Wie lässt sich der Wirkungsgrad des Elektromotors verbessern?

Who "stole" the electric motor efficiency? 1% efficiency improvement means a lot!

Wie kann die Effizienz eines Elektromotors verbessert werden?

Lassen Sie uns heute über dieses Thema sprechen.

Hocheffiziente Motoren stehen in direktem Zusammenhang mit Richtlinien zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, und viele nationale Schlüsselprojekte und kommunale Projekte, die sich für Elektromotoren bewerben, müssen die IE3-Anforderungen zur Energieeffizienzbewertung erfüllen, insbesondere für Elektromotoren, die durch den Export in europäische Länder eingeführt werden, sind diese Anforderungen nahezu erfüllt Mindestschwelle.

Allerdings ist es für Hersteller von Elektromotoren zu schwierig, die Effizienz zu verbessern, und es gibt viele Engpasstechnologien, die überwunden werden müssen, wie z. B. die Ermittlung von Verlusten, die Ermittlung von Schlüsselfaktoren, die sich auf die Effizienz von Elektromotoren auswirken, die Ursachen von Verlusten und die quantitative Analyse usw .

Im Folgenden finden Sie eine Aufschlüsselung und Analyse der Ursachen für den Verlustanstieg, beginnend mit den Ursachen für den Verlustanstieg nacheinander.

Großer Kupferverlust im Stator von Elektromotoren

● Der Widerstand der Statorwicklung ist groß.

(1) Großer Drahtwiderstand oder kleiner Drahtdurchmesser, ungleichmäßiger Drahtdurchmesser oder weniger Anzahl paralleler Wicklungswurzeln.

(2) Verdrahtungsfehler oder schlechte Schweißung.

(3) Die tatsächliche Windungszahl liegt über dem Auslegungswert.

● Hoher Statorstrom.

(1) Andere Verluste sind groß.

(2) Durch die Asymmetrie der Statorwicklung sind die drei Phasen unsymmetrisch.

(3) Stark ungleichmäßiger Luftspalt zwischen Stator und Rotor.

(4) Der Widerstand liegt zu diesem Zeitpunkt unter dem Normalwert, da die Anzahl der Windungen unter dem Normalwert liegt.

(5) Die Wicklungsverdrahtung ist falsch.

Großer Kupferverlust im Rotor

● Der Widerstand der Rotorwicklung (oder Führungsschiene) ist groß.

(1) Der spezifische Widerstand von Aluminium (Kupfer) ist groß.

(2) Rotorführungsstange oder Endring aus gegossenem Aluminium in der Luft mit Luftlöchern oder Verunreinigungen oder aufgrund von Gussfehlern, die bei dünnen Stangen zu lokalen Problemen führen.

(3) Der Statorschlitz ist nicht sauber (manifestiert als Schlitzverzahnung), es gibt ein falsches Stück, ein Antistück, was dazu führt, dass die effektive Fläche des Rotorschlitzes nicht ausreicht.

(4) aufgrund einer falschen Auswahl der Gussparameter, die zu einer lockeren Aluminiumorganisation führt, was direkt zu einem erhöhten spezifischen Widerstand führt.

(5) Das Material entspricht nicht den Anforderungen, z. B. ein gewöhnlicher Aluminiumrotor aus legiertem Aluminium.

(6) Verwendung des falschen Rotors usw.

● Hoher Rotorstrom.

(1) Verwendung des falschen Rotors.

(2) Beim Gießen von Aluminium wird falsches Aluminium verwendet, z. B. ein legierter Aluminiumrotor aus gewöhnlichem Aluminium.

(3) Der Rotorkern ist nicht fest gestapelt, was zu einer großen Aluminiumfläche zwischen den Teilen führt, was zu einem übermäßigen Rotorquerstrom führt.

Großer Streuverlust

● Falsche Auswahl des Statorwicklungstyps oder der Wicklungsteilung.

● Falsche Auswahl der Stator- und Rotornutpassungen.

● Der Luftspalt ist zu klein oder stark uneben.

● Schwerer Kurzschluss zwischen Rotorführung und Kern.

Statorwicklungsende ist zu lang usw.

Großer Eisenverlust

Die Qualität des Siliziumstahlblechs ist schlecht oder das Material wird falsch verwendet.

Beispielsweise wird 600-Material fälschlicherweise als 800-Material verwendet, was eine reduzierte Qualität darstellt.

Besonderes Augenmerk sollte auf das Problem der Auslagerung von Eisenkernen in der Elektromotorenfabrik gelegt werden.

● Schlechte Isolierung zwischen den Statorkernteilen.

(1) Keine Isolationsbehandlung oder schlechte Behandlungswirkung.

