Who "stole" the electric motor efficiency? 1% efficiency improvement means a lot!
Как повысить эффективность электродвигателя?
Давайте сегодня поговорим на эту тему.
Высокоэффективные двигатели напрямую связаны с политикой энергосбережения и сокращения выбросов, и многие ключевые национальные проекты и муниципальные проекты, претендующие на электродвигатели, должны соответствовать требованиям оценки энергоэффективности IE3, особенно для электродвигателей, поступающих в европейские страны через экспорт, эти требования являются почти минимальным порогом.
Однако производителям электродвигателей слишком сложно повысить эффективность, и существует множество узких мест, которые необходимо устранить, например, определение потерь, определение ключевых факторов, влияющих на эффективность электродвигателей, причины потерь и количественный анализ и т. д.
Ниже приводится разбивка и анализ причин увеличения потерь, начиная с причин увеличения потерь одна за другой.
(1) Большое удельное сопротивление провода или маленький диаметр провода, неравномерный диаметр провода или меньшее количество параллельных ветвей обмотки.
(2) Ошибка проводки или плохая сварка.
(3) Фактическое количество витков больше расчетного значения.
● Высокий ток статора.
(1) Другие потери велики.
(2) Асимметрия обмотки статора делает три фазы несбалансированными.
(3) Серьезный неравномерный воздушный зазор статора и ротора.
(4) В это время сопротивление будет меньше нормального значения, поскольку количество витков меньше нормального значения.
(5) проводка обмотки неправильная.
Большие потери меди в роторе
● Сопротивление обмотки ротора (или направляющей шины) велико.
(1) удельное сопротивление алюминия (меди) велико.
(2) литая алюминиевая направляющая или концевое кольцо ротора внутри воздуха с отверстиями для воздуха или примесями, или из-за дефектов литья, приводящих к локальным проблемам с тонкими стержнями.
(3) паз статора неровный (проявляется в виде зазубрин), имеется неправильная деталь, анти-деталь, в результате чего эффективная площадь паза ротора недостаточна.
(4) из-за неправильного выбора параметров литья, приводящего к неплотной организации алюминия, что непосредственно приводит к повышению удельного сопротивления.
(5) материал не соответствует требованиям, например, обычный алюминиевый ротор с использованием алюминиевого сплава.
(6) Использование неправильного ротора и т. д.
● Высокий ток ротора.
(1) Использование неправильного ротора.
(2) При литье алюминия используется неправильный алюминий, например, ротор из алюминиевого сплава с использованием обычного алюминия.
(3) Сердечник ротора уложен неплотно, в результате чего между деталями образуется большая площадь алюминия, что приводит к чрезмерному поперечному току ротора.
Большая случайная потеря
● Неправильный выбор типа или шага обмотки статора.
● Неправильный выбор посадок статора и ротора.
● Воздушный зазор слишком мал или сильно неравномерен.
● Сильное короткое замыкание между направляющей ротора и сердечником.
Конец обмотки статора слишком длинный и т. д.
Большие потери железа
Качество листа из кремнистой стали плохое или материал используется неправильно,
например, материал 600 ошибочно используется как 800, что является пониженной маркой;
Особое внимание этой проблеме следует уделить заводу электродвигателей с железным сердечником на аутсорсинге.
● Плохая изоляция между частями сердечника статора.
(1) Отсутствие изоляционной обработки или плохой эффект обработки.
(2) При укладке жилы слишком высокое давление, что приводит к повреждению межлистовой изоляции.
(3) Короткое замыкание между деталями сердечника и деталями при повороте отверстия статора или ремонте и напильнике сердечника (проблема существует на большинстве заводов по производству сердечника).
● Недостаточное количество стержней и недостаточный вес железа.
(1) Недостаточное количество фрагментов кода (отсутствующие фрагменты).
(2) Давление укладки невелико и не уплотняется, что является прямым результатом недостаточного веса утюга.
(3) Большие заусенцы на перфорированном листе, и вес утюга не может быть гарантирован, если длина утюга соответствует.
(4) Краска слишком густая, что является прямой проблемой качества листа кремнистой стали.
