As perdas dos motores de CA trifásicos pódense dividir en perdas de cobre, perdas de aluminio, perdas de ferro, perdas perdidas e perdas de vento.Os catro primeiros son perdas de calor, e a suma delas chámase perdas de calefacción totais.A proporción de perdas de cobre, perdas de aluminio, perdas de ferro e perdas de dispersión na perda de calor total exponse cando a potencia cambia de pequena a grande.A través do exemplo, aínda que a proporción do consumo de cobre e de aluminio na perda de calor total fluctúa, xeralmente diminúe de grande a pequeno, mostrando unha tendencia á baixa.Pola contra, as perdas de ferro e as perdas perdidas, aínda que hai flutuacións, adoitan aumentar de pequena a grande, mostrando unha tendencia á alza.Cando a potencia é o suficientemente grande, a disipación de ferro supera a disipación de cobre.Ás veces, a perda perdida supera a perda de cobre e a perda de ferro e convértese no primeiro factor de perda de calor.Volver analizar o motor Y2 e observar o cambio proporcional de varias perdas á perda total revela leis similares.Recoñecendo as regras anteriores, conclúese que os diferentes motores de potencia teñen diferente énfase na redución do aumento da temperatura e da perda de calor.Para motores pequenos, primeiro debe reducirse a perda de cobre;para motores de media e alta potencia, a perda de ferro debe centrarse na redución das perdas perdidas.A opinión de que "a perda perdida é moito menor que a perda de cobre e a perda de ferro" é unilateral.Destaca especialmente que canto maior sexa a potencia do motor, máis atención se debe prestar á redución das perdas perdidas.Os motores de media e gran capacidade usan enrolamentos sinusoidais para reducir o potencial magnético harmónico e as perdas perdidas, e o efecto adoita ser moi bo.Varias medidas para reducir a perda perdida xeralmente non precisan aumentar os materiais eficaces.
Introdución
A perda do motor de CA trifásico pódese dividir en perda de cobre PCu, perda de aluminio PAl, perda de ferro PFe, perda de fuga Ps, desgaste do vento Pfw, os catro primeiros son perda de calefacción, a suma das cales chámase perda de calefacción total PQ, dos cales perdas de dispersión É a causa de todas as perdas excepto a perda de cobre PCu, a perda de aluminio PAl, a perda de ferro PFe e o desgaste do vento Pfw, incluíndo o potencial magnético harmónico, o campo magnético de fuga e a corrente lateral do canal.
Debido á dificultade para calcular a perda perdida e a complexidade da proba, moitos países estipulan que a perda perdida se calcula como o 0,5% da potencia de entrada do motor, o que simplifica a contradición.Non obstante, este valor é moi aproximado e os diferentes deseños e procesos diferentes adoitan ser moi diferentes, o que tamén oculta a contradición e non pode reflectir verdadeiramente as condicións de traballo reais do motor.Recentemente, a disipación perdida medida fíxose cada vez máis popular.Na era da integración económica global, a tendencia xeral é ter unha certa visión de futuro como integrarse cos estándares internacionais.
Neste traballo, estúdase o motor de CA trifásico.Cando a potencia cambia de pequena a grande, a proporción de perdas de cobre PCu, perdas de aluminio PAl, perdas de ferro PFe e perdas dispersas Ps sobre a perda de calor total PQ cambia e obtéñense as contramedidas.Deseño e fabricación máis razoable e mellor.
1. Análise de perdas do motor
1.1 Observe primeiro unha instancia.Unha fábrica exporta produtos da serie E de motores eléctricos e as condicións técnicas estipulan as perdas perdidas medidas.Para facilitar a comparación, vexamos primeiro os motores de 2 polos, que oscilan entre 0,75 kW e 315 kW.Segundo os resultados da proba, calcúlase a relación entre a perda de cobre PCu, a perda de aluminio PAl, a perda de ferro PFe e a perda de fuga Ps á perda de calor total PQ, como se mostra na figura 1.A ordenada da figura é a relación entre varias perdas de calefacción e a perda de calefacción total (%), a abscisa é a potencia do motor (kW), a liña discontinua con diamantes é a proporción do consumo de cobre, a liña discontinua con cadrados é o proporción de consumo de aluminio, e a A liña quebrada do triángulo é a relación de perdas de ferro, e a liña quebrada coa cruz é a proporción da perda perdida.
