전기 모터의 효율을 향상시키는 방법은 무엇입니까?

Who "stole" the electric motor efficiency? 1% efficiency improvement means a lot!

오늘은 이 주제에 대해 이야기해 보겠습니다.

고효율 모터는 에너지 절약 및 배출 감소 정책과 직접 관련이 있으며 전기 모터에 입찰하는 많은 국가 핵심 프로젝트 및 지방 프로젝트는 IE3 에너지 효율 평가 요구 사항을 충족해야 합니다. 특히 수출을 통해 유럽 국가에 진입하는 전기 모터의 경우 이러한 요구 사항은 거의 최소 임계값.

그러나 전동기 제조사가 효율을 높이는 것은 너무 어렵고, 손실 판정, 전동기 효율에 영향을 미치는 핵심 요인 판정, 손실 원인 및 정량적 분석 등 해결해야 할 병목 기술이 많다. .

다음은 손실증가 원인을 하나하나 분석하여 손실증가 원인을 분석한 것이다.

전기 모터의 큰 고정자 구리 손실

● 고정자 권선 저항이 크다.

(1) 와이어 저항이 크거나 와이어 직경이 작거나 와이어 직경이 고르지 않거나 병렬 권선 루트 수가 적습니다.

(2) 배선 오류 또는 용접 불량.

(3) 실제 회전 수는 설계 값보다 큽니다.

● 높은 고정자 전류.

(1) 기타 손실이 크다.

(2) 고정자 권선의 비대칭은 3상을 불균형하게 만듭니다.

(3) 고정자와 회전자의 심각한 불균일 공극.

(4) 이 때 저항은 권선 수가 정상 값보다 적기 때문에 정상 값보다 작습니다.

(5) 권선 배선이 잘못되었습니다.

큰 회전자 구리 손실

● 로터 권선(또는 가이드 바) 저항이 큽니다.

(1) 알루미늄(구리)의 저항이 크다.

(2) 공기 구멍이나 불순물이 있는 공기 내부에 알루미늄 로터 가이드 바 또는 엔드 링을 주조하거나 주조 결함으로 인해 얇은 바에 국부적인 문제가 발생합니다.

(3) 고정자 슬롯이 깔끔하지 않고(슬롯 톱니 모양으로 나타남) 잘못된 조각, 반 조각이 있어 회전자 슬롯의 유효 영역이 충분하지 않습니다.

(4) 느슨한 알루미늄 조직으로 이어지는 주조 매개변수의 부적절한 선택으로 인해 직접 저항 증가로 이어집니다.

(5) 합금 알루미늄을 사용하는 일반 알루미늄 로터와 같은 재료가 요구 사항을 충족하지 않습니다.

(6) 잘못된 로터 사용 등

● 높은 회전자 전류.

(1) 잘못된 로터 사용.

(2) 일반 알루미늄을 사용하는 합금 알루미늄 로터와 같이 알루미늄을 주조할 때 잘못된 알루미늄을 사용합니다.

(3) 회전자 코어가 단단하게 쌓이지 않아 조각 사이에 알루미늄이 많이 끼어 회전자 횡전류가 과도하게 발생합니다.

큰 표유 손실

● 고정자 권선 유형 또는 피치를 잘못 선택했습니다.

● 고정자와 회전자 슬롯 맞춤을 잘못 선택했습니다.

● 에어 갭이 너무 작거나 심하게 고르지 않습니다.

● 로터 가이드와 코어 사이의 심각한 단락.

고정자 권선 끝이 너무 깁니다.

큰 철 손실

규소 강판의 품질이 좋지 않거나 재료를 잘못 사용하거나,

예를 들어, 600 재료는 등급이 감소된 800으로 잘못 사용됩니다.

문제는 철심 외주 전동기 공장에 특별한주의를 기울여야합니다.

● 고정자 코어 조각 사이의 절연 불량.

(1) 절연 처리가 없거나 처리 효과가 좋지 않습니다.

(2) 코어가 쌓일 때 압력이 너무 높아 시트 간 절연이 손상됩니다.

(3) 고정자 보어를 돌리거나 코어를 수리 및 정리할 때 코어 피스와 피스 사이의 단락(문제는 대부분의 코어 제조 공장에 존재합니다).

● 심재수 부족, 철 중량부족.

(1) 코드 조각 수가 부족합니다(누락된 조각).

(2) 적층압력이 작고 다져지지 않아 직접 철 중량이 부족하다.

(3) 펀칭 시트에 큰 버가 있고 철 길이가 일직선일 때 철 중량을 보장할 수 없습니다.

(4) 도장이 너무 두꺼워 규소 강판의 직접적인 품질 문제입니다.

● 자기 회로가 너무 포화되어 이 때 무부하 전류 대 전압 곡선이 더 심각하게 구부러집니다.

