Zatímco motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou, část své energie také ztrácí. Ztráty motoru lze obecně rozdělit do tří částí: proměnná ztráta, pevná ztráta a ztráta rozptylem.
1. Proměnné ztráty se mění se zatížením, včetně ztráty odporu statoru (ztráta mědi), ztráty odporu rotoru a ztráty odporu kartáče.
2. Pevné ztráty nemají nic společného se zátěží, včetně ztrát v jádře a mechanických ztrát. Ztráta železa se skládá ze ztráty hystereze a ztráty vířivými proudy, která je úměrná druhé mocnině napětí. Ztráta hystereze je také nepřímo úměrná frekvenci.
Dalšími rozptylovými ztrátami jsou mechanické ztráty a jiné ztráty, včetně ztrát třením ložisek a ztrát odporu větru způsobených rotací ventilátorů, rotorů atd.
Klasifikace ztráty motoru
Několik opatření ke snížení ztrát motoru
Ztráty statoru
Hlavní metody pro snížení ztráty I^2R statoru motoru jsou:
1. Zvětšete plochu průřezu statorové drážky. Při stejném vnějším průměru statoru zvětšení plochy průřezu statorové drážky sníží plochu magnetického obvodu a zvýší magnetickou hustotu zubů.
2. Zvyšte rychlost plnění štěrbiny statoru, což je účinnější u nízkonapěťových malých motorů. Použití optimálních rozměrů vinutí a izolace a velké plochy průřezu vodiče může zvýšit rychlost plnění štěrbiny statoru.
3. Minimalizujte délku konce statorového vinutí. Koncová ztráta vinutí statoru představuje 1/4 až 1/2 celkové ztráty vinutí. Zkrácení délky konce vinutí může zlepšit účinnost motoru. Experimenty ukazují, že délka konce se zkrátí o 20 % a ztráta se sníží o 10 %.
Ztráty rotoru
Ztráta I^2R rotoru motoru souvisí hlavně s proudem rotoru a odporem rotoru. Mezi odpovídající metody úspory energie patří zejména:
1. Snižte proud rotoru, což lze uvažovat ze dvou hledisek: zvýšení napětí a účiníku motoru.
2. Zvětšete plochu průřezu drážky rotoru.
3. Snižte odpor vinutí rotoru, například použitím silných drátů a materiálů s nízkým odporem. To je smysluplnější pro malé motory, protože malé motory mají obecně rotory z hliníku. Při použití rotoru z lité mědi lze celkovou ztrátu motoru snížit o 10 %. ~15 %, ale dnešní lité měděné rotory vyžadují vysoké výrobní teploty a tato technologie ještě nebyla popularizována a jejich náklady jsou o 15 % až 20 % vyšší než u rotorů z litého hliníku.
Ztráta jádra
Ztrátu železa motoru lze snížit pomocí následujících opatření:
1. Snižte magnetickou hustotu a zvyšte délku železného jádra, abyste snížili hustotu magnetického toku, ale množství železa použitého v motoru se zvýší.
2. Snižte tloušťku železných třísek, abyste snížili ztrátu indukovaného proudu. Například použití plechů z křemíkové oceli válcovaných za studena místo plechů z křemíkové oceli válcovaných za tepla může snížit tloušťku plechů z křemíkové oceli, ale tenké železné třísky zvýší počet železných třísek a výrobní náklady motoru.
3. Použijte za studena válcované křemíkové ocelové plechy s dobrou magnetickou permeabilitou pro snížení hysterezní ztráty.
4. Použijte vysoce výkonný izolační povlak na třísky železa.
5. Tepelné zpracování a technologie výroby. Zbytkové napětí po zpracování železného plechu vážně ovlivní ztrátu motoru. Při zpracování plechů z křemíkové oceli má větší vliv na ztrátu železného jádra směr řezání a smykové napětí při děrování. Řezání ve směru válcování plechu z křemíkové oceli a tepelné zpracování děrovaného plechu z křemíkové oceli může snížit náklady o 10 %~
Zbloudilé ztráty
Dnešní chápání rozptylových ztrát motoru je stále ve fázi výzkumu. Některé z hlavních metod, jak snížit ztráty způsobené touláním, jsou dnes:
1. Použijte tepelné zpracování a konečnou úpravu ke snížení zkratů na povrchu rotoru.
2. Vnitřní povrch štěrbiny rotoru je izolován.
3. Snižte harmonické zlepšením konstrukce vinutí statoru.
4. Vylepšete konstrukci štěrbiny rotoru a spolupráci pro snížení harmonických, zvětšete štěrbiny statoru a zubů rotoru, navrhněte tvar štěrbiny rotoru do šikmých drážek a použijte sériově zapojená sinusová vinutí, rozptýlená vinutí a vinutí na krátkou vzdálenost k výraznému snížení vysokého řádu harmonické; Použití magnetického štěrbinového bláta nebo magnetických štěrbinových klínů k nahrazení tradičních izolačních štěrbinových klínů a vyplnění štěrbin v jádru statoru motoru magnetickým štěrbinovým blátem je účinný způsob, jak snížit dodatečné ztráty rozptylem.
Ztráta tření větrem
Ztráta třením větrem představuje asi 25 % celkové ztráty motoru a měla by se jí věnovat náležitá pozornost. Ztráty třením jsou způsobeny hlavně ložisky a těsněními, které lze snížit následujícími opatřeními:
1. Co nejvíce minimalizujte velikost hřídele, ale musí splňovat požadavky na výstupní moment a dynamiku rotoru.
2. Používejte vysoce účinná ložiska.
3. Používejte účinné mazací systémy a maziva.
4. Přijměte pokročilou technologii těsnění.