Figura 1. Un gráfico de liñas quebradas da proporción do consumo de cobre, o consumo de aluminio, o consumo de ferro, a disipación desperdiciada e a perda total de calefacción dos motores de 2 polos da serie E
(1) Cando a potencia do motor cambia de pequeno a grande, a proporción do consumo de cobre, aínda que flutuante, xeralmente diminúe de grande a pequeno, mostrando unha tendencia á baixa.0.75kW e 1.1kW representan preto do 50%, mentres que 250kW e 315kW son menos que A proporción do 20% de consumo de aluminio tamén cambiou de grande a pequeno en xeral, mostrando unha tendencia á baixa, pero o cambio non é grande.
(2) De pequena a grande potencia do motor, a proporción de perdas de ferro cambia, aínda que hai flutuacións, xeralmente aumenta de pequena a grande, mostrando unha tendencia á alza.0,75 kW ~ 2,2 kW é de aproximadamente 15%, e cando é superior a 90 kW, supera o 30%, o que é maior que o consumo de cobre.
(3) O cambio proporcional da disipación perdida, aínda que flutuante, xeralmente aumenta de pequeno a grande, mostrando unha tendencia ascendente.0,75 kW ~ 1,5 kW é preto do 10%, mentres que 110 kW está preto do consumo de cobre.Para especificacións superiores a 132 kW, a maioría das perdas perdidas superan o consumo de cobre.As perdas perdidas de 250 kW e 315 kW superan as perdas de cobre e ferro, e convértense no primeiro factor de perda de calor.
Motor de 4 polos (omitiuse o diagrama de liñas).A perda de ferro por riba de 110 kW é maior que a perda de cobre, e a perda perdida de 250 kW e 315 kW supera a perda de cobre e de ferro, converténdose no primeiro factor da perda de calor.A suma do consumo de cobre e o consumo de aluminio desta serie de motores de 2-6 polos, o motor pequeno representa preto do 65% ao 84% da perda de calor total, mentres que o motor grande redúcese ao 35% ao 50%, mentres que o ferro o consumo é o contrario, o pequeno motor representa preto do 65% ao 84% da perda de calor total.A perda de calor total é de 10% a 25%, mentres que o motor grande aumenta a preto de 26% a 38%.Perdas de perda, os motores pequenos representan entre o 6% e o 15%, mentres que os grandes motores aumentan entre o 21% e o 35%.Cando a potencia é o suficientemente grande, a perda de ferro é superior á perda de cobre.Ás veces, a perda perdida supera a perda de cobre e a perda de ferro, converténdose no primeiro factor da perda de calor.
Motor de 2 polos da serie 1.2 R, perda dispersa medida
Segundo os resultados da proba, obtense a relación entre a perda de cobre, a perda de ferro, a perda perdida, etc. coa perda total de calor PQ.A figura 2 mostra o cambio proporcional da potencia do motor á perda de cobre perdido.A ordenada da figura é a relación (%) entre as perdas de cobre perdidos e as perdas de calefacción total, a abscisa é a potencia do motor (kW), a liña discontinua con diamantes é a relación entre as perdas de cobre e a liña discontinua con cadrados é a relación de perdas perdidas.A figura 2 mostra claramente que, en xeral, canto maior é a potencia do motor, maior é a proporción de perdas dispersas sobre a perda de calor total, que vai en aumento.A figura 2 tamén mostra que para tamaños superiores a 150 kW, as perdas perdidas superan as perdas de cobre.Hai varios tamaños de motores, e a perda perdida é incluso de 1,5 a 1,7 veces a perda de cobre.
