Губици трофазних мотора на наизменичну струју се могу поделити на губитке бакра, губитке алуминијума, губитке у гвожђу, губитке луталице и губитке ветра.Прва четири су топлотни губици, а њихов збир се назива укупним топлотним губицима.Удео губитка бакра, алуминијума, губитка гвожђа и лутајућих губитака у укупном губитку топлоте се излаже када се снага промени са мале на велику.Кроз пример, иако удео потрошње бакра и алуминијума у укупном губитку топлоте варира, он се генерално смањује од великог ка малом, показујући опадајући тренд.Напротив, губитак гвожђа и залутали губитак, иако постоје флуктуације, генерално се повећавају од малог до великог, показујући узлазни тренд.Када је снага довољно велика, залутала дисипација гвожђа премашује дисипацију бакра.Понекад лутајући губитак премашује губитак бакра и гвожђа и постаје први фактор губитка топлоте.Поновна анализа И2 мотора и посматрање пропорционалне промене различитих губитака према укупном губитку открива сличне законе.Уважавајући горе наведена правила, долази се до закључка да различити мотори снаге имају различит нагласак на смањењу пораста температуре и губитка топлоте.За мале моторе, прво треба смањити губитак бакра;за моторе средње и велике снаге, губитак гвожђа треба да буде усмерен на смањење лутајућих губитака.Став да је „залутали губитак много мањи од губитка бакра и гвожђа“ је једностран.Посебно се истиче да што је већа снага мотора, то више пажње треба посветити смањењу лутајућих губитака.Мотори средњег и великог капацитета користе синусоидне намотаје за смањење хармонијског магнетног потенцијала и лутајућих губитака, а ефекат је често веома добар.Различите мере за смањење залуталих губитака генерално не морају да повећавају ефективне материјале.
Увод
Губитак трофазног мотора на наизменичну струју се може поделити на губитак бакра ПЦу, губитак алуминијума ПАл, губитак гвожђа ПФе, лутајући губитак Пс, хабање ветром Пфв, прва четири су губици грејања, чији се збир назива укупни губитак грејања ПК, од којих лутајући губитак То је узрок свих губитака осим губитка бакра ПЦу, губитка алуминијума ПАл, губитка гвожђа ПФе и хабања ветром Пфв, укључујући хармонијски магнетни потенцијал, магнетно поље цурења и бочну струју жлијеба.
Због потешкоћа у израчунавању лутајућег губитка и сложености теста, многе земље предвиђају да се лутајући губитак израчунава као 0,5% улазне снаге мотора, што поједностављује контрадикцију.Међутим, ова вредност је веома груба, а различити дизајни и различити процеси су често веома различити, што такође крије контрадикцију и не може заиста да одражава стварне услове рада мотора.Недавно је измерено лутајуће расипање постало све популарније.У ери глобалне економске интеграције, општи је тренд да се има одређени поглед на будућност како да се интегрише са међународним стандардима.
У овом раду се проучава трофазни мотор наизменичне струје.Када се снага промени са мале на велику, мења се удео губитка бакра ПЦу, губитка алуминијума ПАл, губитка гвожђа ПФе и лутајућег губитка Пс у укупном губитку топлоте ПК и добијају се противмере.Дизајн и производња разумније и боље.
1. Анализа губитака мотора
1.1 Прво посматрајте инстанцу.Фабрика извози производе електромотора серије Е, а технички услови предвиђају измерене губитке на лутају.Ради лакшег поређења, хајде да прво погледамо 2-полне моторе, чија је снага у распону од 0,75кВ до 315кВ.Према резултатима испитивања, израчунава се однос губитка бакра ПЦу, губитка алуминијума ПАл, губитка гвожђа ПФе и лутајућег губитка Пс према укупним губицима топлоте ПК, као што је приказано на слици 1.Ордината на слици је однос различитих губитака на грејање и укупних топлотних губитака (%), апсциса је снага мотора (кВ), изломљена линија са дијамантима је пропорција потрошње бакра, изломљена линија са квадратима је пропорција потрошње алуминијума, а Изломљена линија троугла је однос губитка гвожђа, а изломљена линија са крстом је однос залуталих губитака.
Слика 1. Испрекидани дијаграм пропорције потрошње бакра, потрошње алуминијума, потрошње гвожђа, залуталих дисипација и укупног губитка грејања 2-полних мотора Е серије
(1) Када се снага мотора промени од мале до велике, удео потрошње бакра, иако флуктуира, генерално се смањује од велике до мале, показујући опадајући тренд.0,75кВ и 1,1кВ чине око 50%, док су 250кВ и 315кВ мање од Удео потрошње алуминијума од 20% се такође променио са велике на малу уопште, показујући опадајући тренд, али промена није велика.