(2) Der Druck ist beim Stapeln des Kerns zu hoch, so dass die Isolierung zwischen den Blechen beschädigt wird.

(3) Kurzschluss zwischen Kernstück und Stück beim Drehen der Statorbohrung oder beim Reparieren und Feilen des Kerns (das Problem besteht in den meisten Kernherstellungsbetrieben).

● Unzureichende Anzahl an Kernstücken und zu geringes Eisengewicht.

(1) Unzureichende Anzahl von Codeteilen (fehlende Teile).

(2) Der Stapeldruck ist gering und nicht verdichtet, was direkt zur Folge hat, dass das Eisengewicht nicht ausreicht.

(3) Große Grate im Stanzblech und das Eisengewicht kann nicht garantiert werden, wenn die Eisenlänge ausgerichtet ist.

(4) Die Farbe ist zu dick, was ein direktes Qualitätsproblem des Siliziumstahlblechs darstellt.

● Der Magnetkreis ist zu gesättigt und die Strom-Spannungs-Kurve im Leerlauf ist zu diesem Zeitpunkt stärker gebogen.

● Der Streuverlust im Leerlauf ist groß, da er im Eisenverlust während des Tests enthalten ist, wodurch der Eisenverlust größer erscheint.

● Wenn die Wicklung durch Feuer oder elektrische Erwärmung entfernt wird, wird der Kern überhitzt, die magnetische Leitfähigkeit nimmt ab und die Isolierung zwischen den Teilen wird beschädigt.

Dieses Problem tritt vor allem dann auf, wenn die Wicklung nach einem Wicklungsschaden durch Feuer entfernt wird;

Einige Hersteller von Induktionsmotoren haben nach einer Möglichkeit gesucht, die Wicklung durch Einweichen in Lauge zu entfernen.

Hoher mechanischer Verlust

● Die Qualität des Lagers oder der Lagerbaugruppe ist nicht gut. Zu diesem Zeitpunkt wird das Lager stark erhitzt oder dreht sich nicht mehr.

● Falscher externer Lüfter (z. B. 2-poliger Motor mit 4-poligem Lüfter) oder falscher Lüfterflügelwinkel; Gemäß dem herkömmlichen Design ist der Lüfter des 2P-Motors relativ klein, und die Methode zur Verlustreduzierung durch Anpassen der Lüftermethode ist sehr effektiv, aber die Voraussetzung besteht darin, die Temperaturanstiegsleistung der intelligenten Motoren sicherzustellen.

● Das Gehäuse und die Lagerkammern der beiden Endkappen liegen nicht auf derselben Achse.

● Der Durchmesser der Lagerkammer ist klein, wodurch sich der Außenring des Lagers durch Druck verformt und der Reibungsverlust des Lagers zunimmt. Die Situation kann gleichzeitig auch zu einem Lagerüberhitzungsausfall führen.

● Zu viel Fett oder schlechte Fettqualität in der Lagerkammer.

Das Problem ist beim Hochspannungsmotor offensichtlich, es gab einen Test, der höchste Punkt der Lagerdeckeltemperatur ist 10K höher als der niedrigste Punkt, öffnen Sie den Scheck, an der Stelle sammelt sich das Fett mehr an.

● Stator und Rotor reiben aneinander, was wir „Sweepen“ nennen.

Wenn der Stator und der Rotor aneinander reiben, führt dies nicht unbedingt dazu, dass sich der Elektromotor nicht dreht, sondern der Verlust des Elektromotors erhöht sich offensichtlich.

● Die axiale Größe des Rotors ist falsch, was zu einem oberen Totpunkt an beiden Enden führt und die Drehung unflexibel macht.

● Teile wie die Öldichtung oder der Wasserablassring sind nicht richtig installiert oder deformiert, was zu einem hohen Reibungswiderstand führt.

Der Lüfter reibt an den zugehörigen Teilen der Elektromotoren, was zu einer schlechten Rotation führt.

Der Wirkungsgrad des Elektromotors ist vor allem bei der Auswahl des Designs festgelegt, z. B. der Wirkungsgrad eines Permanentmagnet-Synchronmotors ist höher als bei energieeffizienten AC-Asynchronmotoren. Da eine hocheffiziente Arbeit erforderlich ist, müssen Sie eine mechanische und elektrische Servosteuerung auswählen Systeme, anstelle von Systemen mit variabler Frequenzgeschwindigkeit, kosten natürlich mehr Geld, sodass die maximale Effizienz eng mit den Kosten zusammenhängt.

Um die Effizienz des Elektromotors zu verbessern, besteht das Wesentliche darin, die Verluste des Elektromotors zu reduzieren. Die Verluste des Elektromotors werden in mechanische Verluste und elektromagnetische Verluste unterteilt.

