Üç fazlı AC motorun kaybı bakır kaybı, alüminyum kaybı, demir kaybı, başıboş kayıp ve rüzgar kaybı olarak ayrılabilir.İlk dördü ısı kaybıdır ve toplamına toplam ısı kaybı denir.Güç küçükten büyüğe doğru değiştiğinde bakır kaybı, alüminyum kaybı, demir kaybı ve başıboş kayıpların toplam ısı kaybına oranı açıklanır.Örnekte bakır tüketiminin ve alüminyum tüketiminin toplam ısı kaybı içindeki payı dalgalanma gösterse de genel olarak büyükten küçüğe doğru azalarak düşüş eğilimi göstermektedir.Tam tersine demir kayıpları ve başıboş kayıplar, dalgalanmalar olsa da genel olarak küçükten büyüğe doğru artarak yükseliş eğilimi gösterir.Güç yeterince büyük olduğunda demir kaybı başıboş kayıp bakır kaybını aşar.Bazen başıboş kayıp bakır kaybını ve demir kaybını aşar ve ısı kaybının ilk faktörü haline gelir.Y2 motorunun yeniden analiz edilmesi ve çeşitli kayıpların toplam kayıpla orantılı değişiminin gözlemlenmesi benzer yasaları ortaya çıkarmaktadır.Yukarıdaki kurallar göz önünde bulundurulduğunda, farklı güç motorlarının sıcaklık artışını ve ısı kaybını azaltmaya farklı önem verdiği sonucuna varılmıştır.Küçük motorlar için öncelikle bakır kaybının azaltılması gerekir;orta ve yüksek güçlü motorlar için demir kaybı, başıboş kayıpların azaltılmasına odaklanmalıdır.“Kayıp kaybın bakır kaybı ve demir kaybından çok daha küçük olduğu” görüşü tek taraflıdır.Motor gücü ne kadar büyük olursa başıboş kayıpların azaltılmasına da o kadar dikkat edilmesi gerektiği özellikle vurgulanmaktadır.Orta ve büyük kapasiteli motorlar, harmonik manyetik potansiyeli ve başıboş kayıpları azaltmak için sinüzoidal sargılar kullanır ve etkisi genellikle çok iyidir.Kaçak kayıpları azaltmaya yönelik çeşitli önlemlerin genellikle etkili malzemeleri artırmasına gerek yoktur.
giriiş
Üç fazlı AC motorun kaybı bakır kaybı PCu, alüminyum kaybı PAl, demir kaybı PFe, başıboş kayıp Ps, rüzgar aşınması Pfw olarak ayrılabilir; ilk dördü ısıtma kaybıdır ve bunların toplamı toplam ısıtma kaybı PQ olarak adlandırılır, Bunlardan başıboş kayıplar, bakır kaybı PCu, alüminyum kaybı PAl, demir kaybı PFe ve rüzgar aşınması Pfw (harmonik manyetik potansiyel, kaçak manyetik alan ve kanalın yanal akımı dahil) dışındaki tüm kayıpların nedenidir.
Kaçak kaybı hesaplamanın zorluğu ve testin karmaşıklığı nedeniyle birçok ülke kaçak kaybın motorun giriş gücünün %0,5'i olarak hesaplanmasını şart koşuyor, bu da çelişkiyi basitleştiriyor.Ancak bu değer çok kaba olup, farklı tasarımlar ve farklı süreçler genellikle çok farklıdır; bu da çelişkiyi gizler ve motorun gerçek çalışma koşullarını tam olarak yansıtamaz.Son zamanlarda ölçülen başıboş dağılım giderek daha popüler hale geldi.Küresel ekonomik entegrasyon çağında, uluslararası standartlarla nasıl entegre olunacağı konusunda belli bir ileriye dönük bakış açısına sahip olmak genel eğilimdir.
