El mercado de motores eléctricos industriales está creciendo a un ritmo rápido y se espera que alcance un valor de 150 mil millones de dólares en 2020.
Para seguir siendo competitivo en esta industria, es importante optimizar el diseño y la fabricación de motores de alta eficiencia.
En esta publicación de blog, analizaremos las últimas tendencias en la producción de motores eléctricos industriales y cómo optimizar motores de alta eficiencia para su negocio.
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Dongchun motor tiene una amplia gama de motores eléctricos que se utilizan en diversas industrias, como el transporte, la infraestructura y la construcción.
En los últimos años, con el desarrollo de la electrónica de potencia, la tecnología informática y la teoría de control, el mercado mundial de motores eléctricos industriales ha crecido enormemente.
Con la aparición de materiales magnéticos permanentes de tierras raras y compuestos magnéticos, han aparecido uno tras otro varios motores nuevos, especiales y de alta eficiencia.
A medida que la comunidad internacional otorga cada vez más importancia a la conservación de energía, la protección del medio ambiente y el desarrollo sostenible, la producción de motores de alta eficiencia se ha convertido en la dirección de desarrollo de los motores industriales globales.
En el contexto de la reducción del consumo mundial de energía, se han introducido políticas de alta eficiencia y ahorro de energía para promover aún más el desarrollo acelerado de la industria mundial de fabricación de motores industriales.
Transformación de la industria del motor hacia la inteligencia y el ahorro energético
En la actualidad, la tecnología de los motores eléctricos ordinarios de bajo voltaje está relativamente madura, pero aún existen más umbrales técnicos en los campos de los motores eléctricos de alta potencia y alto voltaje, los motores eléctricos para aplicaciones ambientales especiales y los motores eléctricos de súper alta eficiencia.
La tendencia de desarrollo integral del mercado mundial del motor se manifiesta principalmente en los siguientes puntos:
La industria se está desarrollando hacia la inteligencia y la integración.
La fabricación tradicional de motores ha logrado la fertilización cruzada de tecnología electrónica avanzada y tecnología de control inteligente.
El futuro para el uso industrial de sistemas de motores pequeños y medianos, el desarrollo continuo, la optimización de la tecnología de control inteligente, para lograr el control, detección, accionamiento y otras funciones del sistema de motor de diseño y fabricación integrados, es la tendencia de desarrollo de la electricidad. industria del motor.
Fabricación de motores eléctricos hacia la diferenciación, especialización, alta eficiencia y ahorro de energía.
Los productos de motores eléctricos se utilizan ampliamente en diversos campos, como la energía, el transporte, el petróleo, la industria química, la metalurgia, la minería y la construcción.
Con la profundización de la economía global y la mejora continua del nivel de ciencia y tecnología, la situación de que en el pasado el mismo tipo de motor se utilizaba para diferentes naturalezas y diferentes ocasiones al mismo tiempo se está rompiendo, y el motor eléctrico Los productos se están desarrollando gradualmente en la dirección de la profesionalidad, la diferenciación y la especialización.
En los últimos años, la política global de protección del medio ambiente ha señalado una dirección política clara para mejorar la eficiencia de los motores eléctricos y sus sistemas de control. Por lo tanto, la industria de motores eléctricos necesita acelerar la transformación de los equipos de producción existentes para ahorrar energía, promover procesos de producción ecológicos de alta eficiencia, desarrollar una nueva generación de motores eléctricos, sistemas de motores eléctricos y productos de control, equipos de prueba y sistemas de motores eléctricos que ahorren energía, y mejorar la tecnología. sistema estándar de motores y sistemas eléctricos, y hacer esfuerzos para mejorar la competitividad central de los productos de motores y sistemas eléctricos.
Diseño optimizado y selección de materiales de motores eléctricos energéticamente eficientes.
Los motores eléctricos energéticamente eficientes utilizan materiales de alta calidad y un diseño optimizado para lograr una mayor eficiencia.
Por ejemplo, cuanto mayor sea el contenido de aluminio en el rotor, mayor será el factor de llenado de las ranuras en el estator y menores serán las pérdidas por resistencia.
La estructura optimizada del rotor y el entrehierro entre rotor y estator reducen las pérdidas de carga parásita.
El diseño mejorado del ventilador de refrigeración minimiza las pérdidas por resistencia del viento para la refrigeración del motor eléctrico, y se utilizan pilas de acero más delgadas y de mayor calidad para los núcleos del rotor y el estator para reducir en gran medida las pérdidas por magnetización.
Optimizar el tamaño de las laminaciones del estator y rotor y la calidad del acero utilizado en ellas
Las pérdidas por histéresis y las pérdidas por corrientes parásitas juntas se denominan pérdidas del núcleo, y aproximadamente el 20% de las pérdidas totales son causadas por corrientes parásitas y saturación del núcleo.
Las corrientes parásitas generadas en las laminaciones se mueven en relación con el campo magnético cambiante, lo que provoca importantes pérdidas de energía.
Los núcleos de estator apilados reducen las pérdidas por corrientes parásitas y, según la masa del hierro, la resistividad, la densidad, el espesor, la frecuencia y la densidad de flujo, las pérdidas por corrientes parásitas se pueden minimizar con más pilas.
Las pérdidas por histéresis se generan en el circuito magnético cuando el flujo cambia constantemente.
La mayoría de los materiales de carga utilizados en los motores eléctricos son aceros utilizados en los núcleos del estator y del rotor, y la densidad de flujo y las pérdidas del núcleo se minimizan reduciendo el espesor de las laminaciones.
