今天我们来谈谈电动机转速和电动机效率之间的关系。
效率高的电机一定转速就快吗?
电机效率是电机产品的重要性能指标。
特别是在国家电气节能减排政策的引导下,节能电机已逐渐被客户所接受。
大量感应电机的能效限制已经约束和标准化了电机制造商,以保证电机的效率。
第三方产品能效认证活动,为标准化制造商的产品水平保证能力提供支持证据。
对于不同极数的电动机,其效率指标的考核也不同,高速电动机的效率指标高于低速电动机。
下图给出了GB/T32891.1中部分功率段不同极数相同功率电机效率指标的限值。
除2极电机外,4、6、8极同步电机的转速越低,效率也越低。
在相同功率条件下,转速和扭矩呈负相关,即转速越高,扭矩越小。
从上表中的数据我们可以看出,2P感应电机的电机效率低于4P感应电机。
这与2P电机定子绕组端部尺寸较大有直接关系。
2P感应电机的绕组跨度较大,而镶嵌工艺注定了绕组端部较长,自然增加了电机的铜损。
如果您了解绕组端部的功能和作用,我们就会知道,理论上,端部尺寸越小,电机的峰值效率水平就越高。
然而,对于相同扭矩的感应电机,速度越高,效率质量越高。
这是高速异步电机材料利用率高以及材料中消耗的热损失趋于减少的必然结果。
调节率是异步电机特有的一个重要参数
它也是其最佳效率的晴雨表。
将高效电机与普通电机的转速进行比较,我们可以看出,高效电机的转速比普通电机的转速更高,或者说调节率更小。
由于电机的调节率与转子绕组电阻密切相关,电阻、调节率大,转子电阻损耗也大,导致效率值低。低调节和高效率等级的典型例子是在超高效电机中用铸铜转子取代铸铝转子的专利技术。
当谈到第一台工业电机的速度时,我们自然会想到铜线电机在不同频率状态下的效率如何。
以更常见的 50Hz 和 60Hz 电机为例,在相同的电功率和扭矩下,电机的效率实际上如何随频率变化?
在中小型异步电机中,绕组损耗是主要问题。
当扭矩保持恒定时,流过绕组的电流不会因电源频率(从50 Hz到60 Hz)的增加而发生明显变化。
虽然风扰动和铁耗随着频率的增加而增加,但在4极及以上的电机中,风扰动和铁耗所占的比例较小,远小于功率的增加,效率值增加的总趋势是恒定的。
当频率增加到一定程度时,铁损急剧增加,风湍流也明显增加,电机负载效率将呈现随频率增加而降低的趋势。
效率指标与电机运行的经济性有关。
为了改善人类的生存环境,世界各地都对其应用的电机效率施加了最低能效限制。
我国针对高效和超超高效电机的应用出台了多项激励措施,以提高系统能效。
高功率密度、宽调速范围的变速永磁电机在新能源汽车上的应用,一方面可以得到国家政策的补贴,更重要的是出于能源效率或者续航里程硬目标的考虑。
随着高效电机应用的推广和深入,单纯提高异步电机性能远远不能解决提高设备运行效率的要求。
将电机融入配套设备进行一体化设计和控制已成为必然趋势。
更新淘汰高耗能工业电机及设备,科学合理匹配电力系统。
应用低速直驱技术,简化减速机构及相应系列辅助设施,显着提高系统运行效率;大力推广变频调速电机。
充分利用软启动、无功补偿、智能功率配置等技术措施,不断提高节能增效的水平和效果。
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