Bu yazıda üç fazlı AC motor incelenmiştir.Güç küçükten büyüğe değiştiğinde, bakır kaybı PCu, alüminyum kaybı PAl, demir kaybı PFe ve kaçak kayıp Ps'nin toplam ısı kaybı PQ'ya oranı değişir ve karşı önlemler elde edilir.Daha makul ve daha iyi tasarlayın ve üretin.
1. Motorun kayıp analizi
1.1 Önce bir örneği gözlemleyin.Bir fabrika, elektrik motorlarının E serisi ürünlerini ihraç ediyor ve teknik koşullar, ölçülen başıboş kayıpları şart koşuyor.Karşılaştırma kolaylığı için öncelikle güçleri 0,75kW ila 315kW arasında değişen 2 kutuplu motorlara bakalım.Test sonuçlarına göre bakır kaybı PCu, alüminyum kaybı PAl, demir kaybı PFe ve kaçak kayıp Ps'nin toplam ısı kaybı PQ'ya oranı Şekil 1'de gösterildiği gibi hesaplanır.Şekildeki koordinat, çeşitli ısıtma kayıplarının toplam ısı kaybına oranıdır (%), apsis motor gücünü (kW), baklava desenli kesikli çizgi bakır tüketiminin oranını, kareli kesikli çizgi ise Alüminyum tüketiminin oranı ve Üçgenin kesikli çizgisi demir kaybı oranıdır ve artı ile birlikte kesikli çizgi başıboş kaybın oranıdır.
Şekil 1. E serisi 2 kutuplu motorların bakır tüketimi, alüminyum tüketimi, demir tüketimi, kaçak dağılım ve toplam ısıtma kaybı oranını gösteren kesikli çizgi grafiği
(1) Motorun gücü küçükten büyüğe değiştiğinde, bakır tüketiminin oranı dalgalansa da genellikle büyükten küçüğe doğru değişir ve düşüş eğilimi gösterir.0,75kW ve 1,1kW yaklaşık %50'yi oluştururken, 250kW ve 315kW daha azdır. %20'lik alüminyum tüketiminin oranı da genel olarak büyükten küçüğe doğru bir düşüş eğilimi göstererek değişti, ancak değişim çok büyük değil.
(2) Motor gücü küçükten büyüğe doğru demir kaybının oranı değişir, dalgalanmalar olsa da genellikle küçükten büyüğe doğru artarak yükseliş eğilimi gösterir.0,75kW~2,2kW yaklaşık %15'tir ve 90kW'tan büyük olduğunda %30'u aşar, bu da bakır tüketiminden daha fazladır.
(3) Kaçak saçılımın orantılı değişimi, dalgalı olmasına rağmen genellikle küçükten büyüğe doğru artarak yukarı doğru bir eğilim gösterir.0.75kW ~ 1.5kW yaklaşık %10 iken 110kW bakır tüketimine yakındır.132kW'ın üzerindeki spesifikasyonlar için başıboş kayıpların çoğu bakır tüketimini aşıyor.250kW ve 315kW'lık kaçak kayıplar bakır ve demir kayıplarını aşarak ısı kaybında birinci etken oluyor.
4 kutuplu motor (hat şeması çıkarılmıştır).110kW'ın üzerindeki demir kaybı bakır kaybından daha fazla olup, 250kW ve 315kW'lık kaçak kayıplar bakır kaybını ve demir kaybını aşarak ısı kaybında birinci etken olmaktadır.2-6 kutuplu motorlardan oluşan bu serinin bakır tüketimi ve alüminyum tüketiminin toplamı, küçük motor toplam ısı kaybının yaklaşık %65 ila %84'ünü oluştururken, büyük motor %35 ila %50'ye düşerken, demir tüketim ise tam tersidir; küçük motor, toplam ısı kaybının yaklaşık %65 ila %84'ünü oluşturur.Toplam ısı kaybı %10 ila %25 arasındadır, büyük motor ise yaklaşık %26 ila %38'e çıkar.Kaçak kayıp, küçük motorlar yaklaşık %6 ila %15'e karşılık gelirken, büyük motorlar %21 ila %35'e yükselir.Güç yeterince büyük olduğunda demir kaybı başıboş kayıp bakır kaybını aşar.Bazen başıboş kayıp bakır kaybını ve demir kaybını aşar ve ısı kaybında ilk faktör olur.
