Zatiaľ čo motor premieňa elektrickú energiu na mechanickú energiu, zároveň stráca časť svojej energie. Straty motora možno vo všeobecnosti rozdeliť do troch častí: premenlivá strata, pevná strata a strata z rozptylu.
1. Variabilné straty sa menia so záťažou, vrátane straty odporu statora (strata medi), straty odporu rotora a straty odporu kefy.
2. Pevné straty nemajú nič spoločné so záťažou, vrátane strát v jadre a mechanických strát. Strata železa sa skladá zo straty hysterézy a straty vírivým prúdom, ktorá je úmerná druhej mocnine napätia. Strata hysterézy je tiež nepriamo úmerná frekvencii.
Ďalšími rozptylovými stratami sú mechanické straty a iné straty, vrátane strát trením ložísk a strát odolnosti proti vetru spôsobené rotáciou ventilátorov, rotorov atď.
Klasifikácia straty motora
Niekoľko opatrení na zníženie strát motora
Straty statora
Hlavné metódy na zníženie straty I^2R statora motora sú:
1. Zväčšite plochu prierezu štrbiny statora. Pri rovnakom vonkajšom priemere statora zväčšenie plochy prierezu statorovej štrbiny zníži plochu magnetického obvodu a zvýši magnetickú hustotu zubov.
2. Zvýšte rýchlosť plnenia štrbiny statora, čo je efektívnejšie pre nízkonapäťové malé motory. Použitie optimálnych rozmerov vinutia a izolácie a veľkého prierezu vodiča môže zvýšiť rýchlosť plnenia štrbiny statora.
3. Minimalizujte dĺžku konca vinutia statora. Strata na konci vinutia statora predstavuje 1/4 až 1/2 celkovej straty vinutia. Zníženie dĺžky konca vinutia môže zlepšiť účinnosť motora. Experimenty ukazujú, že dĺžka konca je znížená o 20% a strata je znížená o 10%.
Straty rotora
Strata I^2R rotora motora súvisí hlavne s prúdom rotora a odporom rotora. Zodpovedajúce metódy šetrenia energie zahŕňajú najmä:
1. Znížte prúd rotora, čo možno zvážiť z dvoch hľadísk: zvýšenie napätia a účinníka motora.
2. Zväčšite plochu prierezu štrbiny rotora.
3. Znížte odpor vinutia rotora, napríklad použitím hrubých drôtov a materiálov s nízkym odporom. To je zmysluplnejšie pre malé motory, pretože malé motory majú vo všeobecnosti rotory z hliníka. Ak sa použije medený rotor, celková strata motora sa môže znížiť o 10 %. ~15%, ale dnešné rotory z liateho medi vyžadujú vysoké výrobné teploty a technológia ešte nebola populárna a ich náklady sú o 15% až 20% vyššie ako náklady na rotory z hliníka.
Strata jadra
Stratu železa v motore možno znížiť nasledujúcimi opatreniami:
1. Znížte magnetickú hustotu a zväčšite dĺžku železného jadra, aby ste znížili hustotu magnetického toku, ale množstvo železa použitého v motore sa zvýši.
2. Znížte hrúbku železných triesok, aby ste znížili stratu indukovaného prúdu. Napríklad použitie plechov z kremíkovej ocele valcovaných za studena namiesto plechov z kremíkovej ocele valcovaných za tepla môže znížiť hrúbku plechov z kremíkovej ocele, ale tenké železné triesky zvýšia počet železných triesok a výrobné náklady motora.
3. Na zníženie hysteréznych strát používajte plechy z kremíkovej ocele valcované za studena s dobrou magnetickou permeabilitou.
4. Používajte vysokovýkonný izolačný povlak na železné triesky.
5. Tepelné spracovanie a technológia výroby. Zvyškové napätie po spracovaní železného plechu vážne ovplyvní stratu motora. Pri spracovaní plechov z kremíkovej ocele má väčší vplyv na stratu železného jadra smer rezu a šmykové napätie pri dierovaní. Rezanie pozdĺž smeru valcovania plechu z kremíkovej ocele a tepelné spracovanie dierovaného plechu z kremíkovej ocele môže znížiť náklady o 10 %~
Zatúlané straty
Dnešné chápanie strát z túlavých motorov je stále v štádiu výskumu. Niektoré z hlavných metód na zníženie strát spôsobených zatúlaním v súčasnosti sú:
1. Použite tepelné spracovanie a konečnú úpravu na zníženie skratov na povrchu rotora.
2. Vnútorný povrch štrbiny rotora je izolovaný.
3. Znížte harmonické zložky zlepšením konštrukcie vinutia statora.
4. Zlepšite dizajn štrbiny rotora a spoluprácu s cieľom znížiť harmonické, zväčšiť štrbiny zubov statora a rotora, navrhnúť tvar štrbiny rotora do naklonených štrbín a použiť sériovo zapojené sínusové vinutia, rozptýlené vinutia a vinutia na krátke vzdialenosti na výrazné zníženie vysokého rádu harmonické; Použitie magnetického štrbinového bahna alebo magnetických štrbinových klinov na nahradenie tradičných izolačných štrbinových klinov a vyplnenie štrbín jadra statora motora magnetickým štrbinovým blatom je efektívna metóda na zníženie dodatočných strát.
Strata trenia vetrom
Strata trením vetrom predstavuje asi 25 % z celkovej straty motora a mala by sa jej venovať náležitá pozornosť. Straty trením sú spôsobené hlavne ložiskami a tesneniami, ktoré možno znížiť nasledujúcimi opatreniami:
1. Maximálne minimalizujte veľkosť hriadeľa, ale musí spĺňať požiadavky na výstupný krútiaci moment a dynamiku rotora.
2. Používajte vysokoúčinné ložiská.
3. Používajte účinné mazacie systémy a mazivá.
4. Prijať pokročilú technológiu tesnenia.