Beispielsweise führt der Strom durch die Stator- und Rotorwicklungen bei asynchronen Wechselstrommotoren zu Kupferverlusten und Leiterverlusten.

Das Magnetfeld im Eisen verursacht Wirbelströme und damit Hystereseverluste.

Hohe Harmonische des Atemmagnetfelds führen zu Streuverlusten an der Last, Lager und Lüfterrotation führen zu Verschleißverlusten.

Um den Rotorverlust zu reduzieren, können Sie den Widerstand der Rotorwicklung verringern.

Durch die Verwendung dickerer Drähte mit geringerem spezifischem Widerstand oder durch die Vergrößerung der Schlitzquerschnittsfläche des Rotors ist das Material natürlich sehr kritisch. Es gibt Bedingungen für die Herstellung von Kupferrotoren, und der Verlust wird um etwa 15 % reduziert.

Die aktuellen Asynchronmotoren bestehen grundsätzlich aus Aluminiumrotoren, daher ist der Wirkungsgrad nicht so hoch.

Der gleiche Stator hat den gleichen Kupferverlust, kann den Statorschlitzunterteil vergrößern, die volle Schlitzrate des Statorschlitzes erhöhen und kann auch die Länge des Statorwicklungsendes verkürzen.

Wenn Permanentmagnete als Ersatz für die Statorwicklung verwendet werden, durch die kein Strom fließt, kann dies natürlich den Wirkungsgrad verbessern.

Dies ist auch der wesentliche Grund, warum Synchronmotoren effizienter sind als Asynchronmotoren.

Eisenverlust des Motors, Sie können hochwertiges Siliziumstahlblech verwenden, den Hystereseverlust reduzieren oder die Länge des Kerns verlängern, die Flussdichte verringern, Sie können auch die Isolationsbeschichtung erhöhen, zusätzlich zum Wärmebehandlungsprozess auch sehr kritisch.

Die Belüftungsleistung des Elektromotors ist wichtiger, die Temperatur ist hoch, der Verlust wird natürlich sehr groß sein, Sie können die entsprechende Kühlstruktur oder zusätzliche Kühlmethoden verwenden, um den Reibungsverlust zu reduzieren.

Hohe Harmonische, die Streuverluste in der Wicklung und im Kern erzeugen, können die Statorwicklung verbessern, um die Erzeugung hoher Harmonischer zu reduzieren und auch den magnetischen Schlitzeffekt durch eine Isolationsbehandlung auf der Rotorschlitzoberfläche und die Verwendung von magnetischem Schlitzschlamm zu reduzieren.

Weiterführende Lektüre: Wie definiert man einen Motor mit hoher Energieeffizienz?

Gewöhnlicher Motor: Ein Motor ist ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. 70–95 % der vom Elektromotor aufgenommenen elektrischen Energie werden in mechanische Energie umgewandelt. Dies wird oft als energieeffizienter Motor bezeichnet und ist ein wichtiger Faktor Aufgrund des technischen Index des Motors werden die restlichen 30–5 % durch Wärme und mechanische Verluste vom Motor selbst verbraucht, sodass dieser Teil der elektrischen Energie verschwendet wird.

Hochleistungsmotor:

The motor with higher utilization of electric energy is called high-efficiency motor, referred to as "high-efficiency motor".

Bei gewöhnlichen Motoren ist es nicht einfach, den Wirkungsgrad um 1 Prozentpunkt zu steigern, und das Material wird stark erhöht, und wenn der Wirkungsgrad des Elektromotors einen bestimmten Wert erreicht, kann er nicht verbessert werden, egal wie viel Material erhöht wird.

Die meisten hocheffizienten Elektromotoren auf dem Markt sind neuere Produkte von Drehstrom-Asynchronmotoren, das heißt, das grundlegende Funktionsprinzip hat sich nicht geändert.

Motoren mit hohem maximalem Wirkungsgrad verbessern den Wirkungsgrad von Motoren hauptsächlich auf folgende Weise.

1、Erhöhen Sie den Außendurchmesser des Eisenkerns, erhöhen Sie die Länge des Eisenkerns, vergrößern Sie die Statornut und erhöhen Sie das Gewicht des Kupferdrahts, um den Zweck der Effizienz zu erreichen, z. B.: Der Y2-8024-Motor vergrößert den Außendurchmesser von Φ120 auf Φ130, einige Länder erhöhen Φ145 und erhöhen die Länge von 70 auf 90. Für jeden Elektromotor werden 3 kg Eisen und 0,9 kg Kupferdraht verwendet.

