Il mercato dei motori elettrici industriali sta crescendo rapidamente e si prevede che raggiungerà un valore di 150 miliardi di dollari entro il 2020.
Per rimanere competitivi in questo settore, è importante ottimizzare la progettazione e la produzione di motori ad alta efficienza.
In questo post del blog discuteremo delle ultime tendenze nella produzione di motori elettrici industriali e di come ottimizzare i motori ad alta efficienza per la tua azienda.
Negli ultimi anni, con lo sviluppo dell’elettronica di potenza, della tecnologia informatica e della teoria del controllo, il mercato globale dei motori elettrici industriali è cresciuto notevolmente.
Con l'avvento dei materiali magnetici permanenti delle terre rare e dei compositi magnetici, sono apparsi uno dopo l'altro vari motori nuovi, speciali e ad alta efficienza.
Poiché la comunità internazionale attribuisce crescente importanza al risparmio energetico, alla protezione ambientale e allo sviluppo sostenibile, la produzione di motori ad alta efficienza è diventata la direzione di sviluppo dei motori industriali globali.
Nel contesto della riduzione del consumo energetico globale, sono state introdotte politiche di alta efficienza e risparmio energetico per promuovere ulteriormente lo sviluppo accelerato dell'industria globale della produzione di motori industriali.
Trasformazione dell'industria automobilistica verso l'intelligenza e il risparmio energetico
Allo stato attuale, la tecnologia dei normali motori elettrici a bassa tensione è relativamente matura, ma esistono ancora più soglie tecniche nei campi dei motori elettrici ad alta tensione ad alta potenza, dei motori elettrici per applicazioni ambientali speciali e dei motori elettrici ad altissima efficienza.
La tendenza di sviluppo globale del mercato automobilistico globale si manifesta principalmente nei seguenti punti:
l’industria si sta sviluppando verso l’intelligenza e l’integrazione.
La tradizionale produzione di motori ha realizzato la fertilizzazione incrociata della tecnologia elettronica avanzata e della tecnologia di controllo intelligente.
Il futuro per l'uso industriale di sistemi motori di piccole e medie dimensioni, lo sviluppo continuo, l'ottimizzazione della tecnologia di controllo intelligente, per ottenere il controllo del sistema motore, il rilevamento, l'azionamento e altre funzioni di progettazione e produzione integrate, è la tendenza di sviluppo dell'elettricità industria automobilistica.
Produzione di motori elettrici verso la differenziazione, la specializzazione, l'alta efficienza, la direzione del risparmio energetico
I prodotti per motori elettrici sono ampiamente utilizzati in vari campi quali energia, trasporti, petrolio, industria chimica, metallurgia, estrazione mineraria ed edilizia.
Con l'approfondimento dell'economia globale e il continuo miglioramento del livello della scienza e della tecnologia, la situazione in cui in passato lo stesso tipo di motore veniva utilizzato per natura diversa e occasioni diverse contemporaneamente si sta rompendo, e il motore elettrico i prodotti si stanno progressivamente sviluppando nella direzione della professionalità, della differenziazione e della specializzazione.
Negli ultimi anni, la politica globale di protezione ambientale ha indicato una chiara direzione politica per migliorare l’efficienza dei motori elettrici e dei loro sistemi di controllo. Pertanto, l'industria dei motori elettrici deve accelerare la trasformazione del risparmio energetico delle apparecchiature di produzione esistenti, promuovere processi di produzione ecologici ad alta efficienza, sviluppare una nuova generazione di motori elettrici a risparmio energetico, sistemi di motori elettrici e prodotti di controllo, apparecchiature di prova, migliorare le caratteristiche tecniche sistema standard di motori e sistemi elettrici e compiere sforzi per migliorare la competitività di base dei motori elettrici e dei prodotti dei sistemi.
Progettazione ottimizzata e selezione dei materiali di motori elettrici ad alta efficienza energetica
I motori elettrici ad alta efficienza energetica utilizzano materiali di alta qualità e un design ottimizzato per ottenere una maggiore efficienza.
Ad esempio, maggiore è il contenuto di alluminio nel rotore, maggiore è il fattore di riempimento delle cave nello statore e minori sono le perdite di resistenza.
La struttura ottimizzata del rotore e il traferro tra rotore e statore riducono le perdite di carico vagante.
Il design migliorato della ventola di raffreddamento riduce al minimo le perdite di resistenza al vento per il raffreddamento del motore elettrico, mentre per i nuclei del rotore e dello statore vengono utilizzati tubi di acciaio di qualità superiore e più sottili per ridurre notevolmente le perdite di magnetizzazione.
Ottimizzare le dimensioni dei lamierini dello statore e del rotore e la qualità dell'acciaio utilizzato in essi
Le perdite per isteresi e le perdite per correnti parassite insieme sono chiamate perdite del nucleo e circa il 20% delle perdite totali sono causate dalle correnti parassite e dalla saturazione del nucleo.
Le correnti parassite generate nelle lamelle si muovono rispetto al campo magnetico variabile, provocando notevoli perdite di potenza.
I nuclei dello statore impilati riducono le perdite per correnti parassite e, in base alla massa del ferro, alla resistività, alla densità, allo spessore, alla frequenza e alla densità del flusso, le perdite per correnti parassite possono essere ridotte al minimo con più stack.
Le perdite per isteresi si generano nel circuito magnetico quando il flusso cambia costantemente.
La maggior parte dei materiali di carico utilizzati nei motori elettrici sono gli acciai utilizzati nei nuclei dello statore e del rotore, e la densità del flusso e le perdite del nucleo sono ridotte al minimo riducendo lo spessore delle laminazioni.
Le perdite per isteresi possono essere ridotte ricotturando un grado di acciaio migliore per i laminati per modificare la struttura del grano per una magnetizzazione più semplice.