● Магнитная цепь слишком насыщена, и кривая зависимости тока холостого хода от напряжения в это время более сильно искривлена.
● Паразитные потери без нагрузки велики, поскольку они включаются в потери в железе во время испытания, в результате чего потери в железе кажутся больше.
● При удалении обмотки огнем или электрическим нагревом сердечник перегревается, магнитная проводимость снижается, а межкомпонентная изоляция повреждается.
This problem mainly occurs when the winding is removed by fire after a winding failure;
some induction motors manufacturers have sought a way to remove the winding by soaking it in lye.
Высокие механические потери
● The bearing or bearing assembly quality is not good, at this time the bearing will be seriously heated or inflexible in rotation.
● Wrong external fan (such as 2-pole motor using a 4-pole fan) or wrong fan blade angle; according to the conventional design, the fan of 2P motor is relatively small, and the method to reduce the loss by adjusting the fan method is very effective, but the premise is to ensure the temperature rise performance of the smart motors.
● The housing and the two end caps bearing chambers are not on the same axis.
● The bearing chamber diameter is small, which makes the outer ring of the bearing deformed by pressure and causes the bearing friction loss to increase; the situation may also lead to the bearing overheating failure at the same time.
● Too much grease or bad quality of grease in the bearing chamber.
The problem is obvious in the high-voltage motor, there was a test, the highest point of the bearing cover temperature is 10K higher than the lowest point, open the check, the location of the grease does accumulate more.
● The stator and rotor are rubbing each other, which is what we call sweeping.
When the stator and rotor are rubbing each other, it is not so much that it directly causes the electric motor not to rotate, but the electric motors loss increases obviously.
● The rotor axial size is incorrect, causing the top dead at both ends and making the rotation inflexible.
● Parts such as oil seal or water dumping ring are not installed correctly or deformed, resulting in large frictional resistance.
The fan is rubbed against the associated parts of the electric motors, resulting in poor rotation.
The efficiency of the electric motor, mainly when the design selection has been determined, such as permanent magnet synchronous motor efficiency is higher than the AC asynchronous energy efficient motors, the need for high efficiency work, you need to choose a servo control mechanical and electrical systems, rather than variable frequency speed system, of course, the cost is more money, so the maximum efficiency is closely related to the cost.
To improve electric motor efficiency, the essence is to reduce electric motor losses, electric motor losses are divided into mechanical losses and electromagnetic losses.
For example, for AC asynchronous electric motors, the current through the stator and rotor windings, will produce copper losses and conductor losses.
The magnetic field in the iron will cause eddy currents and thus bring hysteresis losses.
Breath magnetic field high harmonics will produce stray losses on the load, bearings and fan rotation do process will have wear losses.
To reduce the rotor loss, you can reduce the resistance of the rotor winding.
The use of thicker and lower resistivity of the wire, or increase the slot cross-sectional area of the rotor, the material is of course very critical, there are conditions to produce copper rotor, the loss will be reduced by about 15%.
The current asynchronous motors are basically aluminum rotor, so the efficiency is not so high.
The same stator has the same copper loss, can increase the stator slot sub, increase the full slot rate of the stator slot, can also shorten the stator winding end length.
If the use of permanent magnets to replace the stator winding, no current through the, of course, can obviously improve efficiency.
This is also the fundamental reason why synchronous motors are more efficient than asynchronous motors.
Iron loss of the motor, you can use good quality silicon steel sheet, reduce the loss of hysteresis, or lengthen the length of the core, can reduce the flux density, you can also increase the insulation coating, in addition to heat treatment process is also very critical.
The ventilation performance of the electric motor is more important, the temperature is high, of course, the loss will be very large, you can use the corresponding cooling structure or additional cooling methods to reduce the friction loss.
High harmonics, which generate stray losses in the winding and core, can improve the stator winding to reduce high harmonic generation, and also reduce the magnetic slot effect by means of insulation treatment on the rotor slot surface and the use of magnetic slot mud.
Extended reading: How to define high energy efficiency motor?
Ordinary motor: motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy, 70%-95% of the electrical energy absorbed by the electric motor is converted into mechanical energy, which is often referred to as the energy efficient motors, it is an important technical index of the motor, the remaining 30%-5% is consumed by the motor itself due to heat and mechanical loss, so this part of the electrical energy is wasted.