A potencia desta serie de motores de 2 polos varía de 22 kW a 450 kW.A relación entre a perda perdida medida e o PQ aumentou de menos do 20% a case o 40%, e o intervalo de cambio é moi grande.Se se expresa pola relación entre a perda dispersa medida e a potencia de saída nominal, é de aproximadamente (1,1~1,3)%;se se expresa pola relación entre a perda perdida medida e a potencia de entrada, é de aproximadamente (1,0 ~ 1,2)%, os dous últimos. A relación da expresión non cambia moito e é difícil ver o cambio proporcional da perda. perda a PQ.Polo tanto, observando a perda de calefacción, especialmente a relación entre a perda de perda e PQ, pódese comprender mellor a lei cambiante da perda de calefacción.
A perda perdida medida nos dous casos anteriores adopta o método IEEE 112B nos Estados Unidos
Figura 2. Gráfico de liñas da relación entre as perdas de cobre e as perdas de calefacción total do motor de 2 polos da serie R
1.3 Motores da serie Y2
As condicións técnicas estipulan que a perda perdida é do 0,5% da potencia de entrada, mentres que GB/T1032-2005 estipula o valor recomendado da perda perdida.Agora tome o método 1, e a fórmula é Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 fórmula PN- é a potencia nominal;P1- é a potencia de entrada.
Supoñemos que o valor medido da perda perdida é igual ao valor recomendado, volve calcular o cálculo electromagnético e, a continuación, calcula a relación entre as catro perdas de calefacción do consumo de cobre, o consumo de aluminio e o consumo de ferro coa perda de calefacción total PQ. .O cambio da súa proporción tamén está en consonancia coas regras anteriores.
É dicir: cando a potencia cambia de pequena a grande, a proporción do consumo de cobre e de aluminio diminúe xeralmente de grande a pequeno, mostrando unha tendencia á baixa.Por outra banda, a proporción de perdas de ferro e de perdas parásitas en xeral aumenta de pequena a grande, mostrando unha tendencia á alza.Independentemente de 2 polos, 4 polos ou 6 polos, se a potencia é maior que unha determinada potencia, a perda de ferro superará a perda de cobre;a proporción de perdas perdidas tamén aumentará de pequena a grande, achegándose gradualmente á perda de cobre, ou mesmo superando a perda de cobre.A disipación perdida de máis de 110 kW en 2 polos convértese no primeiro factor de perda de calor.
A figura 3 é un gráfico de liñas discontinuas da relación entre catro perdas de calefacción e PQ para os motores de 4 polos da serie Y2 (supoñendo que o valor medido das perdas parásitas é igual ao valor recomendado anteriormente e que outras perdas calcúlanse segundo o valor). .A ordenada é a relación de varias perdas de calefacción a PQ (%), e a abscisa é a potencia do motor (kW).Obviamente, as perdas de ferro por enriba dos 90 kW son maiores que as de cobre.
Figura 3. O gráfico de liñas quebradas da relación entre o consumo de cobre, o consumo de aluminio, o consumo de ferro e a disipación parásita coa perda total de calefacción dos motores de 4 polos da serie Y2
1.4 A literatura estuda a relación entre varias perdas e as perdas totais (incluída a fricción do vento)
Descubriuse que o consumo de cobre e aluminio representaba entre o 60% e o 70% da perda total nos pequenos motores, e diminuíu de 30% a 40% cando a capacidade aumentaba, mentres que o consumo de ferro era o contrario.% enriba.Para as perdas perdidas, os motores pequenos representan entre o 5% e o 10% das perdas totais, mentres que os grandes motores representan máis do 15%.As leis reveladas son similares: é dicir, cando a potencia cambia de pequena a grande, a proporción de perdas de cobre e de aluminio xeralmente diminúe de grandes a pequenas, mostrando unha tendencia á baixa, mentres que a proporción de perdas de ferro e perdas de perdas de perdida aumenta xeralmente de de pequeno a grande, mostrando unha tendencia ascendente..