Las pérdidas por histéresis se pueden reducir recociendo una mejor calidad de acero para las laminaciones para cambiar la estructura del grano y facilitar la magnetización.
Las pérdidas por corrientes parásitas se reducen aumentando la resistividad del acero que contiene silicio, pero el contenido de silicio aumenta el desgaste de la matriz durante el estampado porque aumenta la dureza del acero.
Los cristales de acero dañados durante el estampado reducen gravemente la calidad magnética del volumen afectado.
El recocido aplana la pila y recristaliza los cristales dañados durante el proceso de estampado, extendiendo así un espesor de lámina delgada dentro de la pila.
Laminación del estator mediante proceso de baño de inmersión.
La impregnación del estator refuerza el aislamiento eléctrico del devanado del estator contra productos químicos o influencias ambientales adversas y mejora la disipación del calor.
Para impregnar el estator se utilizan plásticos termoestables, incluidas resinas epoxi, resinas fenólicas y poliésteres.
La inmersión es la inmersión del estator en la resina durante un período de tiempo más largo para garantizar una penetración y protección óptimas.
Otro método de impregnación se conoce como presión de vacío, que utiliza un tanque que primero se evacua y luego se presuriza para lograr la penetración del estator.
Lograr la extracción de bolsas de aire de los devanados eléctricos mejora la conductividad térmica de los devanados.
Optimice el diseño del tanque del estator para maximizar el volumen de cobre insertable.
La tasa de llenado de la ranura afecta en cierta medida a la masa del devanado del estator.
Una tasa de llenado de ranura baja genera el 60% de las pérdidas totales, por lo que para reducir las pérdidas totales, la masa del devanado del estator debe ser mayor, reduciendo así la resistencia.
En comparación con los motores de eficiencia estándar, los motores eléctricos de alta eficiencia contienen más de un 20% de cobre adicional y los devanados aislados del estator se colocan en ranuras en la lámina de acero.
El área de la sección transversal debe ser lo suficientemente grande para satisfacer la potencia nominal del motor eléctrico. Generalmente, los motores de inducción utilizan ranuras de estator abiertas o semicerradas.
En una ranura semicerrada, la abertura de la ranura es mucho más pequeña que el ancho de la ranura, lo que hace que el bobinado sea más difícil y más lento de fabricar que en una ranura abierta.
El número de ranuras del estator debe seleccionarse durante la fase de diseño, ya que ese número afecta el peso, el costo y las características operativas.
Las ventajas de las ranuras eléctricas son una menor resistencia a las fugas, una reducción de las pérdidas por pulsación de los dientes y una mejor capacidad de sobrecarga. Las desventajas de los estatores eléctricos con más ranuras son el aumento del costo, el aumento del peso, el aumento de la corriente de magnetización, el aumento de las pérdidas de hierro, la mala refrigeración, el aumento de la temperatura y la reducción de la eficiencia.
Fundición a presión del rotor con aluminio puro de alta calidad.
Un rotor diseñado a medida maximiza el par de arranque, reduce la resistencia del conductor y aumenta la eficiencia.
La mayoría de los rotores de los motores de inducción tienen un diseño de jaula de ardilla. Son robustos, sencillos y menos costosos, pero tienen un par de arranque menor.
Los rotores de cobre mejoran la eficiencia, pero son difíciles y costosos de fabricar.
Entrehierro óptimo entre rotor y estator
El entrehierro es la distancia radial entre el rotor y el estator de un motor en un motor eléctrico radial estándar.
Para mejorar la eficiencia del diseño, es necesario mantener el entrehierro óptimo.
Las dimensiones del entrehierro están relacionadas con el diseño del estator, el rotor, la carcasa del motor eléctrico y los cojinetes.
Todo esto afecta la alineación precisa de los ejes del estator y del rotor.
Uso de alambre esmaltado electromagnético de alto rendimiento.
El alambre magnético o esmaltado es un alambre de cobre o aluminio refinado electrolíticamente que ha sido completamente recocido y recubierto con una o más capas de aislamiento.
Por ejemplo, se utilizan cables con un total de 12 capas de aislamiento. Las películas aislantes típicas, que aumentan con el rango de temperatura, son polietileno, poliuretano, poliéster y poliimida hasta 250°C.
El alambre magnético rectangular o cuadrado más grueso se envuelve con poliimida de alta temperatura o cinta de fibra de vidrio, usando más cobre, y las barras conductoras y los conductores más grandes aumentan el área de la sección transversal de los devanados del estator y del rotor, lo que reduce la resistencia del devanado y disminuye las pérdidas debido a la corriente. y los devanados del estator del motor eléctrico de alta eficiencia suelen tener un 20% más de cobre.
El motor eléctrico consta de muchas partes, cada parte proporciona diferentes propiedades estructurales y funcionales, lo que resulta en diferentes funciones en el sistema del motor, y cada parte proporciona ventajas y desventajas funcionales que en última instancia afectan el rendimiento de entrada del motor.
Al optimizar el rendimiento de cada componente del motor eléctrico, en última instancia se optimiza el rendimiento del motor eléctrico.
Conclusión
At present, the electric motor manufacturing industry is gradually changing from "big and complete" to "specialization and intensification" to cope with the globalized market competition.
En el futuro, impulsados por la política de protección ambiental baja en carbono, los motores industriales se desarrollarán completamente hacia el ahorro de energía verde.
Dongchun motor es un fabricante de motores eléctricos en China, que se centra en motores de alta eficiencia.
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