High-efficiency motor:
The motor with higher utilization of electric energy is called high-efficiency motor, referred to as "high-efficiency motor".
For ordinary motors, it is not easy to increase the efficiency by 1 percentage point, and the material will be increased a lot, and when the electric motor efficiency reaches a certain value, no matter how much material is increased, it cannot be improved.
Most of the high-efficiency electric motors on the market now are the newer products of three-phase asynchronous motors, that is to say, the basic working principle has not changed.
High Maximum efficiency motors mainly improve the efficiency of motors by the following ways.
1、Increase the outer diameter of iron core, increase the length of iron core, increase the size of stator slot, increase the weight of copper wire to achieve the purpose of efficiency, such as: Y2-8024 motor will increase the outer diameter from Φ120 to Φ130, some foreign countries increase Φ145, and increase the length from 70 to 90. 3Kg of iron and 0.9Kg of copper wire are used for each electric motor.
2、Использование листа кремнистой стали с хорошей магнитной проводимостью, горячекатаного листа с высокими потерями в железе в прошлом, но теперь использование высококачественного холоднокатаного листа с низкими потерями, такого как DW470 или даже ниже DW270.
3, повысить точность обработки, уменьшить механические потери, заменить небольшие вентиляторы, чтобы уменьшить потери вентилятора, используя высокоэффективные подшипники.
4, the electrical performance parameters of the electric motor to optimize the design, by changing the slot shape and other parameters of optimization.
5, использование литого медного ротора (сложный процесс, высокая стоимость).
So to make a real high efficiency motor, in the design, raw materials, processing are much higher costs, in order to make the maximum conversion of electricity into mechanical energy.
Energy-saving measures for high efficiency motors
Energy saving of motor is a system engineering, involving the whole life cycle of motor, from motor design, manufacturing to motor selection, operation, regulation, maintenance and scrapping, the effect of energy saving measures should be considered from the whole life cycle of motor, and the improvement of efficiency is mainly considered from the following aspects at home and abroad in this regard.
The design of energy-saving motor refers to the use of modern design methods such as optimization design technology, new material technology, control technology, integration technology and test and inspection technology to reduce the power loss of the motor, improve the efficiency of the motor and design a high-efficiency motor.
При преобразовании электрической энергии в механическую энергию сам двигатель также теряет часть энергии.
Typical AC motor loss can be generally divided into three parts: fixed loss, variable loss and stray loss. Variable loss changes with the load, including stator resistance loss (copper loss), rotor resistance loss and brush resistance loss; fixed loss is not related to the load, including core loss and mechanical loss.
Iron loss is composed of hysteresis loss and eddy current loss, proportional to the square of the voltage, where the hysteresis loss is also inversely proportional to the frequency;
other stray losses are mechanical losses and other losses, including bearing friction loss and fan, rotor and other wind resistance losses caused by rotation.
The characteristics of high efficiency motor
1. Экономьте потребление энергии, снижайте долгосрочные эксплуатационные расходы, очень подходит для текстиля, вентиляторов, насосов, компрессоров, экономя энергию в год, чтобы возместить стоимость покупки двигателя.
2, прямой пуск или регулирование скорости с преобразователем частоты, может полностью заменить асинхронный двигатель.
3, энергосберегающий двигатель с редкоземельными постоянными магнитами сам по себе может сэкономить более 15 ℅ электроэнергии, чем обычные двигатели.
4, Electric motor electrical input power factor close to 1, improve the quality of the grid factor, no need to add power factor compensator.
5, the electric motor current is small, saving transmission and distribution capacity, extending the overall operating life of the system.
6, power saving budget: 55Kw motor for example, high efficiency motor than the general motor power saving 15%, electricity cost per degree by 0.5 yuan, the use of energy-saving motor within a year by power saving can recover the cost of replacing the motor.
Any inquiry for high efficiency motor, please find the professional electric motor in China - Dongchun motor here.
Dongchun Motor предлагает широкий ассортимент электродвигателей, которые используются в различных отраслях, таких как транспорт, инфраструктура и строительство.
перейти к содержанию 