Le perdite per correnti parassite vengono ridotte aumentando la resistività dell'acciaio contenente silicio, ma il contenuto di silicio aumenta l'usura dello stampo durante lo stampaggio perché aumenta la durezza dell'acciaio.
I cristalli di acciaio danneggiati durante lo stampaggio riducono gravemente la qualità magnetica del volume interessato.
La ricottura appiattisce la pila e ricristallizza i cristalli danneggiati durante il processo di stampaggio, estendendo così uno spessore sottile della lamiera nella pila.
Laminazione dello statore mediante processo di bagno di immersione
L'impregnazione dello statore rafforza l'isolamento elettrico dell'avvolgimento dello statore contro sostanze chimiche o influenze ambientali avverse e migliora la dissipazione del calore.
Per impregnare lo statore vengono utilizzate plastiche termoindurenti, tra cui resine epossidiche, resine fenoliche e poliesteri.
L'immersione è l'immersione dello statore nella resina per un periodo di tempo più lungo per garantire penetrazione e protezione ottimali.
Un altro metodo di impregnazione è noto come pressione del vuoto, che utilizza un serbatoio che viene prima evacuato e quindi pressurizzato per ottenere la penetrazione dello statore.
Il raggiungimento dell'estrazione delle sacche d'aria dagli avvolgimenti elettrici migliora la conduttività termica degli avvolgimenti.
Ottimizzare il design del serbatoio dello statore per massimizzare il volume di rame inseribile
Il tasso di riempimento delle cave influisce in una certa misura sulla massa dell'avvolgimento dello statore.
Un basso tasso di riempimento delle cave porta al 60% delle perdite totali, quindi per ridurre le perdite totali, la massa dell'avvolgimento dello statore deve essere maggiore, riducendo così la resistenza.
Rispetto ai motori a efficienza standard, i motori elettrici ad alta efficienza contengono più del 20% di rame in più e gli avvolgimenti isolati dello statore sono posizionati in fessure nella lamiera di acciaio.
L'area della sezione trasversale deve essere sufficientemente grande da soddisfare la potenza nominale del motore elettrico. Generalmente, i motori a induzione utilizzano cave dello statore aperte o semichiuse.
In una fessura semi-chiusa, l'apertura della fessura è molto più piccola della larghezza della fessura, rendendo l'avvolgimento più difficile e dispendioso in termini di tempo da produrre rispetto a una fessura aperta.
Il numero di cave dello statore deve essere selezionato durante la fase di progettazione, poiché tale numero influisce su peso, costo e caratteristiche operative.
I vantaggi dell'elettrico a più slot sono la ridotta resistenza alle perdite, le ridotte perdite di pulsazione dei denti e una migliore capacità di sovraccarico. Gli svantaggi degli slot elettrici con più statori sono l'aumento dei costi, l'aumento del peso, l'aumento della corrente di magnetizzazione, l'aumento delle perdite di ferro, lo scarso raffreddamento, l'aumento dell'aumento della temperatura e la riduzione dell'efficienza.
Pressofusione del rotore utilizzando alluminio puro di alta qualità
Un rotore progettato su misura massimizza la coppia di avviamento, riduce la resistenza del conduttore e aumenta l'efficienza.
La maggior parte dei rotori dei motori a induzione sono a gabbia di scoiattolo. Sono robusti, semplici e meno costosi, ma hanno una coppia di spunto inferiore.
I rotori in rame migliorano l’efficienza, ma sono difficili e costosi da produrre.
Traferro ottimale tra rotore e statore
Il traferro è la distanza radiale tra il rotore e lo statore di un motore in un motore elettrico radiale standard.
Per migliorare l’efficienza del progetto, è necessario mantenere il traferro ottimale.
Le dimensioni del traferro si riferiscono alla progettazione dello statore, del rotore, dell'alloggiamento del motore elettrico e dei cuscinetti.
Tutti questi influenzano l'allineamento preciso degli alberi dello statore e del rotore.
Utilizzo di filo smaltato elettromagnetico ad alte prestazioni
Il filo smaltato o smaltato è un filo di rame o alluminio raffinato elettroliticamente che è stato completamente ricotto e rivestito con uno o più strati di isolamento.
Ad esempio, vengono utilizzati fili con un totale di 12 strati di isolamento. Tipici film isolanti, che aumentano con l'intervallo di temperatura, sono polietilene, poliuretano, poliestere e poliimmide fino a 250°C.
Il filo magnetico rettangolare o quadrato più spesso è avvolto con nastro in poliimmide o fibra di vetro ad alta temperatura, utilizzando più rame, e barre conduttrici e conduttori più grandi aumentano l'area della sezione trasversale degli avvolgimenti dello statore e del rotore, riducendo la resistenza dell'avvolgimento e le perdite dovute alla corrente, e gli avvolgimenti dello statore del motore elettrico ad alta efficienza contengono tipicamente il 20% in più di rame.
Il motore elettrico è costituito da molte parti, ciascuna parte fornisce proprietà strutturali e funzionali diverse, risultando in funzioni diverse nel sistema motore, e ciascuna parte fornisce vantaggi e svantaggi funzionali che in definitiva influenzano le prestazioni di input del motore.
Ottimizzando le prestazioni di ciascun componente del motore elettrico, le prestazioni del motore elettrico vengono infine ottimizzate.
Conclusione
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.
In futuro, guidati dalla politica di protezione ambientale a basse emissioni di carbonio, i motori industriali saranno pienamente sviluppati verso il risparmio energetico verde.
Dongchun Motor è un produttore di motori elettrici in Cina, che si concentra su motori ad alta efficienza.
Non esitare a contattarci per ottenere un preventivo gratuito.
Salta al contenuto 