(2) Од мале до велике снаге мотора, пропорција губитка гвожђа се мења, иако постоје флуктуације, генерално се повећава од мале до велике, показујући узлазни тренд.0,75кВ~2,2кВ је око 15%, а када је већи од 90кВ, прелази 30%, што је веће од потрошње бакра.
(3) Пропорционална промена залутале дисипације, иако флуктуира, генерално се повећава од мале ка великој, показујући узлазни тренд.0,75кВ ~ 1,5кВ је око 10%, док је 110кВ близу потрошње бакра.За спецификације веће од 132 кВ, већина лутајућих губитака премашује потрошњу бакра.Залутали губици од 250кВ и 315кВ превазилазе губитке бакра и гвожђа и постају први фактор у губитку топлоте.
4-полни мотор (линијски дијаграм изостављен).Губитак гвожђа изнад 110кВ већи је од губитка бакра, а лутајући губитак од 250кВ и 315кВ премашује губитак бакра и губитак гвожђа, постајући први фактор у губитку топлоте.Збир потрошње бакра и алуминијума ове серије 2-6 полних мотора, мали мотор чини око 65% до 84% укупног губитка топлоте, док велики мотор смањује на 35% до 50%, док гвожђе потрошња је супротна, мали мотор чини око 65% до 84% укупног губитка топлоте.Укупни губитак топлоте је 10% до 25%, док се велики мотор повећава на око 26% до 38%.Залутали губитак, мали мотори чине око 6% до 15%, док се велики мотори повећавају на 21% до 35%.Када је снага довољно велика, губитак гвожђа лутајући губитак премашује губитак бакра.Понекад лутајући губитак премашује губитак бакра и гвожђа, постајући први фактор у губитку топлоте.
1.2 Р серија 2-полни мотор, измерени лутајући губици
Према резултатима испитивања добија се однос губитка бакра, губитка гвожђа, лутајућих губитака итд. према укупном губитку топлоте ПК.Слика 2 приказује пропорционалну промену снаге мотора према губитку бакра.Ордината на слици је однос (%) залуталих губитака бакра према укупном губитку грејања, апсциса је снага мотора (кВ), изломљена линија са дијамантима је однос губитка бакра, а изломљена линија са квадратима је однос лутајућих губитака .Слика 2 јасно показује да генерално, што је већа снага мотора, то је већи удео лутајућих губитака у укупном губитку топлоте, који је у порасту.Слика 2 такође показује да за величине веће од 150кВ, лутајући губици премашују губитке бакра.Постоји неколико величина мотора, а залутали губитак је чак 1,5 до 1,7 пута већи од губитка бакра.
Снага ове серије 2-полних мотора креће се од 22кВ до 450кВ.Однос измереног лутајућег губитка према ПК порастао је са мање од 20% на скоро 40%, а опсег промене је веома велики.Ако се изрази односом измереног лутајућег губитка према називној излазној снази, он износи око (1,1~1,3)%;ако се изрази односом измереног лутајућег губитка према улазној снази, он је око (1,0~1,2)%, последња два. Однос израза се не мења много и тешко је видети пропорционалну промену луталице. губитак за ПК.Стога, посматрање губитака у грејању, посебно односа лутајућих губитака према ПК, може боље разумети променљиви закон губитка грејања.
Измерени залутали губитак у горња два случаја усваја ИЕЕЕ 112Б метод у Сједињеним Државама
Слика 2. Линијски графикон односа лутајућег губитка бакра и укупног губитка грејања 2-полног мотора Р серије
Мотори серије 1.3 И2
Технички услови предвиђају да лутајући губитак износи 0,5% улазне снаге, док ГБ/Т1032-2005 предвиђа препоручену вредност лутајућег губитка.Сада узмите метод 1, а формула је Пс=(0,025-0,005×лг(ПН))×П1 формула ПН- је називна снага;П1- је улазна снага.
Претпостављамо да је измерена вредност лутајућег губитка једнака препорученој вредности и поново израчунавамо електромагнетни прорачун, а затим израчунавамо однос четири топлотна губитка потрошње бакра, алуминијума и гвожђа према укупном губитку на грејање ПК. .Промена његове пропорције је такође у складу са горе наведеним правилима.
То јест: када се снага промени од мале до велике, удео потрошње бакра и алуминијума генерално се смањује од велике до мале, показујући опадајући тренд.С друге стране, удео губитка гвожђа и залуталих губитака генерално се повећава од малог ка великом, показујући узлазни тренд.Без обзира на 2-полни, 4-полни или 6-полни, ако је снага већа од одређене снаге, губитак гвожђа ће премашити губитак бакра;пропорција залуталих губитака ће се такође повећати од малог ка великом, постепено приближавајући се губитку бакра, или чак премашујући губитак бакра.Залутала дисипација од више од 110 кВ у 2 пола постаје први фактор у губитку топлоте.