● 무부하 표유손실이 큰데, 이는 시험 시 철손에 포함되어 철손이 더 크게 나타나기 때문입니다.

● 화기나 전기가열로 권선을 제거하면 심선이 과열되어 자기전도도가 저하되고 피스간 절연이 손상됩니다.

이 문제는 주로 권선 고장 후 화재로 권선이 제거될 때 발생합니다.

일부 유도 전동기 제조업체는 잿물에 담가 권선을 제거하는 방법을 모색했습니다.

높은 기계적 손실

● 베어링 또는 베어링 조립 품질이 좋지 않습니다. 이 때 베어링은 심하게 가열되거나 회전 시 유연하지 않습니다.

● 잘못된 외부 팬(예: 4극 팬을 사용하는 2극 모터) 또는 잘못된 팬 블레이드 각도; 종래의 설계에 따르면 2P 모터의 팬은 상대적으로 작고, 팬 방식을 조정하여 손실을 줄이는 방법은 매우 효과적이지만 전제는 스마트 모터의 온도 상승 성능을 보장하는 것입니다.

● 하우징과 2개의 끝단 캡 베어링 챔버가 같은 축에 있지 않습니다.

● 베어링 챔버 직경이 작아서 베어링의 외부 링이 압력에 의해 변형되고 베어링 마찰 손실이 증가합니다. 상황은 동시에 베어링 과열 실패로 이어질 수도 있습니다.

● 베어링 챔버에 그리스가 너무 많거나 품질이 좋지 않습니다.

문제는 고전압 모터에서 명백합니다. 테스트가 있었고 베어링 커버 온도의 최고점은 최저점보다 10K 높습니다. 확인을 열면 그리스의 위치가 더 많이 축적됩니다.

● 스테이터와 로터가 서로 마찰하는 것을 스위핑이라고 합니다.

고정자와 회 전자가 서로 마찰하면 전기 모터가 회전하지 않는 직접적인 원인이 아니라 전기 모터 손실이 분명히 증가합니다.

● 회전자 축 크기가 부정확하여 양쪽 끝에서 상사점이 발생하고 회전이 유연하지 않게 됩니다.

● 오일 씰이나 워터 덤핑 링과 같은 부품이 제대로 설치되지 않았거나 변형되어 마찰 저항이 큽니다.

팬이 전기 모터의 관련 부품과 마찰되어 회전이 잘 되지 않습니다.

전기 모터의 효율은 주로 영구 자석 동기 모터 효율과 같은 설계 선택이 결정된 경우 AC 비동기 에너지 효율 모터보다 높으며 고효율 작업이 필요하며 기계 및 전기 서보 제어를 선택해야 합니다. 시스템은 가변 주파수 속도 시스템보다 물론 비용이 더 많이 들기 때문에 최대 효율은 비용과 밀접한 관련이 있습니다.

전기 모터의 효율을 향상시키기 위해서는 전기 모터의 손실을 줄이는 것이 핵심이며, 전기 모터의 손실은 기계적 손실과 전자기적 손실로 나뉩니다.

예를 들어, AC 비동기 전기 모터의 경우 고정자와 회전자 권선을 통과하는 전류는 구리 손실과 도체 손실을 생성합니다.

철의 자기장은 맴돌이 전류를 발생시켜 히스테리시스 손실을 가져옵니다.

브레스 자기장 높은 고조파는 부하, 베어링 및 팬 회전에서 표유 손실을 생성하며 프로세스에서 마모 손실이 발생합니다.

로터 손실을 줄이기 위해 로터 권선의 저항을 줄일 수 있습니다.

와이어의 더 두껍고 낮은 저항률을 사용하거나 로터의 슬롯 단면적을 늘리면 재료는 물론 매우 중요합니다. 구리 로터를 생산하는 조건이 있으며 손실은 약 15% 감소합니다.

현재 비동기 모터는 기본적으로 알루미늄 로터이므로 효율이 그리 높지 않습니다.

동일한 고정자는 동일한 구리 손실을 가지며 고정자 슬롯 서브를 증가시킬 수 있고 고정자 슬롯의 전체 슬롯 속도를 증가시킬 수 있으며 고정자 권선 끝 길이를 단축할 수도 있습니다.

영구 자석을 사용하여 고정자 권선을 교체하면 물론 전류가 흐르지 않아 효율이 분명히 향상될 수 있습니다.

이것이 동기식 모터가 비동기식 모터보다 더 효율적인 근본적인 이유이기도 합니다.

모터의 철 손실, 양질의 실리콘 강판을 사용하거나 히스테리시스 손실을 줄이거나 코어 길이를 늘리고 자속 밀도를 줄일 수 있으며 열처리 공정 외에도 절연 코팅을 증가시킬 수 있습니다. 또한 매우 비판적입니다.