1.5 Fórmula de cálculo do valor recomendado de perdas perdidas segundo GB/T1032-2005 Método 1
O numerador é o valor da perda perdida medida.De pequena a gran potencia do motor, a proporción de perdas perdidas á potencia de entrada cambia e diminúe gradualmente, e o rango de cambio non é pequeno, de aproximadamente 2,5% a 1,1%.Se o denominador se cambia á perda total ∑P, é dicir, Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), se a eficiencia do motor é 0,667~0,967, o recíproco de (1-η) é 3~ 30, é dicir, a impureza medida En comparación coa relación de potencia de entrada, a relación entre a perda de disipación e a perda total amplícase de 3 a 30 veces.Canto maior sexa a potencia, máis rápido se eleva a liña rota.Obviamente, se se toma a relación entre a perda dispersa e a perda total de calor, o "factor de aumento" é maior.Para o motor da serie R de 2 polos de 450 kW do exemplo anterior, a relación entre a perda parásita e a potencia de entrada Ps/P1 é lixeiramente menor que o valor calculado recomendado anteriormente, e a relación entre a perda parásita e a perda total ∑P e a perda de calor total. O PQ é do 32,8%, respectivamente.39,5%, en comparación coa relación da potencia de entrada P1, "amplificada" unhas 28 veces e 34 veces respectivamente.
O método de observación e análise deste traballo consiste en tomar a relación de 4 tipos de perdas de calor coa perda de calor total PQ.O valor da relación é grande, e pódese ver claramente a proporción e a lei de cambio de varias perdas, é dicir, a potencia de pequeno a grande, consumo de cobre e consumo de aluminio En xeral, a proporción cambiou de grande a pequena, mostrando unha baixada. tendencia, mentres que a proporción de perdas de ferro e perdas perdidas en xeral cambiou de pequena a grande, mostrando unha tendencia á alza.En particular, observouse que canto maior sexa a potencia do motor, maior é a relación de perdas de perda dispersa respecto de PQ, achegándose gradualmente á perda de cobre, superando a perda de cobre e mesmo converténdose no primeiro factor na perda de calor, polo que podemos entender correctamente. a lei e prestar atención a reducir o motor grande.perdas erradas.En comparación coa relación entre a perda dispersa e a potencia de entrada, a relación entre a perda dispersa medida e a perda total de calor só se expresa doutro xeito e non cambia a súa natureza física.
2. Medidas
Coñecer a regra anterior é útil para o deseño e fabricación racionais do motor.A potencia do motor é diferente e as medidas para reducir o aumento da temperatura e a perda de calor son diferentes e o foco é diferente.
2.1 Para os motores de baixa potencia, o consumo de cobre representa unha alta proporción da perda de calor total
Polo tanto, reducir o aumento da temperatura debe reducir primeiro o consumo de cobre, como aumentar a sección transversal do fío, reducir o número de condutores por ranura, aumentar a forma da ranura do estator e alongar o núcleo de ferro.Na fábrica, o aumento da temperatura adoita controlarse controlando a carga de calor AJ, o que é completamente correcto para motores pequenos.Controlar AJ é esencialmente controlar a perda de cobre.Non é difícil atopar a perda de cobre do estator de todo o motor segundo AJ, o diámetro interior do estator, a lonxitude de media volta da bobina e a resistividade do fío de cobre.
2.2 Cando a potencia cambia de pequena a grande, a perda de ferro achégase gradualmente á perda de cobre
O consumo de ferro xeralmente supera o consumo de cobre cando é superior aos 100 kW.Polo tanto, os grandes motores deben prestar atención a reducir o consumo de ferro.Para medidas específicas, pódense usar chapas de aceiro de silicio de baixa perda, a densidade magnética do estator non debe ser demasiado alta e debe prestarse atención á distribución razoable da densidade magnética de cada parte.
Algunhas fábricas redeseñan algúns motores de alta potencia e reducen adecuadamente a forma da ranura do estator.A distribución da densidade magnética é razoable e a relación entre a perda de cobre e a perda de ferro axústase correctamente.Aínda que a densidade de corrente do estator aumenta, a carga térmica aumenta e a perda de cobre aumenta, a densidade magnética do estator diminúe e a perda de ferro diminúe máis que a perda de cobre.O rendemento é equivalente ao deseño orixinal, non só se reduce o aumento da temperatura, senón que tamén se garda a cantidade de cobre utilizada no estator.