Слика 3 је испрекидани линијски графикон односа четири губитка грејања према ПК за 4-полне моторе серије И2 (под претпоставком да је измерена вредност лутајућих губитака једнака горњој препорученој вредности, а остали губици се рачунају према вредности) .Ордината је однос различитих топлотних губитака према ПК (%), а апсциса је снага мотора (кВ).Очигледно је да су губици гвожђа изнад 90 кВ већи од губитака у бакру.
Слика 3. График испрекиданих линија односа потрошње бакра, потрошње алуминијума, потрошње гвожђа и залуталих дисипација у укупном губитку грејања 4-полних мотора И2 серије
1.4 Литература проучава однос различитих губитака и укупних губитака (укључујући трење ветра)
Утврђено је да је потрошња бакра и алуминијума чинила 60% до 70% укупног губитка код малих мотора, а смањила се на 30% до 40% када је капацитет повећан, док је потрошња гвожђа била супротна.%абове.За лутајуће губитке, мали мотори чине око 5% до 10% укупних губитака, док велики мотори чине више од 15%.Откривени закони су слични: то јест, када се снага промени од малог до великог, удео губитка бакра и алуминијума генерално опада од великог ка малом, показујући опадајући тренд, док се удео губитка гвожђа и залуталих губитака генерално повећава од од малих до великих, показујући узлазни тренд..
1.5 Формула за израчунавање препоручене вредности лутајућег губитка према ГБ/Т1032-2005 Метод 1
Бројач је измерена вредност залуталих губитака.Од мале до велике снаге мотора, пропорција лутајућих губитака до улазне снаге се мења, и постепено се смањује, а опсег промене није мали, око 2,5% до 1,1%.Ако се именилац промени на укупан губитак ∑П, односно Пс/∑П=Пс/П1/(1-η), ако је ефикасност мотора 0,667~0,967, реципрочна вредност (1-η) је 3~ 30, односно измерена нечистоћа У поређењу са односом улазне снаге, однос губитка дисипације према укупном губитку је појачан за 3 до 30 пута.Што је већа снага, брже се подиже изломљена линија.Очигледно, ако се узме однос лутајућих губитака према укупним губицима топлоте, „фактор увећања“ је већи.За 2-полни мотор од 450 кВ серије Р у горњем примеру, однос лутајућих губитака и улазне снаге Пс/П1 је нешто мањи од израчунате вредности препоручене изнад, а однос лутајућих губитака и укупног губитка ∑П и укупног губитка топлоте ПК је 32,8%, респективно.39,5%, у поређењу са односом улазне снаге П1, „појачано“ око 28 пута и 34 пута респективно.
Метода посматрања и анализе у овом раду је да се узме однос 4 врсте топлотних губитака и укупног топлотног губитка ПК.Вредност односа је велика, а јасно се види пропорција и закон промене различитих губитака, односно снага од малих до великих, потрошња бакра и алуминијума Генерално, пропорција се променила од великог ка малом, показујући наниже тренд, док се удео губитка гвожђа и залуталих губитака генерално променио од малог до великог, показујући узлазни тренд.Конкретно, примећено је да што је већа снага мотора, то је већи однос лутајућих губитака и ПК, постепено се приближава губитку бакра, премашује губитак бакра, па чак и постаје први фактор у губитку топлоте, тако да можемо исправно разумети закон и обратите пажњу на смањење великог мотора.залутали губици.У поређењу са односом лутајућих губитака према улазној снази, однос измереног лутајућег губитка према укупним губицима топлоте само се изражава на други начин и не мења његову физичку природу.
2. Мере
Познавање горњег правила је од помоћи за рационалан дизајн и производњу мотора.Снага мотора је различита, а мере за смањење пораста температуре и губитка топлоте су различите, а фокус је другачији.
2.1 За моторе мале снаге, потрошња бакра чини велики удео у укупном губитку топлоте
Због тога би смањење пораста температуре требало прво да смањи потрошњу бакра, као што је повећање попречног пресека жице, смањење броја проводника по утору, повећање облика прореза статора и продужење гвозденог језгра.У фабрици се пораст температуре често контролише контролисањем топлотног оптерећења АЈ, што је потпуно исправно за мале моторе.Контролисање АЈ у суштини контролише губитак бакра.Није тешко пронаћи губитак бакра статора целог мотора према АЈ, унутрашњи пречник статора, дужину полуокрета намотаја и отпор бакарне жице.