1,2 R serisi 2 kutuplu motor, ölçülen kaçak kayıp
Test sonuçlarına göre bakır kaybı, demir kaybı, kaçak kayıp vb. toplam ısı kaybı PQ'ya oranı elde edilir.Şekil 2, motor gücündeki başıboş bakır kaybıyla orantılı değişimi göstermektedir.Şekildeki koordinat kaçak bakır kaybının toplam ısı kaybına oranıdır (%), apsis motor gücünü (kW), elmaslı kesikli çizgi bakır kaybının oranını ve kareli kesikli çizgi ise başıboş kayıpların oranı.Şekil 2, genel olarak motor gücü ne kadar büyük olursa başıboş kayıpların toplam ısı kaybına oranının da o kadar yüksek olduğunu açıkça göstermektedir; bu da artmaktadır.Şekil 2 ayrıca 150kW'tan büyük boyutlar için başıboş kayıpların bakır kayıplarını aştığını göstermektedir.Çeşitli boyutlarda motorlar vardır ve kaçak kayıp, bakır kaybının 1,5 ila 1,7 katı kadardır.
Bu 2 kutuplu motor serisinin gücü 22kW ile 450kW arasında değişmektedir.Ölçülen başıboş kaybın PQ'ya oranı %20'nin altından neredeyse %40'a yükseldi ve değişim aralığı çok geniş.Ölçülen kaçak kaybın nominal çıkış gücüne oranıyla ifade edilirse, yaklaşık %(1,1~1,3);Ölçülen kaçak kaybın giriş gücüne oranıyla ifade edilirse, yaklaşık %(1.0~1.2) olur, son ikisi. İfadenin oranı pek değişmez ve kaçaktaki orantılı değişimi görmek zordur. PQ'ya kayıp.Bu nedenle, ısıtma kaybını, özellikle de kaçak kaybın PQ'ya oranını gözlemlemek, değişen ısıtma kaybı yasasını daha iyi anlayabilir.
Yukarıdaki iki durumda ölçülen başıboş kayıp, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki IEEE 112B yöntemini benimser.
Şekil 2. R serisi 2 kutuplu motorun kaçak bakır kaybının toplam ısıtma kaybına oranının çizgi grafiği
1.3 Y2 serisi motorlar
Teknik koşullar kaçak kaybın giriş gücünün %0,5'i olduğunu şart koşarken, GB/T1032-2005 kaçak kaybın önerilen değerini şart koşuyor.Şimdi yöntem 1'i alın ve formül Ps=(0,025-0,005×lg(PN))×P1 formül PN- nominal güçtür;P1- giriş gücüdür.
Kaçak kaybın ölçülen değerinin önerilen değere eşit olduğunu varsayarak elektromanyetik hesaplamayı yeniden hesaplıyoruz ve böylece bakır tüketimi, alüminyum tüketimi ve demir tüketiminden oluşan dört ısıtma kaybının toplam ısıtma kaybı PQ'ya oranını elde ediyoruz. .Oranındaki değişiklik de yukarıdaki kurallara uygundur.
Yani, güç küçükten büyüğe değiştiğinde, bakır tüketimi ve alüminyum tüketiminin oranı genellikle büyükten küçüğe doğru azalarak bir düşüş eğilimi gösterir.Öte yandan, demir kaybı ve başıboş kayıp oranı genel olarak küçükten büyüğe doğru artmakta ve yükseliş eğilimi göstermektedir.2 kutuplu, 4 kutuplu veya 6 kutuplu fark etmeksizin, eğer güç belirli bir güçten büyükse demir kaybı bakır kaybını aşacaktır;Kaçak kayıpların oranı da küçükten büyüğe artacak, kademeli olarak bakır kaybına yaklaşacak, hatta bakır kaybını aşacaktır.2 kutupta 110kW'tan fazla kaçak yayılım, ısı kaybındaki ilk faktör olur.
