Während der Motor elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt, verliert er auch einen Teil seiner Energie. Motorverluste können im Allgemeinen in drei Teile unterteilt werden: variable Verluste, feste Verluste und Streuverluste.
1. Variable Verluste ändern sich mit der Last, einschließlich Statorwiderstandsverlust (Kupferverlust), Rotorwiderstandsverlust und Bürstenwiderstandsverlust.
2. Feste Verluste haben nichts mit der Last zu tun, einschließlich Kernverlusten und mechanischen Verlusten. Der Eisenverlust setzt sich aus Hystereseverlust und Wirbelstromverlust zusammen, der proportional zum Quadrat der Spannung ist. Der Hystereseverlust ist auch umgekehrt proportional zur Frequenz.
Andere Streuverluste sind mechanische Verluste und andere Verluste, einschließlich Reibungsverluste von Lagern und Windwiderstandsverluste, die durch die Rotation von Ventilatoren, Rotoren usw. verursacht werden.
Klassifizierung von Motorverlusten
Mehrere Maßnahmen zur Reduzierung der Motorverluste
Statorverluste
Die wichtigsten Methoden zur Reduzierung des I^2R-Verlusts des Motorstators sind:
1. Erhöhen Sie die Querschnittsfläche der Statornut. Bei gleichem Statoraußendurchmesser führt eine Vergrößerung der Statorschlitzquerschnittsfläche zu einer Verringerung der Magnetkreisfläche und einer Erhöhung der magnetischen Dichte der Zähne.
2. Erhöhen Sie die Füllrate der Statornuten, was bei kleinen Niederspannungsmotoren effektiver ist. Durch die Anwendung optimaler Wicklungs- und Isolationsabmessungen sowie einer großen Leiterquerschnittsfläche kann die Füllrate der Statornuten erhöht werden.
3. Minimieren Sie die Länge des Statorwicklungsendes. Der Endverlust der Statorwicklung macht 1/4 bis 1/2 des gesamten Wicklungsverlusts aus. Durch die Reduzierung der Wicklungsendenlänge kann der Wirkungsgrad des Motors verbessert werden. Experimente zeigen, dass die Endlänge um 20 % reduziert und der Verlust um 10 % reduziert wird.
Rotorverluste
Der I^2R-Verlust des Motorrotors hängt hauptsächlich vom Rotorstrom und Rotorwiderstand ab. Zu den entsprechenden Energiesparmethoden zählen vor allem:
1. Reduzieren Sie den Rotorstrom, was aus zwei Aspekten betrachtet werden kann: Erhöhung der Spannung und Motorleistungsfaktoren.
2. Erhöhen Sie die Querschnittsfläche des Rotorschlitzes.
3. Reduzieren Sie den Widerstand der Rotorwicklung, indem Sie beispielsweise dicke Drähte und Materialien mit geringem Widerstand verwenden. Dies ist für kleine Motoren sinnvoller, da kleine Motoren in der Regel über gegossene Aluminiumrotoren verfügen. Bei Verwendung eines gegossenen Kupferrotors kann der Gesamtverlust des Motors um 10 % reduziert werden. ~15 %, aber heutige Rotoren aus Gusskupfer erfordern hohe Herstellungstemperaturen und die Technologie hat sich noch nicht durchgesetzt, und ihre Kosten sind 15 bis 20 % höher als die von Rotoren aus Gussaluminium.
Kernverlust
Der Eisenverlust des Motors kann durch folgende Maßnahmen reduziert werden:
1. Reduzieren Sie die magnetische Dichte und erhöhen Sie die Länge des Eisenkerns, um die magnetische Flussdichte zu verringern, aber die im Motor verwendete Eisenmenge erhöht sich.
2. Reduzieren Sie die Dicke der Eisenspäne, um den Verlust des induzierten Stroms zu verringern. Beispielsweise kann die Verwendung von kaltgewalzten Siliziumstahlblechen anstelle von warmgewalzten Siliziumstahlblechen die Dicke der Siliziumstahlbleche verringern, dünne Eisenspäne erhöhen jedoch die Anzahl der Eisenspäne und die Herstellungskosten des Motors.
3. Verwenden Sie kaltgewalzte Siliziumstahlbleche mit guter magnetischer Permeabilität, um den Hystereseverlust zu reduzieren.
4. Verwenden Sie eine Hochleistungs-Eisenspäne-Isolierbeschichtung.
5. Wärmebehandlungs- und Fertigungstechnologie. Die Restspannung nach der Bearbeitung des Eisenblechs wirkt sich ernsthaft auf den Verlust des Motors aus. Bei der Bearbeitung von Siliziumstahlblechen haben Schnittrichtung und Stanzschubbeanspruchung einen größeren Einfluss auf den Verlust des Eisenkerns. Durch das Schneiden entlang der Walzrichtung des Siliziumstahlblechs und die Wärmebehandlung des gestanzten Siliziumstahlblechs können die Kosten um 10 % gesenkt werden
Streuverluste
Das heutige Verständnis motorischer Streuverluste befindet sich noch im Forschungsstadium. Einige der wichtigsten Methoden zur Reduzierung von Streuverlusten sind heute:
1. Durch Wärmebehandlung und Veredelung Kurzschlüsse auf der Rotoroberfläche reduzieren.
2. Die Innenfläche des Rotorschlitzes ist isoliert.
3. Reduzieren Sie Oberschwingungen durch eine Verbesserung des Statorwicklungsdesigns.
4. Verbessern Sie das Rotorschlitzdesign und die Zusammenarbeit, um Oberschwingungen zu reduzieren, die Stator- und Rotorzahnschlitze zu vergrößern, die Rotorschlitzform in geneigte Schlitze zu gestalten und in Reihe geschaltete Sinuswicklungen, Streuwicklungen und Kurzstreckenwicklungen zu verwenden, um hohe Ordnung stark zu reduzieren Harmonische; Die Verwendung von magnetischem Schlitzschlamm oder magnetischen Schlitzkeile als Ersatz für herkömmliche isolierende Schlitzkeile und das Füllen der Schlitze des Motorstatorkerns mit magnetischem Schlitzschlamm ist eine wirksame Methode zur Reduzierung zusätzlicher Streuverluste.
Windreibungsverlust
Der Windreibungsverlust macht etwa 25 % des Gesamtverlusts des Motors aus und sollte gebührend berücksichtigt werden. Reibungsverluste werden hauptsächlich durch Lager und Dichtungen verursacht, die durch folgende Maßnahmen reduziert werden können:
1. Minimieren Sie die Größe der Welle so weit wie möglich, sie muss jedoch den Anforderungen an Ausgangsdrehmoment und Rotordynamik entsprechen.
2. Verwenden Sie Hochleistungslager.
3. Verwenden Sie effiziente Schmiersysteme und Schmiermittel.
4. Nehmen Sie fortschrittliche Dichtungstechnologie an.
