Dado que la distribución de pérdidas del motor varía con el tamaño de potencia y el número de polos, para reducir la pérdida, debemos centrarnos en tomar medidas para los principales componentes de pérdida de diferentes potencias y números de polos. Algunas formas de reducir la pérdida se describen brevemente a continuación:
1. Aumente los materiales efectivos, reduzca la pérdida de bobinado y la pérdida de hierro.
Según el principio de similitud del motor, cuando la carga electromagnética permanece sin cambios y no se considera la pérdida mecánica, la pérdida del motor es aproximadamente proporcional a la potencia cúbica del tamaño lineal del motor y la potencia de entrada del motor es aproximadamente proporcional a la cuarta potencia de el tamaño lineal. A partir de esto se puede aproximar la relación entre eficiencia y uso efectivo de materiales. Para obtener un espacio más grande bajo ciertas condiciones de tamaño de instalación para que se puedan colocar materiales más efectivos para mejorar la eficiencia del motor, el tamaño del diámetro exterior de la perforación del estator se convierte en un factor importante. Los motores americanos tienen mayor potencia que los motores europeos dentro de la misma gama básica de máquinas. Para facilitar la disipación de calor y reducir el aumento de temperatura, los motores estadounidenses generalmente usan perforaciones de estator con diámetros exteriores más grandes, mientras que los motores europeos generalmente usan perforaciones de estator con diámetros exteriores más pequeños debido a la necesidad de derivados estructurales como motores a prueba de explosiones y para reducir la cantidad de cobre utilizado en el extremo del bobinado y costos de producción.
2. Utilice mejores materiales magnéticos y medidas de proceso para reducir la pérdida de hierro.
Las propiedades magnéticas (permeabilidad magnética y pérdida unitaria de hierro) del material del núcleo tienen una gran influencia en la eficiencia y otros rendimientos del motor. Al mismo tiempo, el coste del material del núcleo es la parte principal del coste del motor. Por tanto, la selección de materiales magnéticos adecuados es la clave para diseñar y fabricar motores de alta eficiencia. En los motores de alta potencia, la pérdida de hierro representa una proporción considerable de la pérdida total. Por lo tanto, reducir el valor de pérdida unitaria del material del núcleo ayudará a reducir la pérdida de hierro del motor. Debido al diseño y fabricación del motor, la pérdida de hierro del motor excede con creces el valor calculado según el valor unitario de pérdida de hierro proporcionado por la acería. Por lo tanto, el valor unitario de pérdida de hierro generalmente se incrementa entre 1.5 y 2 veces durante el diseño para considerar el aumento de la pérdida de hierro.
La razón del aumento en la pérdida de hierro se debe principalmente a que el valor unitario de pérdida de hierro de la acería se obtiene analizando la muestra de material en tiras de acuerdo con el método del círculo cuadrado de Epstein. Sin embargo, el material está sujeto a una gran tensión después de perforar, cortar y laminar, y la pérdida aumentará; Además, el espacio de aire causado por la presencia de la ranura del diente conduce al campo magnético armónico del diente provocando una pérdida sin carga en la superficie del núcleo. Esto dará lugar a un aumento significativo de la pérdida de hierro una vez fabricado el motor. Por lo tanto, además de seleccionar materiales magnéticos con menor pérdida unitaria de hierro, también es necesario controlar la presión de apilamiento y tomar las medidas de proceso necesarias para reducir la pérdida de hierro. Dados los factores de precio y proceso, las láminas de acero al silicio de alta calidad y las láminas de acero al silicio de menos de 0.5 mm no se utilizan mucho en la producción de motores de alta eficiencia. Generalmente se utilizan láminas de acero eléctrico sin silicio con bajo contenido de carbono o láminas de acero al silicio laminadas en frío con bajo contenido de silicio.
3. Reduzca el tamaño del ventilador para reducir la pérdida de ventilación.
En motores de 2 y 4 polos de mayor potencia, la fricción del viento representa una proporción considerable. Por ejemplo, la fricción del viento de un motor de 90 polos de 2 kW puede alcanzar aproximadamente el 30% de la pérdida total. La fricción del viento se compone principalmente de la potencia consumida por el ventilador. Dado que la pérdida de calor de los motores de alta eficiencia es generalmente baja, se puede reducir el volumen de aire de refrigeración y, por tanto, también la potencia de ventilación. La potencia de ventilación es aproximadamente proporcional a la cuarta o quinta potencia del diámetro del ventilador. Por lo tanto, si el aumento de temperatura lo permite, reducir el tamaño del ventilador puede reducir efectivamente la fricción del viento. Además, el diseño razonable de la estructura de ventilación también es importante para mejorar la eficiencia de la ventilación y reducir la fricción del viento. Las pruebas han demostrado que la fricción del viento de la parte bipolar de alta potencia de un motor de alta eficiencia se puede reducir en aproximadamente un 4% en comparación con la de un motor normal. Dado que la pérdida de ventilación se reduce significativamente y no requiere mucho costo adicional, cambiar el diseño del ventilador suele ser una de las principales medidas que se toman para esta parte del motor de alta eficiencia.
4. Reducir las pérdidas perdidas mediante medidas de diseño y proceso.
Las pérdidas parásitas de los motores asíncronos son principalmente pérdidas de alta frecuencia generadas por armónicos de alto orden del campo magnético en los núcleos y devanados del estator y del rotor. Para reducir las pérdidas parásitas de carga, la amplitud de cada armónico de banda de fase se puede reducir utilizando un devanado sinusoidal conectado en serie Y-Δ u otro devanado de bajos armónicos, reduciendo así las pérdidas parásitas. Los experimentos han demostrado que el uso de devanados sinusoidales puede reducir las pérdidas parásitas en una media de más del 30%.
5. Mejorar la tecnología de fundición a presión para reducir las pérdidas del rotor.
Al controlar la presión, la temperatura y la ruta de descarga de gas durante la fundición del aluminio del rotor, se puede reducir el gas en las barras del rotor, aumentando así la conductividad y reduciendo la pérdida de aluminio del rotor. En los últimos años, Estados Unidos ha desarrollado con éxito equipos de fundición a presión para rotores de cobre y los procesos correspondientes y actualmente está llevando a cabo una producción de prueba a pequeña escala. Los cálculos muestran que si los rotores de cobre fundido reemplazan a los rotores de aluminio fundido, las pérdidas del rotor se pueden reducir en aproximadamente un 38%.
6. Aplicar el diseño de optimización informática para reducir las pérdidas y mejorar la eficiencia.
Además de aumentar los materiales, mejorar el rendimiento del material y mejorar los procesos, el diseño de optimización por computadora se utiliza para determinar razonablemente varios parámetros bajo las limitaciones de costo y rendimiento, para obtener la máxima mejora posible en la eficiencia. El uso del diseño de optimización puede acortar significativamente el tiempo de diseño del motor y mejorar la calidad del diseño del motor.