Şekil 3, Y2 serisi 4 kutuplu motorlar için dört ısı kaybının PQ'ya oranının kesikli çizgi grafiğidir (kaçak kaybın ölçülen değerinin yukarıda önerilen değere eşit olduğu ve diğer kayıpların bu değere göre hesaplandığı varsayılarak) .Ordinat, çeşitli ısıtma kayıplarının PQ'ya (%) oranıdır ve absis, motor gücüdür (kW).Açıkçası, 90kW'ın üzerindeki demir kaçak kayıpları bakır kayıplarından daha fazladır.
Şekil 3. Y2 serisi 4 kutuplu motorların bakır tüketimi, alüminyum tüketimi, demir tüketimi ve kaçak dağılımın toplam ısıtma kaybına oranının kesikli çizgi grafiği
1.4 Literatürde çeşitli kayıpların toplam kayıplara oranı (rüzgar sürtünmesi dahil) incelenmektedir.
Küçük motorlarda toplam kaybın %60 ila %70'ini bakır tüketimi ve alüminyum tüketimi oluşturduğu, kapasite arttığında bu oranın %30 ila %40'a düştüğü, demir tüketiminin ise tam tersi olduğu tespit edilmiştir.%üstünde.Kaçak kayıplar için, küçük motorlar toplam kayıpların yaklaşık %5 ila %10'unu oluştururken, büyük motorlar %15'ten fazlasını oluşturur.Ortaya çıkan yasalar benzerdir: yani, güç küçükten büyüğe değiştiğinde, bakır kaybı ve alüminyum kaybının oranı genellikle büyükten küçüğe doğru azalarak bir düşüş eğilimi gösterirken, demir kaybı ve başıboş kayıpların oranı genellikle küçükten büyüğe yükseliş eğilimi gösteriyor..
1.5 GB/T1032-2005 Yöntem 1'e göre önerilen kaçak kayıp değerinin hesaplama formülü
Pay, ölçülen başıboş kayıp değeridir.Küçük motor gücünden büyüğe doğru, başıboş kaybın giriş gücüne oranı değişir ve kademeli olarak azalır ve değişim aralığı küçük değildir, yaklaşık %2,5 ila %1,1.Payda toplam kayıp ∑P olarak değiştirilirse, yani Ps/∑P=Ps/P1/(1-η), motor verimliliği 0,667~0,967 ise, (1-η)'nin karşılığı 3~ olur 30, yani ölçülen safsızlık Giriş gücünün oranıyla karşılaştırıldığında, dağılım kaybının toplam kayba oranı 3 ila 30 kat artar.Güç ne kadar yüksek olursa kırık çizgi o kadar hızlı yükselir.Açıkçası, başıboş kaybın toplam ısı kaybına oranı alınırsa “büyütme faktörü” daha büyük olacaktır.Yukarıdaki örnekte R serisi 2 kutuplu 450kW motor için kaçak kaybın giriş gücü Ps/P1'e oranı yukarıda önerilen hesaplanan değerden biraz daha küçüktür ve kaçak kaybın toplam kayıp ∑P ve toplam ısı kaybına oranı PQ sırasıyla %32,8'dir.P1 giriş gücünün oranıyla karşılaştırıldığında %39,5, sırasıyla yaklaşık 28 kat ve 34 kat "yükseltilmiştir".
Bu makaledeki gözlem ve analiz yöntemi, 4 çeşit ısı kaybının toplam ısı kaybı PQ'ya oranını almaktır.Oran değeri büyüktür ve çeşitli kayıpların oranı ve değişim kanunu açıkça görülebilir, yani güç küçükten büyüğe, bakır tüketimi ve alüminyum tüketimi Genel olarak oran büyükten küçüğe doğru değişti ve aşağı yönlü bir eğilim gösterdi. demir kaybı ve başıboş kayıpların oranı genel olarak küçükten büyüğe doğru değişti ve yükseliş eğilimi gösterdi.Özellikle motor gücü arttıkça PQ'daki başıboş kayıpların oranının da arttığı, giderek bakır kaybına yaklaştığı, bakır kaybını aştığı hatta ısı kaybında birinci faktör haline geldiği gözlendi.başıboş kayıplar.Kaçak kaybın giriş gücüne oranıyla karşılaştırıldığında, ölçülen kaçak kaybın toplam ısı kaybına oranı yalnızca başka bir şekilde ifade edilir ve fiziksel yapısını değiştirmez.
