影響電機工作效率的因素主要可分為機械損耗和電磁損耗。要想有效提升電機的工作效率,就必須從這些影響因素出發(fā)。
一、降低轉子損耗
電動(dòng)機轉子的損耗主要與轉子電阻和轉子中通過(guò)的電流有關(guān),降低電動(dòng)機轉子繞組損耗的方法主要有:減小轉子繞組的電阻,增加轉子槽截面積?刹捎帽容^粗且電阻率低的導線(xiàn)。目前,中小型鼠籠式電動(dòng)機轉子導條大多采用鑄鋁材料,如果改用銅導條,則損耗可降低10%~15%。
二、降低定子銅損
因為電阻上的電功率W=I2R,減少電阻值和電流即可降低定子繞組損耗。主要的方法有:a.擴大定子槽的截面積。因為這樣做可減少磁路面積,增加齒部磁密。b.增加定子槽的滿(mǎn)槽率。c.盡量縮短定子繞組端部長(cháng)度。顯然,減少繞組端部長(cháng)度可減少定子繞組電阻值。通常,定子繞組端部損耗占繞組總損耗的1/4~1/2。d.研制稀土永磁同步電動(dòng)機。免去勵磁繞組和勵磁電流,既可以簡(jiǎn)化結構,又能達到提率、提高功率因數的目的。
三、降低電子鐵損
減少電動(dòng)機鐵損的方法有:a.采用冷軋硅鋼片。采用導磁性能優(yōu)良、質(zhì)量穩定、損耗比較低的冷軋硅鋼片,可以顯著(zhù)地降低磁滯損耗,同時(shí)還可以比較方便地減小硅鋼片的厚度,以降低渦流損耗。b.減小磁密度。用增加鐵芯的長(cháng)度來(lái)降低磁通密度。c.采用性能優(yōu)越的鐵芯片絕緣涂層。d.采用先進(jìn)的熱處理及制造技術(shù)。冷軋硅鋼片經(jīng)過(guò)沖剪和彎曲等加工后,會(huì )產(chǎn)生機械應力,發(fā)生應變,磁性隨著(zhù)發(fā)生變化,進(jìn)而導致鐵損增加。所以很有必要對其進(jìn)行熱處理,以恢復其原有的磁性,這樣可降低10%~20%的損耗。同時(shí)應該加快研制新冷軋硅鋼片,使得其在被加工成鐵芯之后,鐵損變化不大。
四、降低電動(dòng)機雜散損耗
異步電機的雜散損耗主要是由磁場(chǎng)高次諧波在定轉子繞組和鐵芯中所產(chǎn)生的高頻損耗。一般占輸入功率的0.5%~3%。降低雜散損耗的主要方法有:a.改進(jìn)定子繞組設計,減少諧波。b.改進(jìn)轉子表面的切削加工方法、轉子槽內表面絕緣處理。c.采用磁性槽泥或磁性槽楔替代傳統的絕緣槽楔,削弱齒槽效應,減少附加雜散損耗
五、降低通風(fēng)摩擦損耗
由于率電機采取了選用材料、進(jìn)行優(yōu)化設計等措施,使得電機溫升比較低,因此可適當縮小風(fēng)扇尺寸。b.合理設計通風(fēng)結構,采用軸流式或后傾式風(fēng)扇。c.采用更高品質(zhì)的軸承。
通過(guò)智能控制來(lái)克服,智能控制可以從兩個(gè)方面大大提高電機的效率.首先,智能控制采用了先進(jìn)的算法來(lái)提高電機的運行性能.zui常見(jiàn)的方法是對AC感應電機的運行進(jìn)行矢量控制,可以讓電機采用合理的尺寸,以實(shí)現zui優(yōu)的效率.此外,速度可調也使系統能以更高的效率運行.例如,一個(gè)矢量控制的可調速驅動(dòng)可避免使用傳動(dòng),從而減少系統機械部件帶來(lái)的能量損耗。
其次,由于系統采用智能控制,就有可能將現有的電機更換為效率更高的電機.在電器中逐步采用永磁電機就是這一發(fā)展趨勢的體現.電機從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)比AC感應電機的效率更高,因為它們沒(méi)有后者與感應轉子電流相關(guān)的傳導損耗,它們還具有更優(yōu)良的機械特性,如力矩紋波更低、運行更加安靜,而且在產(chǎn)生同樣的機械功率輸出時(shí),它們的體積更小.開(kāi)關(guān)磁阻電機在一個(gè)固定或者中度變速的應用中也可以表現出極高的效率,而這些應用需要DSP控制器才具備、復雜控制能力。
在工業(yè)領(lǐng)域,電動(dòng)機節能已成為工業(yè)節能的關(guān)鍵,目前國家已將電動(dòng)機能效提升作為工業(yè)節能的重點(diǎn)工作來(lái)抓。隨著(zhù)節能減排和環(huán)境保護的雙重壓力,電動(dòng)機研發(fā)和推廣已成為保障社會(huì )、經(jīng)濟可持續發(fā)展的重要手段,是我國《“十二五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》的重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)之一。