2、Verwendung von Siliziumstahlblech mit guter magnetischer Leitfähigkeit, früher warmgewalztes Blech mit hohem Eisenverlust, jetzt jedoch hochwertiges kaltgewalztes Blech mit geringem Verlust, wie z. B. DW470 oder sogar niedrigeres DW270.

3. Verbessern Sie die Verarbeitungsgenauigkeit und reduzieren Sie mechanische Verluste. Ersetzen Sie kleine Lüfter, um Lüfterverluste durch hocheffiziente Lager zu reduzieren.

4, die elektrischen Leistungsparameter des Elektromotors zur Optimierung des Designs durch Änderung der Schlitzform und anderer Parameter zur Optimierung.

5, die Verwendung eines gegossenen Kupferrotors (komplexer Prozess, hohe Kosten).

Um einen wirklich hocheffizienten Motor herzustellen, sind bei der Konstruktion, den Rohstoffen und der Verarbeitung wesentlich höhere Kosten erforderlich, um die größtmögliche Umwandlung von Elektrizität in mechanische Energie zu erreichen.

Energiesparmaßnahmen für hocheffiziente Motoren

Die Energieeinsparung von Motoren ist eine Systemtechnik, die den gesamten Lebenszyklus des Motors umfasst, von der Motorkonstruktion über die Herstellung bis hin zur Motorauswahl, dem Betrieb, der Regelung, der Wartung und der Verschrottung. Die Auswirkungen von Energiesparmaßnahmen sollten über den gesamten Lebenszyklus des Motors hinweg berücksichtigt werden , und die Verbesserung der Effizienz wird in dieser Hinsicht hauptsächlich unter den folgenden Gesichtspunkten im In- und Ausland berücksichtigt.

Das Design eines energiesparenden Motors bezieht sich auf den Einsatz moderner Designmethoden wie Optimierungsdesigntechnologie, neue Materialtechnologie, Steuerungstechnologie, Integrationstechnologie sowie Test- und Inspektionstechnologie, um den Leistungsverlust des Motors zu reduzieren und den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern und einen hocheffizienten Motor entwerfen.

Bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie verliert der Motor selbst auch etwas Energie.

Typische Verluste bei Wechselstrommotoren können im Allgemeinen in drei Teile unterteilt werden: feste Verluste, variable Verluste und Streuverluste. Variable Verluständerungen mit der Last, einschließlich Statorwiderstandsverlust (Kupferverlust), Rotorwiderstandsverlust und Bürstenwiderstandsverlust; Der feste Verlust hängt nicht mit der Last zusammen, einschließlich Kernverlust und mechanischem Verlust.

Der Eisenverlust setzt sich aus Hystereseverlust und Wirbelstromverlust zusammen, proportional zum Quadrat der Spannung, wobei der Hystereseverlust auch umgekehrt proportional zur Frequenz ist;

Andere Streuverluste sind mechanische Verluste und andere Verluste, einschließlich Lagerreibungsverlusten sowie Lüfter-, Rotor- und anderen Windwiderstandsverlusten, die durch Rotation verursacht werden.

Die Eigenschaften eines Hochleistungsmotors

1、Sparen Sie den Energieverbrauch, senken Sie die langfristigen Betriebskosten, sehr gut geeignet für Textilien, Lüfter, Pumpen, Kompressoren, indem Sie ein Jahr lang Strom sparen, um die Anschaffungskosten des Motors zu decken.

2, Direktstart oder Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter, kann den Asynchronmotor vollständig ersetzen.

3. Der energieeffiziente Seltenerd-Permanentmagnetmotor selbst kann mehr als 15 ℅ Strom einsparen als gewöhnliche Motoren.

4. Der elektrische Eingangsleistungsfaktor des Elektromotors liegt nahe bei 1, wodurch die Qualität des Netzfaktors verbessert wird und kein Leistungsfaktorkompensator hinzugefügt werden muss.

5, der Elektromotorstrom ist klein, was Übertragungs- und Verteilungskapazität spart und die Gesamtbetriebslebensdauer des Systems verlängert.

6, Energiesparbudget: 55-kW-Motor zum Beispiel, hocheffizienter Motor als der allgemeine Motor, Energieeinsparung 15 %, Stromkosten pro Grad um 0,5 Yuan, der Einsatz eines Energiesparmotors innerhalb eines Jahres durch Energieeinsparung kann die Kosten für den Austausch decken der Motor.

Bei Fragen zu hocheffizienten Motoren finden Sie hier den professionellen Elektromotor in China – den Dongchun-Motor.

Dongchun Motor verfügt über eine breite Palette von Elektromotoren, die in verschiedenen Branchen wie Transport, Infrastruktur und Bauwesen eingesetzt werden.

Erhalten Sie umgehend eine Antwort.