2. Önlemler
Yukarıdaki kuralı bilmek, motorun rasyonel tasarımı ve üretimi için faydalıdır.Motorun gücü farklıdır ve sıcaklık artışını ve ısı kaybını azaltmaya yönelik önlemler farklıdır ve odak noktası farklıdır.
2.1 Düşük güçlü motorlarda bakır tüketimi toplam ısı kaybının büyük bir kısmını oluşturur
Bu nedenle, sıcaklık artışının azaltılması, öncelikle telin kesitinin arttırılması, yarık başına iletken sayısının azaltılması, stator yarık şeklinin arttırılması ve demir çekirdeğin uzatılması gibi bakır tüketimini azaltmalıdır.Fabrikada sıcaklık artışı genellikle küçük motorlar için tamamen doğru olan AJ ısı yükünün kontrol edilmesiyle kontrol edilir.AJ'yi kontrol etmek aslında bakır kaybını kontrol etmektir.AJ'ye göre tüm motorun stator bakır kaybını, statorun iç çapını, bobinin yarım dönüş uzunluğunu ve bakır telin direncini bulmak zor değildir.
2.2 Güç küçükten büyüğe değiştiğinde demir kaybı giderek bakır kaybına yaklaşır.
Demir tüketimi genellikle 100kW'ın üzerinde olduğunda bakır tüketimini aşar.Bu nedenle büyük motorlarda demir tüketiminin azaltılmasına dikkat edilmelidir.Özel önlemler için düşük kayıplı silikon çelik saclar kullanılabilir, statorun manyetik yoğunluğu çok yüksek olmamalıdır ve her parçanın manyetik yoğunluğunun makul dağılımına dikkat edilmelidir.
Bazı fabrikalar bazı yüksek güçlü motorları yeniden tasarlıyor ve stator yuvasının şeklini uygun şekilde azaltıyor.Manyetik yoğunluk dağılımı makuldür ve bakır kaybı ve demir kaybı oranı uygun şekilde ayarlanmıştır.Stator akım yoğunluğu artmasına, termal yük artmasına ve bakır kaybının artmasına rağmen, stator manyetik yoğunluğu azalır ve demir kaybı, bakır kaybının artmasından daha fazla azalır.Performans orijinal tasarıma eşdeğerdir, yalnızca sıcaklık artışı azalmaz, aynı zamanda statorda kullanılan bakır miktarından da tasarruf edilir.
2.3 Başıboş kayıpları azaltmak için
Bu makale şunu vurgulamaktadır:Motor gücü arttıkça başıboş kayıpların azaltılmasına daha fazla dikkat edilmelidir."Kayıp kayıpların bakır kayıplarından çok daha küçük olduğu" görüşü yalnızca küçük motorlar için geçerlidir.Açıkçası, yukarıdaki gözlem ve analize göre, güç ne kadar yüksekse, o kadar az uygundur.“Başıboş kayıpların demir kayıplarından çok daha küçük olduğu” görüşü de uygunsuzdur.
Kaçak kaybın ölçülen değerinin giriş gücüne oranı küçük motorlar için daha yüksek, güç büyük olduğunda oran daha düşüktür, ancak küçük motorların kaçak kayıpları azaltmaya dikkat etmesi gerektiği, büyük motorların ise kaçak kayıpları azaltmaya dikkat etmesi gerektiği sonucuna varılamaz. başıboş kayıpları azaltmanıza gerek yok.kayıp.Aksine, yukarıdaki örnek ve analize göre, motor gücü ne kadar büyük olursa, toplam ısı kaybı içindeki kaçak kaybın oranı da o kadar yüksek olur, kaçak kayıp ve demir kaybı, bakır kaybına yakın veya hatta onu aşar, dolayısıyla o kadar büyük olur. Motor gücü ne kadar fazla ise buna daha fazla dikkat edilmelidir.Kaçak kayıpları azaltın.