2.3 Para reducir as perdas perdidas
Este artigo subliña que omaior é a potencia do motor, máis atención debe prestarse á redución das perdas perdidas.A opinión de que "as perdas perdidas son moito máis pequenas que as perdas de cobre" aplícase só aos motores pequenos.Obviamente, segundo a observación e análise anteriores, canto maior sexa a potencia, menos axeitado é.Tamén é inadecuada a opinión de que "as perdas erradas son moito menores que as de ferro".
A relación entre o valor medido da perda parásita e a potencia de entrada é maior para os motores pequenos, e a relación é menor cando a potencia é maior, pero non se pode concluír que os motores pequenos deban prestar atención a reducir as perdas perdidas, mentres que os grandes motores si. non é necesario reducir as perdas perdidas.perda.Pola contra, segundo o exemplo e a análise anteriores, canto maior sexa a potencia do motor, maior será a relación entre as perdas parásitas e a perda total de calor, a perda perdida e a perda de ferro están próximas ou incluso superan a perda de cobre, polo que maior a potencia do motor, máis atención se lle debe prestar.Reducir as perdas perdidas.
2.4 Medidas para reducir as perdas vagas
Formas de reducir as perdas perdidas, como o aumento do espazo de aire, xa que a perda de aire é aproximadamente inversamente proporcional ao cadrado do espazo de aire;reducindo o potencial magnético harmónico, como o uso de enrolamentos sinusoidais (armónicos baixos);axuste adecuado da ranura;reducindo o engranaxe, o rotor adopta unha ranura pechada e a ranura aberta do motor de alta tensión adopta unha ranura magnética;O tratamento de descascarado do rotor de aluminio fundido reduce a corrente lateral, etc.Paga a pena notar que as medidas anteriores xeralmente non requiren a adición de materiais eficaces.O consumo diverso tamén está relacionado co estado de calefacción do motor, como unha boa disipación de calor do enrolamento, a baixa temperatura interna do motor e o baixo consumo de varios.
Exemplo: unha fábrica repara un motor de 6 polos e 250kW.Despois da proba de reparación, o aumento da temperatura alcanzou os 125K por debaixo do 75% da carga nominal.Despois, o espazo de aire mecaniza ata 1,3 veces o tamaño orixinal.Na proba baixo carga nominal, o aumento da temperatura baixou en realidade a 81 K, o que demostra plenamente que o espazo de aire aumentou e que a disipación desviada reduciuse moito.O potencial magnético harmónico é un factor importante para a perda perdida.Os motores de media e gran capacidade usan enrolamentos sinusoidais para reducir o potencial magnético harmónico, e o efecto adoita ser moi bo.Os enrolamentos sinusoidais ben deseñados utilízanse para motores de media e alta potencia.Cando a amplitude e a amplitude harmónicas se reducen entre un 45% e un 55% en comparación co deseño orixinal, a perda perdida pode reducirse entre un 32% e un 55%, se non, o aumento da temperatura reducirase e aumentarase a eficiencia., o ruído redúcese e pode aforrar cobre e ferro.
3. Conclusión
3.1 Motor de CA trifásico
Cando a potencia cambia de pequena a grande, a proporción do consumo de cobre e aluminio sobre a perda de calor total aumenta xeralmente de grande a pequena, mentres que a proporción de perdas perdidas por consumo de ferro xeralmente aumenta de pequena a grande.Para motores pequenos, a perda de cobre representa a maior proporción da perda de calor total.A medida que aumenta a capacidade do motor, as perdas perdidas e de ferro achéganse e superan a perda de cobre.
3.2 Para reducir as perdas de calor
A potencia do motor é diferente e o enfoque das medidas tomadas tamén é diferente.Para motores pequenos, primeiro debe reducirse o consumo de cobre.Para motores de media e alta potencia, débese prestar máis atención á redución da perda de ferro e da perda perdida.A opinión de que "as perdas perdidas son moito máis pequenas que as perdas de cobre e de ferro" é unilateral.
3.3 A proporción de perdas parásitas na perda de calor total dos grandes motores é maior
Este traballo subliña que canto maior sexa a potencia do motor, máis atención se debe prestar á redución das perdas perdidas.
Hora de publicación: 16-Xun-2022