¿Cómo hacer que los motores tengan alta eficiencia y bajas pérdidas?

Debido a la variación de la distribución de pérdidas de los motores eléctricos con diferentes niveles de potencia y número de polos, se deben tomar medidas para reducir las pérdidas centrándose en los principales componentes de pérdida con diferentes niveles de potencia y número de polos. Entonces, ¿cuáles son las formas específicas de reducir las pérdidas?

1. Aumentar los materiales efectivos para reducir las pérdidas de bobinado y de hierro.

Según el principio de similitud del motor, cuando la carga electromagnética permanece constante y no se consideran las pérdidas mecánicas, las pérdidas del motor son aproximadamente proporcionales a la tercera potencia del tamaño lineal del motor, mientras que la potencia de entrada del motor es aproximadamente proporcional a la cuarta potencia del tamaño lineal. A partir de esto, se puede aproximar la relación entre la eficiencia y el uso efectivo del material. Para obtener un espacio más grande bajo ciertas condiciones de tamaño de instalación y colocar materiales más efectivos para mejorar la eficiencia del motor, el diámetro exterior de la laminación del estator se convierte en un factor importante.

2. Adoptar mejores materiales magnéticos y medidas de proceso para reducir el consumo de hierro.

En los motores de alta potencia, la pérdida de hierro representa una proporción considerable de las pérdidas totales, por lo que reducir el valor de pérdida unitaria de los materiales del núcleo de hierro ayudará a reducir la pérdida de hierro del motor.

El costo de los materiales del núcleo de hierro también es una parte importante del costo de los motores eléctricos, por lo que seleccionar materiales magnéticos adecuados es la clave para diseñar y fabricar motores eléctricos de alta eficiencia.

3. Encoge el ventilador para reducir las pérdidas de ventilación.

En el caso de los motores de 1 y 2 polos de alta potencia, la fricción del viento representa una proporción considerable, como la fricción del viento de un motor de 4 polos de 90 kW, que puede representar alrededor del 30 % de la pérdida total. Por lo tanto, en condiciones de permitir el aumento de temperatura, la reducción del tamaño del ventilador puede reducir eficazmente el consumo por fricción del viento.

4. Reducir las pérdidas dispersas mediante medidas de diseño y proceso

Las pérdidas por dispersión de los motores asíncronos se deben principalmente a pérdidas de alta frecuencia generadas por armónicos de alto orden del campo magnético en los núcleos de hierro y el devanado del estator y del rotor. Los experimentos han demostrado que el uso de devanados sinusoidales puede reducir las pérdidas por dispersión en un promedio de más del 30%.

5. Mejorar el proceso de fundición a presión para reducir las pérdidas del rotor.

Al controlar la presión, la temperatura y la ruta de emisión de gases durante la fundición de aluminio para el rotor, se reduce el gas en las barras guía del rotor, lo que mejora la conductividad y reduce el consumo de aluminio del rotor. Los cálculos muestran que reemplazar rotores de aluminio fundido por rotores de cobre puede reducir las pérdidas del rotor en aproximadamente un 38%.

6. Aplicar el diseño de optimización informática para reducir pérdidas y mejorar la eficiencia.

Además de aumentar los materiales, mejorar las propiedades de los materiales y mejorar los procesos, se adopta el diseño optimizado por computadora para determinar de manera razonable varios parámetros al tiempo que se cumplen las restricciones, como el costo y el rendimiento, a fin de lograr la máxima mejora posible en la eficiencia. La adopción de un diseño optimizado puede acortar significativamente el tiempo de diseño del motor y mejorar la calidad del diseño del motor.