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基于高級系統設計和部件選擇的高效電機

編輯:電機生產廠家  來源:西安西瑪電機  發布時間:2022-08-28 11:26:42
摘要:能效高的西瑪電機使用高品質的原材料和優化的設計來提高效率。例如,轉子的鋁含量越高,定子槽的填充率越高,電阻損失越低。優化的轉子結構和轉子和定子的氣隙可減少寄生壓降。改進后的冷卻風扇設計,將電機冷卻的風損失降到最小,轉子和定子的核心采用了大幅減少磁化損失的高質量薄鋼板。
基于高級系統設計和部件選擇的高效電機

電機效率是一個重要的設計參數,西安西瑪電機設計效率比以往任何時候都重要。

能效高的西瑪電機使用高品質的原材料和優化的設計來提高效率。例如,轉子的鋁含量越高,定子槽的填充率越高,電阻損失越低。優化的轉子結構和轉子和定子的氣隙可減少寄生壓降。改進后的冷卻風扇設計,將電機冷卻的風損失降到最小,轉子和定子的核心采用了大幅減少磁化損失的高質量薄鋼板。最后,降低摩擦損失是由高質量軸承引起的。下圖是交流感應電機的解剖圖,顯示了外殼和軸承組件。

基于高級系統設計和部件選擇的高效電機。

優化轉子/定子疊片的尺寸及其所用鋼材的質量


磁滯損耗和渦流損耗被稱為鐵損,總損耗的約20%是由于渦流和鐵心的飽和。層壓產生的渦流相對于變化的磁場移動,會引起大幅度的功率損失。層疊定子鐵心降低渦流損失,根據鐵的質量、電阻率、密度、厚度、頻率及磁通密度,渦流損失。傅科可以通過更多的層化將其抑制到最小限度。

磁滯損耗由磁路在磁通量不斷變化時產生。機電使用的大多數載體材料都是定子鐵心和轉子鐵心用鋼。通過減少層合厚度,可將磁通密度和磁芯損耗抑制到最小限度。磁滯損耗可以通過退火更高等級的軋制鋼來改變磁化的晶粒結構來減少。渦流損失通過提高含硅鋼的電阻率而減少,而硅含量則會提高鋼的硬度,從而增加沖壓過程中模具的磨損。沖壓過程中受損的鋼晶體會顯著降低受影響體積的磁性質量。退火使層壓材料平整,并在沖壓過程中重新結晶損壞的晶體,從而將片材厚度擴展到層壓材料。

使用浸漬槽工藝的定子連接


浸漬定子加強定子繞組的電氣絕緣,保護其不受化學物質和嚴酷環境的影響,改善散熱。西瑪電機使用環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯等熱固性樹脂浸漬定子。浴法將定子長時間浸泡在樹脂中,提供最佳的滲透和保護。被稱為真空壓的浸漬的另一種方法是將儲存器排氣后加壓,實現對定子的滲透。最后,從電繞組中去除氣穴,提高繞組的熱導率。

設計定子槽,使可插入的銅量最大


由于槽的全速率會在一定程度上影響定子繞組,其質量低會導致總損耗的60%,因此要減少總損耗,定子繞組的質量需要提高,從而降低電阻。高效率電機含有比標準效率電機多20%以上的銅,絕緣的定子繞組配置在鋼板插槽中。橫截面積必須足夠大,以滿足電機的額定功率。通常,感應電機使用開放或半封閉定子槽。在半封閉凹槽中,由于凹槽的開口比凹槽的寬度小得多,所以與開放凹槽相比,纏繞起來更困難,制造起來更耗時。定子插槽的數量會影響重量、成本和工作特性,因此必須在設計階段進行選擇。多個插槽的優點是降低了漏抗、降低了齒的脈動損耗和提高了u過載能力,而增加定子插槽的缺點是成本的增加、重量的增加、磁化電流的增加、鐵損的增加、冷卻不良、溫度上升的增加以及效率的降低。

轉子壓鑄是高品質純鋁制


定制設計的轉子最大化啟動扭矩,減少驅動器阻力,提高效率。大多數感應電機的轉子都是籠型的。它們堅固,結構簡單,價格便宜,但啟動扭矩低。銅制轉子可以提高效率,但制造困難,費用昂貴。

轉子和定子之間的最佳氣隙

氣隙是標準徑向電機轉子與西瑪電機定子之間的徑向距離。為了提高設計效率,必須保持最佳的氣隙。氣隙尺寸與定子、轉子、電機外殼和軸承的設計有關。所有這些都會影響定子與轉子軸的精確對準。

繞線采用漆包線


磁絲或漆包線是一種電精煉的銅或鋁絲,完全退火,覆蓋有一層或多層絕緣層。例如,使用共有12層絕緣層的導線。溫度范圍增加的典型絕緣膜是高達250℃的聚乙烯、聚氨酯、聚酯和聚酰亞胺。較粗的矩形或正方形磁導線由高溫聚酰亞胺或玻璃纖維帶包裹,使用更多的銅,更大的導體條和導體,增加定子和轉子繞組的橫截面積。這會減少繞組電阻,減少電流流動損失。另外,在高效率電機中,定子繞組的銅通常會增加20%。

小結

西瑪電機由許多部件組成,每個部件提供不同的結構和功能特性,電機系統功能不同。各部件提供的功能的優缺點最終會影響電機輸入的性能。通過優化每個電機組件的性能,最終優化電機性能。

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關鍵詞:系統設計,部件選擇,高效電機
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