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    電機新聞資訊

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    高效節能電機采用材料和優化設計以實現更高的效率

    信息來源:www.partylinedc.com | 發布時間:2020年04月17日

    電機效率是一個關鍵的設計參數,節能電機設計的效率比以往任何時候都更為重要。湖北電機廠家帶大家了解一下:

     

    高效節能電機采用材料和優化設計,以實現更高的效率。例如,轉子中的鋁含量越高,定子中的槽填充系數越高,電阻損失越小。優化的轉子結構和轉子-定子氣隙減少雜散負載損失。改進的冷卻風扇設計使電機冷卻的風阻損失小,轉子和定子鐵芯采用更高質量和更薄的鋼疊片,可大大降低磁化損耗。最后,降低摩擦損失是由更高質量的軸承造成的。下圖為交流感應電動機解剖圖,說明了外殼、軸承部件。

     

     

    磁滯損耗和渦流損耗一起稱為磁芯損耗,總損耗的20%左右是由渦流和磁芯飽和引起的。疊片中產生的渦流相對于不斷變化的磁場移動,會導致顯著的功率損失。疊層定子磁芯可減少渦流損耗,并基于鐵的質量、電阻率、密度、厚度、頻率和磁通密度,渦流損耗可以通過更多的疊片來小化。


    磁滯損耗是磁路在磁通量不斷變化時產生的,電機中使用的大多數載荷材料是用于定子和轉子鐵心的鋼,通過減少疊片厚度,使磁通密度和磁芯損耗小化。通過退火選用更好等級的疊片用鋼以改變晶粒結構以便于磁化,可以降低磁滯損耗。通過增加含硅鋼的電阻率來減少渦流損耗,但硅含量增加了沖壓過程中的模具磨損,因為它增加了鋼的硬度。沖壓過程中損壞的鋼晶體嚴重降低了受影響體積的磁性質量。退火使疊片變平,并使沖壓過程中受損的晶體再結晶,從而將一個薄板厚度延伸到疊片中。

     


    使用浸浴工藝進行定子層壓

    浸漬定子加強定子繞組的電氣絕緣,防止化學品或惡劣環境影響,并增強散熱。熱固性塑料包括環氧樹脂、酚醛樹脂和聚酯用于浸漬定子,采用洗浴方法是將定子浸入樹脂中較長時間,以確保滲透和保護。另一種浸漬方法被稱為真空壓力,它使用一個先排空然后加壓的罐,以實現對定子的滲透。實現從電繞組中抽出氣穴,提高了繞組的熱導率。

     

    設計定子中的槽,以增加可插入銅的體積

     

    槽滿率一定程度會影響定子繞組使其質量低會導致總損耗的60%,因此為了減少總損耗,定子繞組的質量必須較大,從而降低電阻。與標準效率電機相比,高效電機含有超過20%的額外銅,定子的絕緣繞組被放置在鋼片的槽內。橫截面積必須足夠大,以滿足電機的額定功率。一般情況下,感應電動機采用開放式或半封閉式定子槽。在半封閉槽中,槽的開口比槽的寬度小得多,與開口槽相比,纏繞更困難,制造更耗時。在設計階段必須選擇定子槽的數量,因為該數量會影響重量、成本和運行特性。多槽的優點是減少漏抗,減少齒脈動損耗,提高過載能力,更多定子槽的缺點是成本增加、重量增加、磁化電流增加、鐵損耗增加、冷卻不良、溫升增加和效率降低。

     

    轉子壓鑄采用純鋁

    定制設計的轉子可以提高起動轉矩,降低導體電阻,提高效率。大多數感應電動機轉子都采用鼠籠式設計。它們堅固耐用,結構簡單,價格較低,但它們的啟動扭矩較低。銅轉子提高了效率,但制造起來既困難又昂貴。


    轉子和定子之間的氣隙達到

    氣隙是標準徑向電機中電機轉子和定子之間的徑向距離。為了提高設計效率,需要保持氣隙。氣隙尺寸涉及定子、轉子、電機外殼和軸承的設計。所有這些都會影響定子和轉子軸的準確對準。

     

    漆包線

    磁鐵或漆包線是一種電解精煉的銅或鋁線,已完全退火并涂有一層或多層絕緣層。例如,使用總共有12層絕緣層的電線。典型的絕緣膜,隨著溫度范圍的增加,有聚乙烯、聚氨酯、聚酯和聚酰亞胺,高溫度可達250°C。較厚的矩形或方形磁鐵線用高溫聚酰亞胺或玻璃纖維膠帶包裹,使用更多的銅,更大的導體棒和導體增加了定子和轉子繞組的橫截面積。這降低了繞組的電阻,并減少了電流造成的損耗,高效電動機的定子繞組中的銅通常會多出20%。


    總結

    電機由很多的零部件構成,每個零部所提供不同的結構和功能屬性不同,導致在電機系統的功能不同,每個零部件提供功能優劣最終影響電機輸入性能。通過優化馬達各個部件的性能,最終使電機的性能達到優。

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