2.2 Када се снага промени од мале до велике, губитак гвожђа се постепено приближава губитку бакра
Потрошња гвожђа генерално премашује потрошњу бакра када је већа од 100 кВ.Због тога велики мотори треба да обрате пажњу на смањење потрошње гвожђа.За специфичне мере могу се користити челични лимови са малим губицима, магнетна густина статора не би требало да буде превисока, а треба обратити пажњу на разумну дистрибуцију магнетне густине сваког дела.
Неке фабрике редизајнирају неке моторе велике снаге и на одговарајући начин смањују облик прореза статора.Расподела магнетне густине је разумна, а однос губитка бакра и гвожђа је правилно подешен.Иако се густина струје статора повећава, топлотно оптерећење се повећава, а губитак бакра се повећава, магнетна густина статора се смањује, а губитак гвожђа се смањује више него што се повећава губитак бакра.Перформансе су еквивалентне оригиналном дизајну, не само да је повећање температуре смањено, већ се штеди и количина бакра који се користи у статору.
2.3 Да би се смањили залутали губици
Овај чланак наглашава дашто је већа снага мотора, више пажње треба посветити смањењу лутајућих губитака.Мишљење да су „залутали губици много мањи од губитака у бакру“ важи само за мале моторе.Очигледно, према горе наведеном запажању и анализи, што је већа снага, то је мање погодна.Став да су „залутали губици много мањи од губитака гвожђа“ такође је неприкладан.
Однос измерене вредности лутајућих губитака према улазној снази је већи код малих мотора, а мањи је када је снага већа, али се не може закључити да мали мотори треба да обрате пажњу на смањење лутајућих губитака, док велики мотори то чине. нема потребе за смањењем залуталих губитака.губитак.Напротив, према горњем примеру и анализи, што је већа снага мотора, то је већи однос лутајућих губитака и укупног губитка топлоте, лутајући губитак и губитак гвожђа су близу или чак премашују губитак бакра, па је већи снаге мотора, томе треба посветити више пажње.Смањите изгубљене губитке.
2.4 Мере за смањење залуталих губитака
Начини смањења лутајућих губитака, као што је повећање ваздушног зазора, пошто је лутајући губитак приближно обрнуто пропорционалан квадрату ваздушног јаза;смањење хармонијског магнетног потенцијала, као што је коришћење синусоидних (ниских хармоника) намотаја;правилно уклапање утора;смањење зупчаника, ротор усваја затворени прорез, а отворени утор високонапонског мотора усваја магнетни клин прореза;Обрада ротора од ливеног алуминијума смањује бочну струју и тако даље.Вреди напоменути да горе наведене мере углавном не захтевају додавање ефикасних материјала.Разна потрошња је такође повезана са стањем загревања мотора, као што је добро одвођење топлоте намотаја, ниска унутрашња температура мотора и ниска разна потрошња.
Пример: Фабрика поправља мотор са 6 полова и 250кВ.Након теста поправке, пораст температуре је достигао 125К испод 75% номиналног оптерећења.Ваздушни јаз се затим обрађује на 1,3 пута већу од првобитне величине.У тесту под номиналним оптерећењем, пораст температуре је заправо пао на 81К, што у потпуности показује да се ваздушни јаз повећао и да је залутало расипање у великој мери смањено.Хармонични магнетни потенцијал је важан фактор за лутајући губитак.Мотори средњег и великог капацитета користе синусоидне намотаје за смањење хармонијског магнетног потенцијала, а ефекат је често веома добар.Добро дизајнирани синусни намотаји се користе за моторе средње и велике снаге.Када се амплитуда и амплитуда хармоника смање за 45% до 55% у поређењу са оригиналним дизајном, лутајући губитак се може смањити за 32% до 55%, иначе ће пораст температуре бити смањен, а ефикасност ће се повећати., бука је смањена и може уштедети бакар и гвожђе.
3. Закључак
3.1 Трофазни мотор наизменичне струје
Када се снага промени од малог до великог, удео потрошње бакра и алуминијума у укупном губитку топлоте генерално се повећава од великог до малог, док се удео губитака у потрошњи гвожђа генерално повећава од малог до великог.За мале моторе, губитак бакра представља највећи удео у укупном губитку топлоте.Како се капацитет мотора повећава, лутајући губици и губици гвожђа се приближавају и премашују губитак бакра.
3.2 За смањење губитака топлоте
Снага мотора је различита, а фокус предузетих мера је такође различит.За мале моторе, потрошњу бакра прво треба смањити.За моторе средње и велике снаге, више пажње треба посветити смањењу губитка гвожђа и залуталих губитака.Став да су „залутали губици много мањи од губитака бакра и гвожђа“ је једностран.
3.3 Удео лутајућих губитака у укупним губицима топлоте великих мотора је већи
У овом раду се наглашава да што је већа снага мотора, то више пажње треба посветити смањењу лутајућих губитака.
Време поста: 16.06.2022