การตรวจสอบผลการออกแบบมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

2. การตรวจสอบผลการออกแบบมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

2.1 เพิ่มวัสดุที่มีประสิทธิภาพเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์

มีสองด้านในการเพิ่มวัสดุที่มีประสิทธิภาพ: หนึ่งคือการเพิ่มทองแดงมอเตอร์

ปริมาณอลูมิเนียมที่ใช้ในการลดความต้านทานสเตเตอร์และโรเตอร์; ประการที่สองคือการใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าเช่นแผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อลดการใช้เหล็กและหล่อใบพัดทองแดงเพื่อลดการบริโภคทองแดงของใบพัด ตารางที่ 1 แสดงการสูญเสียและการใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพของมอเตอร์ 45kW-2 สี่ตัวที่ตรงกับประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Class 3 และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Class 2 จะเห็นได้จากข้อมูลในตารางที่ 1 ว่าการเพิ่มประสิทธิภาพส่วนใหญ่เกิดจากการลดการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็กในด้านสเตเตอร์และโรเตอร์และการสูญเสียทองแดงในด้านสเตเตอร์การสูญเสียทองแดงในด้านโรเตอร์ และการสูญเสียธาตุเหล็กจะลดลงโดยเฉลี่ย 20% ถึง 30% เมื่อรวมกับข้อมูลในตารางที่ 1 และกระบวนการออกแบบและการผลิตมอเตอร์เหล่านี้จะใช้มาตรการต่อไปนี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์

(1) เพิ่มความยาวของแกนกลางและเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของขดลวด

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ 45kW ระดับ 3 ความยาวแกนประสิทธิภาพการใช้พลังงานระดับ 2 เพิ่มขึ้นจาก 200 มม. เป็น 230 มม. และความยาวเพิ่มขึ้น 15% ในกรณีของภาระแม่เหล็กเดียวกันการเพิ่มความยาวของแกนกลางสามารถลดจำนวนรอบของมอเตอร์ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของขดลวดเดี่ยวและลดความต้านทานสเตเตอร์

(2) การใช้เหล็กแผ่นซิลิกอนประสิทธิภาพสูงใช้เหล็กแผ่นซิลิกอนที่มีการสูญเสียเหล็กหน่วยต่ำและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น เมื่อความยาวแกนเพิ่มขึ้นการสูญเสียธาตุเหล็กทั้งหมดจะลดลง

(3) การขยายขนาดร่องและการเพิ่มปริมาณของลวดทองแดงและอลูมิเนียมหล่อ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของประสิทธิภาพการใช้พลังงานระดับสองเพิ่มขึ้น 22.4% และปริมาณของอลูมิเนียมเพิ่มขึ้น 6.9% ซึ่งนำไปสู่สเตเตอร์และโรเตอร์โดยตรง การลดความต้านทาน

2.2 ปรับปรุงกระบวนการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์

ต้นแบบถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยการไล่กระบวนการช่องว่างอากาศของมอเตอร์และเปรียบเทียบกับมอเตอร์ทั่วไป ผลการเปรียบเทียบดังแสดงในตารางที่ 2 ต้นแบบ 22kW-4 สี่ตัวในตารางที่ 2 ได้รับการออกแบบตามประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Class 2 (เช่น IE3, 93%) ต้นแบบหมายเลข 1 และหมายเลข 2 ใช้ช่องว่างอากาศเจาะและต้นแบบหมายเลข 3 และหมายเลข 4 ใช้สำหรับการกลึง ช่องว่างอากาศ ดังจะเห็นได้จากตารางที่ 2 ว่าการสูญเสียหลงทางของตัวแบบที่ 1 และลำดับที่ 2 นั้นต่ำกว่าแบบตัวต้นแบบหมายเลข 3 และลำดับที่ 4 มากและค่าเฉลี่ยลดลงประมาณ 30% ซึ่งบ่งชี้ว่าวิธีนี้ ของการล้างออกโดยตรงช่องว่างอากาศลดสเปอร์ส ผลการสูญเสียที่เห็นได้ชัด

