The industrial electric motor market is growing at a fast pace and is expected to reach a value of $150 billion by 2020.
In order to stay competitive in this industry, it is important to optimize high-efficiency motor design and manufacturing.
In this blog post, we will discuss the latest industrial electric motor production trends and how to optimize high-efficiency motors for your business.
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Dongchun motor propose une large gamme de moteurs électriques utilisés dans diverses industries telles que les transports, les infrastructures et la construction.
In recent years, with the development of power electronics, computer technology and control theory, the global market of industrial electric motors has grown greatly.
With the emergence of rare earth permanent magnet materials and magnetic composites, various new, high-efficiency and special motors have appeared one after another.
Alors que la communauté internationale attache une importance croissante à la conservation de l'énergie, à la protection de l'environnement et au développement durable, la production de moteurs à haut rendement est devenue la direction du développement des moteurs industriels mondiaux.
Dans le contexte de la réduction de la consommation d'énergie mondiale, des politiques à haut rendement et d'économie d'énergie ont été introduites pour promouvoir davantage le développement accéléré de l'industrie mondiale de la fabrication de moteurs industriels.
Transformation of the motor industry towards intelligence and energy saving
À l'heure actuelle, la technologie des moteurs électriques basse tension ordinaires est relativement mature, mais il existe encore plus de seuils techniques dans les domaines des moteurs électriques haute tension haute puissance, des moteurs électriques pour des applications environnementales spéciales et des moteurs électriques à très haut rendement.
La tendance globale de développement du marché automobile mondial se manifeste principalement dans les points suivants :
l'industrie évolue vers l'intelligence et l'intégration.
La fabrication traditionnelle de moteurs a réalisé la fertilisation croisée de la technologie électronique avancée et de la technologie de contrôle intelligent.
L'avenir de l'utilisation industrielle des systèmes de moteur de petite et moyenne taille, le développement continu, l'optimisation de la technologie de contrôle intelligente, pour réaliser le contrôle du système moteur, la détection, l'entraînement et d'autres fonctions de conception et de fabrication intégrées, est la tendance de développement de l'électricité industrie automobile.
Electric motor manufacturing to differentiation, specialization, high efficiency, energy saving direction
Les produits de moteurs électriques sont largement utilisés dans divers domaines tels que l'énergie, les transports, le pétrole, l'industrie chimique, la métallurgie, l'exploitation minière et la construction.
With the deepening of the global economy and the continuous improvement of the level of science and technology, the situation that the same type of motor is used for different nature and different occasions at the same time in the past is being broken, and the electric motor products are gradually developing in the direction of professionalism, differentiation and specialization.
Ces dernières années, la politique mondiale de protection de l'environnement a mis en évidence une orientation politique claire pour améliorer l'efficacité des moteurs électriques et de leurs systèmes de contrôle. Par conséquent, l'industrie des moteurs électriques doit accélérer la transformation économe en énergie des équipements de production existants, promouvoir un processus de production écologique à haut rendement, développer une nouvelle génération de moteurs électriques à économie d'énergie, de systèmes de moteurs électriques et de produits de contrôle, tester les équipements, améliorer la technique système standard de moteurs et de systèmes électriques, et s'efforcer d'améliorer la compétitivité de base des produits de moteurs et de systèmes électriques.
Optimized design and material selection of energy-efficient electric motors
Les moteurs électriques économes en énergie utilisent des matériaux de haute qualité et une conception optimisée pour atteindre un rendement plus élevé.
For example, the higher the aluminum content in the rotor, the higher the slot filling factor in the stator, and the lower the resistance losses.
Optimized rotor structure and rotor-stator air gap reduce stray load losses.
Improved cooling fan design minimizes wind resistance losses for electric motor cooling, and higher quality and thinner steel stacks are used for rotor and stator cores to greatly reduce magnetization losses.
Optimize the size of the stator and rotor laminations and the quality of the steel used in them
Hysteresis losses and eddy current losses together are called core losses, and about 20% of the total losses are caused by eddy current and core saturation.
The eddy currents generated in the laminations move relative to the changing magnetic field, resulting in significant power losses.
Stacked stator cores reduce eddy current losses and based on iron mass, resistivity, density, thickness, frequency and flux density, eddy current losses can be minimized with more stacks.
Hysteresis losses are generated in the magnetic circuit when the flux is constantly changing.
Most of the load materials used in electric motors are steels used in the stator and rotor cores, and flux density and core losses are minimized by reducing the laminations thickness.
Hysteresis losses can be reduced by annealing a better grade of steel for the laminations to change the grain structure for easier magnetization.
