Mentre il motore converte l'energia elettrica in energia meccanica, perde anche una parte della sua energia. Le perdite motorie possono generalmente essere suddivise in tre parti: perdite variabili, perdite fisse e perdite vaganti.
1. Le perdite variabili cambiano con il carico, inclusa la perdita di resistenza dello statore (perdita di rame), la perdita di resistenza del rotore e la perdita di resistenza delle spazzole.
2. Le perdite fisse non hanno nulla a che fare con il carico, comprese le perdite del nucleo e le perdite meccaniche. La perdita di ferro è composta da perdita di isteresi e perdita di corrente parassita, che è proporzionale al quadrato della tensione. Anche la perdita di isteresi è inversamente proporzionale alla frequenza.
Altre perdite disperse sono perdite meccaniche e altre perdite, comprese perdite per attrito dei cuscinetti e perdite di resistenza al vento causate dalla rotazione di ventilatori, rotori, ecc.
Classificazione delle perdite motorie
Diverse misure per ridurre le perdite del motore
Perdite statoriche
I principali metodi per ridurre la perdita I^2R dello statore del motore sono:
1. Aumentare l'area della sezione trasversale della cava dello statore. Con lo stesso diametro esterno dello statore, l'aumento dell'area della sezione trasversale della cava dello statore ridurrà l'area del circuito magnetico e aumenterà la densità magnetica dei denti.
2. Aumentare la velocità di riempimento della fessura dello statore, che è più efficace per i piccoli motori a bassa tensione. L'applicazione di dimensioni ottimali dell'avvolgimento e dell'isolamento e di un'ampia sezione trasversale del conduttore può aumentare il tasso di riempimento delle cave dello statore.
3. Ridurre al minimo la lunghezza dell'estremità dell'avvolgimento dello statore. La perdita finale dell'avvolgimento dello statore rappresenta da 1/4 a 1/2 della perdita totale dell'avvolgimento. La riduzione della lunghezza dell'estremità dell'avvolgimento può migliorare l'efficienza del motore. Gli esperimenti dimostrano che la lunghezza finale è ridotta del 20% e la perdita è ridotta del 10%.
Perdite del rotore
La perdita I^2R del rotore del motore è principalmente correlata alla corrente del rotore e alla resistenza del rotore. I metodi di risparmio energetico corrispondenti includono principalmente:
1. Ridurre la corrente del rotore, che può essere considerata sotto due aspetti: aumento della tensione e del fattore di potenza del motore.
2. Aumentare l'area della sezione trasversale della fessura del rotore.
3. Ridurre la resistenza dell'avvolgimento del rotore, ad esempio utilizzando fili spessi e materiali a bassa resistenza. Ciò è più significativo per i motori di piccole dimensioni, poiché i motori di piccole dimensioni generalmente hanno rotori in alluminio pressofuso. Se si utilizza un rotore in rame fuso, la perdita totale del motore può essere ridotta del 10%. ~15%, ma gli odierni rotori in rame fuso richiedono temperature di produzione elevate e la tecnologia non è ancora stata resa popolare, e i loro costi sono dal 15% al 20% più alti rispetto a quelli dei rotori in alluminio fuso.
Perdita del nucleo
La perdita di ferro nel motore può essere ridotta adottando le seguenti misure:
1. Ridurre la densità magnetica e aumentare la lunghezza del nucleo di ferro per ridurre la densità del flusso magnetico, ma aumenterà la quantità di ferro utilizzata nel motore.
2. Ridurre lo spessore dei trucioli di ferro per ridurre la perdita di corrente indotta. Ad esempio, l'utilizzo di fogli di acciaio al silicio laminati a freddo invece di fogli di acciaio al silicio laminati a caldo può ridurre lo spessore dei fogli di acciaio al silicio, ma i trucioli di ferro sottili aumenteranno il numero di trucioli di ferro e il costo di produzione del motore.
3. Utilizzare fogli di acciaio al silicio laminati a freddo con buona permeabilità magnetica per ridurre la perdita di isteresi.
4. Utilizzare un rivestimento isolante in trucioli di ferro ad alte prestazioni.
5. Trattamento termico e tecnologia di produzione. Lo stress residuo dopo la lavorazione della lamiera inciderà gravemente sulla perdita del motore. Nella lavorazione di lamiere di acciaio al silicio, la direzione di taglio e lo sforzo di taglio di punzonatura hanno un impatto maggiore sulla perdita del nucleo di ferro. Il taglio lungo la direzione di laminazione della lamiera di acciaio al silicio e il trattamento termico della lamiera perforata di acciaio al silicio possono ridurre i costi del 10%~
Perdite vaganti
La comprensione odierna delle perdite dovute al vagabondaggio dei motori è ancora in fase di ricerca. Alcuni dei metodi principali per ridurre le perdite vaganti oggi sono:
1. Utilizzare trattamenti termici e finiture per ridurre i cortocircuiti sulla superficie del rotore.
2. La superficie interna della fessura del rotore è isolata.
3. Ridurre le armoniche migliorando il design dell'avvolgimento dello statore.
4. Migliorare la progettazione e la cooperazione delle fessure del rotore per ridurre le armoniche, aumentare le fessure dei denti dello statore e del rotore, progettare la forma delle fessure del rotore in fessure inclinate e utilizzare avvolgimenti sinusoidali collegati in serie, avvolgimenti sparsi e avvolgimenti a breve distanza per ridurre notevolmente l'ordine elevato armoniche; L'utilizzo di fango per fessura magnetica o cunei per fessura magnetica per sostituire i tradizionali cunei per fessura isolante e riempire le fessure del nucleo dello statore del motore con fango per fessura magnetica è un metodo efficace per ridurre ulteriori perdite vaganti.
Perdita per attrito del vento
La perdita per attrito dovuta al vento rappresenta circa il 25% della perdita totale del motore e dovrebbe ricevere la dovuta attenzione. Le perdite per attrito sono causate principalmente da cuscinetti e guarnizioni, che possono essere ridotte adottando le seguenti misure:
1. Ridurre al minimo le dimensioni dell'albero, ma deve soddisfare i requisiti di coppia di uscita e dinamica del rotore.
2. Utilizzare cuscinetti ad alta efficienza.
3. Utilizzare sistemi di lubrificazione e lubrificanti efficienti.
4. Adottare una tecnologia di tenuta avanzata.