หลังจากที่แผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นถูกเจาะและตัดขอบของเส้นแบ่งการเจาะแบบเฉือนจะทำให้เกิดการสะสมความเครียดภายในและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพเนื่องจากการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกทำให้การซึมผ่านของแม่เหล็กลดลงและการสูญเสียเหล็กเพิ่มขึ้นของซิลิคอนรีดเย็น เหล็กแผ่นซึ่งใช้รีดเย็นเต็มรูปแบบ การซึมผ่านของแม่เหล็กที่ดีเยี่ยมของแผ่นเหล็กซิลิคอนทำให้เกิดข้อเสีย การเลือกกระบวนการอบอ่อนที่เหมาะสมสามารถขจัดความเครียดจากแรงเฉือนและคืนค่าประสิทธิภาพของแผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็น การวิจัยทดลองพิเศษได้ดำเนินการเกี่ยวกับกระบวนการอบอ่อนของข้อกำหนดหลายประการของมอเตอร์ การเปรียบเทียบประสิทธิภาพแสดงในตารางที่ 3 จะเห็นได้จากการเปรียบเทียบว่าการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์อบอ่อนมีขนาดเล็กกว่ามอเตอร์ที่ไม่ได้เปิดใช้งานและปัจจัยด้านกำลังของมอเตอร์ก็ดีขึ้นเช่นกันเนื่องจากการฟื้นตัวของแม่เหล็ก คุณสมบัติของเหล็กแผ่นซิลิกอน

2.3 การใช้ขดลวดฮาร์มอนิกต่ำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์

ด้วยการใช้ซอฟต์แวร์คำนวณแม่เหล็กไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นเองเราได้ทำการแก้ไขไขลานกับข้อกำหนดต่าง ๆ ของมอเตอร์ หลังจากใช้ขดลวดไม่เท่ากันศูนย์กลางสองชั้นเนื้อหาฮาร์โมนิจะลดลงอย่างมาก ยกตัวอย่างมอเตอร์ 110kW-4 การแปรผันของค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกก่อนและหลังการเปลี่ยนแปลงขดลวดจะแสดงในตารางที่ 4 จะเห็นได้จากตารางที่ 4 ซึ่งหลังจากที่ขดลวดไม่เท่ากันศูนย์กลางสองชั้นค่าสัมประสิทธิ์คลื่นพื้นฐานคือ 98.8 % ของต้นฉบับการเปลี่ยนแปลงไม่มากและค่าสัมประสิทธิ์ subharmonic อื่น ๆ จะลดลงอย่างมาก การลดลงของค่าฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นสามารถลดการสูญเสียของมอเตอร์

การใช้ปลายขดลวดที่ศูนย์กลางสามารถสั้นลงประหยัดปริมาณของลวดทองแดง ดูตารางที่ 5 สำหรับการเปลี่ยนแปลงปริมาณทองแดงก่อนและหลังการปรับเปลี่ยนขดลวด จุดสิ้นสุดของมอเตอร์ 110kW-4 ไม่ได้ตั้งใจให้สั้นลงซึ่งสามารถประหยัด 6.3% ของลวดทองแดงในขณะที่มอเตอร์ 15kW-6 และมอเตอร์ 55kW-2 สั้นลงและปรับเกจลวดเล็กน้อยประหยัดประมาณ 10% ของ ลวดทองแดง .

ข้อมูลการทดสอบของเครื่องต้นแบบที่ใช้ขดลวดฮาร์มอนิกต่ำและต้นแบบไขลานทั่วไปแสดงในตารางที่ 6 จากการเปรียบเทียบข้อมูลทดสอบในตารางที่ 6 จะเห็นได้ว่าหลังจากใช้ขดลวดฮาร์มอนิกต่ำการสูญเสียจรจัดจะลดลง 40 % ถึง 50% และประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงโดย 0.4 ถึง 0.7 คะแนนร้อยละ ด้วยการออกแบบที่สมเหตุสมผลการพันขดลวดธรรมดาจะถูกแทนที่ด้วยขดลวดที่มีค่าฮาร์มอนิกต่ำซึ่งสามารถลดการสูญเสียของมอเตอร์และปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ในขณะที่ประหยัดต้นทุนของมอเตอร์ ผลลัพธ์การประหยัดพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพนั้นชัดเจนมาก