要旨： 一般的なモータを高効率モータに更新する場合、トータルで大電流が発生し、モータを完全に交換する必要があり、消費電力が増加するという問題があります。本稿では、高効率モータの大電流の原因とモータの消費電力を解析し、モータの消費電力と実際の電流値を比較することでモータの電流成分を導き出します。
導入
1 高効率モーター設計
エネルギー効率の高いモーターは、従来のモーターに高効率を追加したモーターです。高効率モーターは、新しいプロセスと材料を使用して、機械エネルギー、電磁エネルギー、熱エネルギーの消費を削減し、実際の出力効率を高めます。一般的なモーターと比較して、高効率モーターを使用すると大幅な省エネ効果があり、一般に効率が最大4%向上します。モーター内で電気エネルギーが実際に変換されると、機械エネルギーが形成され、エネルギーの一部が失われます。大学モータは一般的なモータに比べて、主にこの5つの損失を低減することを目的に設計を工夫しており、モータの実効率が大幅に向上しています。以下、具体的な分析です。
1.1 固定子の損失
ステータは、ステータ コアとステータ コイルの 2 つの部品で構成されています。ステーターコアはモーターの磁束回路の重要な部品です。高効率モータは、一般的なモータに比べて、磁気伝導性に優れた珪素鋼板を使用し、板厚を大幅に薄くしています。その結果、冷間圧延ケイ素鋼板から作られたステーターコアは誘導電流損失が非常に低くなります。ステーター コイルの設計と製造において、高効率モーターで使用されるワイヤは比較的太く絶縁性の高いワイヤであり、これによりステータ スロットが増加すると同時に、ステータ巻線端の長さが大幅に短縮されます。最終損失を減らすため。
1.2 回転子の損失
ローター損失はステーター損失と同じであるため、高効率モーターではローター損失を最小限に抑える必要があります。
1.3 鉄損
高効率モータは以下の形状を採用することで鉄損を大幅に低減します。 1. 透磁率の良い冷間圧延珪素鋼板。 2. 磁束密度が大幅に低下するようにコアの長さを変更します。 3. 効果的な鉄片の使用。
1.4 漂遊損失
浮遊損失、高効率モーターには次の種類があります。 1、エアギャップの長さを増やす必要があります。 2、コイルの端の長さを短くします。 3、ロータースロットの表面絶縁を強化します。 4、ロータースロットの設計で高調波を低減します。
1.5 風摩擦
高効率モーターは、主に次の 2 つの方法で風による摩耗を軽減します。1、高効率ベアリングと潤滑剤の摩擦を軽減します。 2、風抵抗の損失により、小さなファンブレードを使用できます。
2 モーター運転電流解析
モータの運転電流を解析するには、通常のモータと高効率モータの実際の運転電流を解析して比較する必要があります。
2.1 無負荷電流
モーターの無負荷電流は、主に磁束密度とステーターとローター間のエアギャップの長さによって決まります。磁束密度が低いと、モーターのエアギャップ長と無負荷電流が小さくなります。削減されます。
通常、モーターのエアギャップ長は比較的小さく、通常は数ミリメートルです。このため、主磁束は回路を通過しますが、エアギャップの長さは磁気回路全体の長さのわずかな割合にすぎません。珪素鋼板の透磁率は空気中の透磁率より大きいため、モータの無負荷電流は磁束密度がエアギャップの長さに影響します。
2.1.1 磁束密度の側面
高効率モーターはコアの長さを長くする必要があり、透磁率の高い冷延珪素鋼板を選択する必要があります。このため、高効率モーターの磁束密度は小さくなり、通常のモーターの無負荷電力が普及します比較すると、高効率モータの無負荷電流は小さくなります。
2.1.2 エアギャップ長
モーターの小電力仕様の場合、浮遊損失によりモーターの実際の効率に重大な影響が生じます。このため、高効率モーターの設計プロセスでは、モーターのパラメーターが異なるため、エアギャップの長さを制御する必要があります。したがって、比較のための小出力モータによって生じるエアギャップであるため、無負荷電流の実際の役割を目標とするエアギャップ長は無視できます。
高出力モーターの場合、モーターの効率は追加の損失によって影響を受けるため、高効率モーターの設計ではエアギャップの長さを通常よりも大きく選択する必要があります。高出力モーターの場合、高効率モーターのエアギャップの長さが増加するため、高効率モーターの無負荷電流が増加し、通常のモーターに比べて出力が非常に低くなります。
2.1.3 総合分析
小出力モータの場合、磁束密度が小さくなるのは通常、空隙の長さが不十分なためです。そのため、高効率モータの実際の無負荷電流は、通常のモータに比べて小さくなります。 。
高出力モーターの場合、高効率モーターの磁束密度は大幅に変化しましたが、高効率モーターのエアギャップ長は増加しており、その結果、磁束密度がエアギャップ長に影響を及ぼし、無負荷電流が高くなります。モーターの効率が向上します。
2.2 負荷電流
モーターの出力軸動力の計算式は次のとおりです。
動作条件によって異なります。電圧、温度、出力、実際に動作するモータでは電圧と出力軸動力は定数であり、そのためKも定数となります。
同じ条件で高出力モータと一般モータの電流を比較すると、高効率モータの運転電流はモータの励磁電流とモータの効率の差で決まります。
高出力モーターと通常のモーターの効率の差を分析して比較すると、高効率モーターの値は非常に小さいため、同じ動作条件と通常のモーター電流値、高効率モーターの有効電流は非常に小さいですが、変化はありません。このため、実際の高効率モータの運転では、電流の変化は励磁電流の変化によって決まりますが、動作電流の変化のみとなります。
3 モーターの消費電力解析
モーターの消費電力は、モーターのシャフト出力と実際の損失の合計で構成されます。テストは同じベルトで行われ、両方とも無負荷で動作し、動作電圧は同じです。したがって、両方のモータの実際の動作条件は同じで、出力軸出力も同じです。上記の算出方法と組み合わせることで、一般的なモータの消費電力と高効率モータの消費電力を正確に算出することができる。
3.1 高効率モータと一般モータの消費電力比の理論計算は次のようになります。
モーターの出力軸動力の計算式は次のとおりです。
3.3 比較分析
上記の計算後、通常のモーターの消費電力と比較して、高効率モーターの消費電力は97.15%であり、最終的に測定された実際のデータは96.05%であることが分析できます。 2 セットのデータを分析すると、負荷時の高効率モーターの消費電力は現時点で最も小さいと結論付けることができますが、実際の測定にはまだ一定の誤差があり、誤差の理由は長期間使用した後のものです。通常のモーターは、時間の経過とともにモーターの損失が発生します。
結論
モーターの実際の消費電力の分析に応じて、2 つのモーターの設計パラメータの変更により、通常のモーターと高効率モーターに変化が生じると結論付けることができ、比較すると、次のことが分析できます。実際の動作電流とモーターの消費電力の比率は関係ありません。主なものはモーターの有効電流成分です。モーター電流を分析する場合、実際の動作電流は高効率モーターの方が通常のモーターより大きいことが多く、同じ動作条件では、高効率モーターの有効電流は通常のモーターの方が明らかに低くなります。高効率モーターに比べてモーター消費電力を大幅に低減します。