2.4 Başıboş kayıpları azaltmaya yönelik önlemler
Kaçak kayıpları azaltmanın yolları, örneğin hava boşluğunu arttırmak, çünkü başıboş kayıp hava boşluğunun karesiyle yaklaşık olarak ters orantılıdır;sinüzoidal (düşük harmonik) sargıların kullanılması gibi harmonik manyetik potansiyelin azaltılması;uygun yuva uyumu;Dişlenmeyi azaltır, Rotor kapalı yuvayı benimser ve yüksek voltajlı motorun açık yuvası manyetik yuva kamasını benimser;dökme alüminyum rotor bombardımanı işlemi yanal akımı azaltır vb.Yukarıdaki önlemlerin genellikle etkili malzemelerin eklenmesini gerektirmediğini belirtmekte fayda var.Çeşitli tüketim aynı zamanda sargının iyi ısı dağılımı, motorun düşük iç sıcaklığı ve düşük çeşitli tüketim gibi motorun ısınma durumuyla da ilgilidir.
Örnek: Bir fabrika 6 kutuplu ve 250kW'lık bir motoru onarıyor.Onarım testinin ardından sıcaklık artışı, nominal yükün %75'i altında 125K'ye ulaştı.Daha sonra hava boşluğu orijinal boyutunun 1,3 katına kadar işlenir.Nominal yük altında yapılan testte sıcaklık artışı aslında 81K'ya düştü; bu da hava boşluğunun arttığını ve kaçak dağılımın büyük ölçüde azaldığını tam olarak gösteriyor.Harmonik manyetik potansiyel kaçak kayıp için önemli bir faktördür.Orta ve büyük kapasiteli motorlar, harmonik manyetik potansiyeli azaltmak için sinüzoidal sargılar kullanır ve etkisi genellikle çok iyidir.Orta ve yüksek güçlü motorlarda iyi tasarlanmış sinüzoidal sargılar kullanılır.Harmonik genlik ve genlik orijinal tasarıma göre %45 ila %55 oranında azaltıldığında kaçak kayıp %32 ila %55 oranında azaltılabilir, aksi takdirde sıcaklık artışı azalacak ve verim artacaktır.gürültü azalır ve bakır ve demirden tasarruf edilebilir.
3. Sonuç
3.1 Üç fazlı AC motor
Güç küçükten büyüğe değiştiğinde, bakır tüketiminin ve alüminyum tüketiminin toplam ısı kaybına oranı genellikle büyükten küçüğe doğru artarken, demir tüketimi kaçak kaybının oranı da genellikle küçükten büyüğe doğru artar.Küçük motorlarda bakır kaybı toplam ısı kaybının en büyük kısmını oluşturur.Motor kapasitesi arttıkça başıboş kayıp ve demir kaybı yaklaşır ve bakır kaybını aşar.
3.2 Isı kaybını azaltmak için
Motorun gücü farklı olduğu gibi alınan önlemlerin odak noktası da farklıdır.Küçük motorlar için öncelikle bakır tüketimi azaltılmalıdır.Orta ve yüksek güçlü motorlarda demir kaybının ve başıboş kayıpların azaltılmasına daha fazla dikkat edilmelidir."Kayıp kayıpların bakır ve demir kayıplarından çok daha küçük olduğu" görüşü tek taraflıdır.
3.3 Büyük motorların toplam ısı kaybında başıboş kayıpların oranı daha yüksektir
Bu makale, motor gücü ne kadar büyük olursa başıboş kayıpların azaltılmasına da o kadar dikkat edilmesi gerektiğini vurgulamaktadır.
Gönderim zamanı: Temmuz-01-2022