전기 모터의 환기 성능이 더 중요하고 온도가 높으며 물론 손실이 매우 클 것입니다. 해당 냉각 구조 또는 추가 냉각 방법을 사용하여 마찰 손실을 줄일 수 있습니다.

권선과 코어에서 표유 손실을 발생시키는 고조파는 고정자 권선을 개선하여 고조파 발생을 줄일 수 있으며, 회전자 슬롯 표면의 절연 처리와 자기 슬롯 머드의 사용을 통해 자기 슬롯 효과도 줄일 수 있습니다.

확장된 읽기: 고에너지 효율 모터를 정의하는 방법은 무엇입니까?

일반 모터: 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 장치이며, 전기 모터가 흡수하는 전기 에너지의 70%-95%는 종종 에너지 효율적인 모터라고 하는 기계 에너지로 변환됩니다. 모터의 기술 지표에서 나머지 30%-5%는 열과 기계적 손실로 인해 모터 자체에서 소비하므로 이 부분의 전기 에너지가 낭비됩니다.

고효율 모터:

The motor with higher utilization of electric energy is called high-efficiency motor, referred to as "high-efficiency motor".

일반 전동기의 경우 효율을 1%포인트 높이는 것이 쉽지 않고, 소재도 많이 늘어나게 되며, 전동기 효율이 일정 수치에 이르면 아무리 소재를 늘려도 개선할 수 없다.

현재 시장에 나와 있는 대부분의 고효율 전기 모터는 3상 비동기 모터의 최신 제품입니다. 즉, 기본 작동 원리는 변경되지 않았습니다.

높은 최대 효율 모터는 주로 다음과 같은 방법으로 모터의 효율을 향상시킵니다.

1, 철심의 외경을 늘리고, 철심의 길이를 늘리고, 고정자 슬롯의 크기를 늘리고, 구리선의 무게를 늘려 다음과 같은 효율성을 달성하십시오. Y2-8024 모터는 외경을 Φ120에서 Φ130으로, 일부 외국에서는 Φ145로 늘리고, 길이를 70에서 90으로 늘립니다. 전동기 한 대당 철 3Kg과 구리선 0.9Kg이 사용됩니다.

2、자기 전도성이 좋은 실리콘 강판을 사용하여 과거에는 철 손실이 높은 열간 압연 강판을 사용했지만 지금은 DW470 또는 더 낮은 DW270과 같이 손실이 적은 고품질 냉간 압연 강판을 사용합니다.

3, 가공 정확도를 높이고 기계적 손실을 줄입니다. 고효율 베어링을 사용하여 팬 손실을 줄이기 위해 작은 팬을 교체하십시오.

4, 전기 모터의 전기 성능 매개 변수는 슬롯 모양 및 기타 최적화 매개 변수를 변경하여 설계를 최적화합니다.

5, 주조 구리 로터 사용 (복잡한 공정, 고비용).

따라서 진정한 고효율 모터를 만들기 위해서는 전기를 기계 에너지로 최대한 변환하기 위해 설계, 원자재, 가공 비용이 훨씬 더 많이 듭니다.

고효율 모터의 에너지 절약 대책

모터의 에너지 절약은 모터 설계, 제조에서 모터 선택, 작동, 규제, 유지 보수 및 폐기에 이르기까지 모터의 전체 수명 주기를 포함하는 시스템 엔지니어링이며, 에너지 절약 조치의 효과는 모터의 전체 수명 주기에서 고려해야 합니다. 이와 관련하여 국내외에서는 주로 다음과 같은 측면에서 효율성 향상을 고려하고 있다.

에너지 절약 모터 설계는 최적화 설계 기술, 신소재 기술, 제어 기술, 통합 기술 및 테스트 및 검사 기술과 같은 현대 설계 방법을 사용하여 모터의 전력 손실을 줄이고 모터의 효율을 향상시키는 것을 말합니다. 고효율 모터를 설계합니다.

전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 동안 모터 자체도 일부 에너지를 잃습니다.

일반적인 AC 모터 손실은 일반적으로 고정 손실, 가변 손실 및 표유 손실의 세 부분으로 나눌 수 있습니다. 고정자 저항 손실(구리 손실), 회전자 저항 손실 및 브러시 저항 손실을 포함하여 부하에 따라 가변 손실이 변경됩니다. 고정 손실은 코어 손실 및 기계적 손실을 포함하여 부하와 관련이 없습니다.

철손은 히스테리시스 손실과 와전류 손실로 구성되며 전압의 제곱에 비례하며 히스테리시스 손실도 주파수에 반비례합니다.

기타 표류 손실은 베어링 마찰 손실과 팬, 로터 및 회전으로 인한 기타 바람 저항 손실을 포함한 기계적 손실 및 기타 손실입니다.