高效率电机损失类型
日期：2017-08-28 11:48:12 浏览次数：
电动机的能量损耗分为四类：功率损耗、磁芯损耗、摩擦和风阻损失、杂散负荷损失。
仅当电机在负载下运行时，功率损耗和杂散负载损耗才会出现。因此，它们在能量效率方面比磁芯损耗和摩擦和风阻损失更为重要，即使在空载条件下（电机正在运行时），这也是存在的。
功率损耗（也称为I2R损耗）是四类中最重要的，可以占电机总损耗的一半以上。功率损耗表现为通过在定子绕组和转子导体条和端环中流动的电流的电阻产生的热量。
定子损失约占电力损失的66％，而电机制造商在效率方面取得了显着的进步。由于增加定子绕组的质量降低了其电阻（从而降低了I2R损耗），高效率的电机通常比同等尺寸和等级的标准效率模型含有大约20％的铜。
转子损耗（另一种形式的功率损耗）也称为滑差损失，因为它们在很大程度上而不是完全取决于电机显示的滑动程度。滑移是在给定载荷下磁场转速与转子和轴的实际转速之间的转差差。
通过降低滑移程度来降低转子损耗。这是通过增加转子导体（导体条和端板）的质量和/或增加其导电性来实现的，并且通过增加转子和定子之间的空气间隙的总通量来实现。
电导率是转子的重要特征。大型电机中的导体棒通常由高导电铜制成。根据制造商，小型至中型电机的导线棒最多可达200马力，采用压铸铝“鼠笼”的形式，为这些电机提供了通用名称。增加压铸棒的质量需要在转子叠片中的槽中发生变化，通过它们铸造棒，并且改变转子的磁性结构。因此，在典型的铝合金鼠笼式电动机中降低转子I2R损耗不是一件简单的任务。
铜具有比铝更高的电导率，并且它将是理想的导体棒材料，除了难以压铸之外。近来已经开发出生产压铸铜转子的工艺，并且在完全商业化的情况下，可以使电机的生产效率高于现有的最佳型号。
在某些应用中，必须考虑高效率电机往往具有比标准效率电机更小的滑动（运行速度更快）的事实。例如，诸如风扇和旋转压缩机的离心负载的能量消耗与转速的立方成正比。如果这样的负载以低速，高效率的电动机直接替代标准电动机的较高速度驱动，则能量消耗实际上可以增加。有时可以通过用变速驱动器，齿轮或滑轮降低转速来解决这种情况。还有其他参数，例如扭矩或起动电流，可以在相同额定功率的电机之间变化。正确设计任何电机到预期任务的应用是很重要的。
磁芯损耗来自磁滞效应，涡流和磁饱和度，所有这些都在钢铁叠片中起作用。磁损耗可占总损失的20％。通过适当的设计，使用更好的材料和严格的质量控制，这些损失可以大大降低。
降低滞后和饱和损耗的最有效方法是使用含有高达4％硅的钢替代低成本普通碳钢。硅钢提供的更好的磁性能可以将铁心损耗降低10％至25％。降低叠片的厚度也有助于在标准效率电机中采用26-ga或29-ga钢替代24-ga钢，将铁心损耗降低15％至25％。延长层叠堆叠，这降低了堆叠内的通量密度，也降低了磁芯损耗。可以通过确保叠片之间的充分绝缘来减少涡流损耗，从而最大限度地减小堆叠中的电流（和I2R损耗）。