guò)熱電機燒壞。

    降低電動(dòng)機鐵耗的方法有:

    (1)減小磁密度,增加鐵芯的長(cháng)度以降低磁通密度,但電動(dòng)機用鐵量隨之增加;

    (2)減少鐵芯片的厚度來(lái)減少感應電流的損失,如用冷軋硅鋼片代替熱軋硅鋼片可減小硅鋼片的厚度,但薄鐵芯片會(huì )增加鐵芯片數目和電機制造成本;

    (3)采用導磁性能良好的冷軋硅鋼片降低磁滯損耗;

    (4)采用高性能鐵芯片絕緣涂層;

    (5)熱處理及制造技術(shù),鐵芯片加工后的剩余應力會(huì )嚴重影響電動(dòng)機的損耗,硅鋼片加工時(shí),裁剪方向、沖剪應力對鐵芯損耗的影響較大。順著(zhù)硅鋼片的碾軋方向裁剪、并對硅鋼沖片進(jìn)行熱處理,可降低10%~20%的損耗等方法來(lái)實(shí)現。

    4.雜散損耗

    電動(dòng)機在負載運行時(shí)的總雜耗由空載雜耗和負載雜耗組成??蛰d雜耗是指,由空載試驗所測定的鐵耗中除了磁通在定子導磁部分產(chǎn)生的基本鐵耗外的各種損耗之和;負載雜耗是指除鐵耗、機械損耗和定轉子銅耗以外,由電機的負載電流所引起的各種損耗之和。

    目前對電動(dòng)機雜散損耗的認識仍然處于研究階段,降低雜散損失的主要方法有:

    (1)采用熱處理及精加工降低轉子表面短路;

    (2)轉子槽內表面絕緣處理;

    (3)通過(guò)改進(jìn)定子繞組設計減少諧波;

    (4)改進(jìn)轉子槽配合設計和配合減少諧波,增加定、轉子齒槽、把轉子槽形設計成斜槽、采用串接的正弦繞組、散布繞組和短距繞組可大大降低高次諧波;采用磁性槽泥或磁性槽楔替代傳統的絕緣槽楔、用磁性槽泥填平電動(dòng)機定子鐵芯槽口,是減少附加雜散損耗的有效方法。

    5.風(fēng)摩損耗

    電機轉動(dòng)過(guò)程中,轉子外表面、散熱風(fēng)扇均與空氣產(chǎn)生摩擦,空氣會(huì )對轉動(dòng)部位產(chǎn)生阻力,克服這些阻力所耗用的功就叫風(fēng)損摩耗。

    風(fēng)摩損耗占電機總損失的25%左右,應引起重視。摩擦損失主要有軸承和密封引起,可采取以下措施降低:

    (1)盡量減小軸的尺寸,但需滿(mǎn)足輸出扭矩和轉子動(dòng)力學(xué)的要求;

    (2)使用高效軸承;

    (3)使用高效潤滑系統及潤滑劑;

    (4)采用先進(jìn)的密封技術(shù)。