Les pertes par courants de Foucault sont réduites en augmentant la résistivité de l'acier contenant du silicium, mais la teneur en silicium augmente l'usure de la matrice pendant l'emboutissage car elle augmente la dureté de l'acier.
Les cristaux d'acier endommagés lors de l'emboutissage réduisent considérablement la qualité magnétique du volume affecté.
Le recuit aplatit l'empilement et recristallise les cristaux endommagés pendant le processus d'emboutissage, étendant ainsi une fine épaisseur de feuille dans l'empilement.
Stator lamination using dipping bath process
L'imprégnation du stator renforce l'isolation électrique de l'enroulement du stator contre les produits chimiques ou les influences environnementales difficiles et améliore la dissipation thermique.
Des plastiques thermodurcissables comprenant des résines époxy, des résines phénoliques et des polyesters sont utilisés pour imprégner le stator.
Immersion is the immersion of the stator into the resin for a longer period of time to ensure optimal penetration and protection.
Another method of impregnation is known as vacuum pressure, which uses a tank that is first evacuated and then pressurized to achieve penetration of the stator.
Achieving the extraction of air pockets from the electrical windings improves the thermal conductivity of the windings.
Optimize the design of the stator tank to maximize the volume of insertable copper
The slot fill rate affects the stator winding mass to some extent.
A low slot fill rate leads to 60% of the total losses, so in order to reduce the total losses, the stator winding mass must be larger, thus reducing the resistance.
Compared to standard efficiency motors, high efficiency electric motors contain more than 20% extra copper and the insulated windings of the stator are placed in slots in the steel sheet.
The cross-sectional area must be large enough to meet the rated power of the electric motor. Generally, induction motors use open or semi-enclosed stator slots.
In a semi-enclosed slot, the slot opening is much smaller than the slot width, making winding more difficult and time-consuming to manufacture than in an open slot.
The number of stator slots must be selected during the design phase, as that number affects weight, cost and operating characteristics.
The advantages of electric more slots are reduced leakage resistance, reduced tooth pulsation losses and improved overload capacity. The disadvantages of electric more stator slots are increased cost, increased weight, increased magnetization current, increased iron losses, poor cooling, increased temperature rise and reduced efficiency.
Rotor die casting using high quality pure aluminum
A custom designed rotor maximizes starting torque, reduces conductor resistance and increases efficiency.
Most induction motor rotors are of squirrel cage design. They are robust, simple and less expensive, but they have a lower starting torque.
Copper rotors improve efficiency, but are both difficult and expensive to manufacture.
Optimal air gap between rotor and stator
The air gap is the radial distance between the rotor and stator of a motor in a standard radial electric motor.
In order to improve the efficiency of the design, the optimum air gap needs to be maintained.
Air gap dimensions relate to the design of the stator, rotor, electric motor housing and bearings.
All of these affect the precise alignment of the stator and rotor shafts.
Use of high performance electromagnetic enameled wire
Magnet or enameled wire is an electrolytically refined copper or aluminum wire that has been fully annealed and coated with one or more layers of insulation.
For example, wires with a total of 12 layers of insulation are used. Typical insulation films, which increase with temperature range, are polyethylene, polyurethane, polyester and polyimide up to 250°C.
Un fil magnétique rectangulaire ou carré plus épais est enveloppé d'un ruban de polyimide ou de fibre de verre à haute température, utilisant plus de cuivre, et des barres conductrices et des conducteurs plus grands augmentent la section transversale des enroulements du stator et du rotor, ce qui réduit la résistance de l'enroulement et diminue les pertes dues au courant, et les enroulements de stator de moteur électrique à haut rendement contiennent généralement 20 % de cuivre en plus.
Le moteur électrique se compose de nombreuses pièces, chaque pièce offre des propriétés structurelles et fonctionnelles différentes, ce qui entraîne différentes fonctions dans le système moteur, et chaque pièce offre des avantages et des inconvénients fonctionnels qui affectent finalement les performances d'entrée du moteur.
En optimisant les performances de chaque composant du moteur électrique, les performances du moteur électrique sont finalement optimisées.
Conclusion
At present, the electric motor manufacturing industry is gradually changing from "big and complete" to "specialization and intensification" to cope with the globalized market competition.
À l'avenir, poussés par la politique de protection de l'environnement à faible émission de carbone, les moteurs industriels seront pleinement développés vers l'économie d'énergie verte.
Le moteur Dongchun est un fabricant de moteurs électriques en Chine, qui se concentre sur les moteurs à haut rendement.
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