삼상 AC 모터의 손실은 구리 손실, 알루미늄 손실, 철 손실, 표유 손실 및 바람 손실로 나눌 수 있습니다.처음 4개는 난방 손실이며 그 합계를 총 난방 손실이라고 합니다.전체 열 손실에 대한 구리 손실, 알루미늄 손실, 철 손실 및 표유 손실의 비율은 전력이 작은 것에서 큰 것으로 변할 때 설명됩니다.예시를 통해 전체 열손실에서 구리 소모량과 알루미늄 소모량이 차지하는 비중은 변동이 있지만 일반적으로 큰 것에서 작은 것으로 감소하여 감소하는 경향을 보인다.이에 반해 철손과 표유손은 등락은 있지만 일반적으로 작은 것에서 큰 것으로 증가하여 상승하는 경향을 보인다.전력이 충분히 크면 철 손실 표유 손실이 구리 손실을 초과합니다.때로는 표유 손실이 구리 손실과 철 손실을 초과하여 열 손실의 첫 번째 요인이 됩니다.Y2 모터를 재분석하고 총 손실에 대한 다양한 손실의 비례 변화를 관찰하면 유사한 법칙이 나타납니다.위의 규칙을 인식하면 다양한 동력 모터가 온도 상승과 열 손실을 줄이는 데 중점을 두는 것으로 결론지을 수 있습니다.소형 모터의 경우 구리 손실을 먼저 줄여야 합니다.중전력 및 고출력 모터의 경우 철손은 표유 손실을 줄이는 데 중점을 두어야 합니다.“유손이 동손, 철손에 비해 훨씬 작다”는 견해는 일방적이다.특히 모터 출력이 클수록 표유 손실을 줄이는 데 더 많은 주의를 기울여야 한다는 점이 강조됩니다.중대형 모터는 정현파 권선을 사용하여 고조파 자기 전위와 표유 손실을 줄이며 효과가 매우 좋은 경우가 많습니다.일반적으로 부유 손실을 줄이기 위한 다양한 조치로 효과적인 재료를 늘릴 필요는 없습니다.
소개
3상 AC 모터의 손실은 구리 손실 PCu, 알루미늄 손실 PAl, 철 손실 PFe, 부유 손실 Ps, 바람 마모 Pfw로 나눌 수 있으며 처음 4개는 가열 손실이며 그 합을 총 가열 손실 PQ라고 합니다. 그 중 부유손(stray loss)은 동손(PCu), 알루미늄손(PAl), 철손(PFe), 풍마모(wind wear) Pfw를 제외한 모든 손실의 원인이 되며, 고조파자기전위, 누설자기장, 슈트의 횡전류 등을 포함한다.
표유 손실 계산의 어려움과 테스트의 복잡성으로 인해 많은 국가에서는 표유 손실을 모터 입력 전력의 0.5%로 계산하도록 규정하고 있어 모순을 단순화합니다.그러나 이 값은 매우 대략적이며 다양한 설계와 다양한 프로세스가 종종 매우 다르기 때문에 모순을 숨기고 모터의 실제 작동 조건을 실제로 반영할 수 없습니다.최근에는 측정된 표유 소산이 점점 더 대중화되고 있습니다.글로벌 경제 통합 시대에는 국제 표준에 맞춰 통합하는 방법에 대해 미래 지향적인 태도를 갖는 것이 일반적인 추세입니다.
본 논문에서는 3상 AC 모터에 대해 연구한다.전력이 작은 것에서 큰 것으로 변화하면 전체 열 손실 PQ에 대한 동손 PCu, 알루미늄 손 PAl, 철 손 PFe, 표유 손실 Ps의 비율이 변화하여 대책이 얻어집니다.보다 합리적이고 더 나은 설계 및 제조.
1. 모터의 손실 분석
1.1 먼저 인스턴스를 관찰합니다.한 공장은 전기 모터의 E 시리즈 제품을 수출하며 기술 조건에 따라 측정된 표유 손실이 규정됩니다.비교의 편의를 위해 먼저 출력 범위가 0.75kW ~ 315kW인 2극 모터를 살펴보겠습니다.테스트 결과에 따라 전체 열손실 PQ에 대한 구리 손실 PCu, 알루미늄 손실 PAl, 철 손실 PFe 및 부유 손실 Ps의 비율이 그림 1과 같이 계산됩니다.그림의 세로축은 총 열손실에 대한 각종 열손실의 비율(%), 가로축은 모터 출력(kW), 마름모꼴 파선은 구리 소비량의 비율, 사각형 파선은 삼각형의 점선은 철손 비율, 십자 모양의 점선은 표유손 비율이다.
그림 1. E 시리즈 2극 모터의 구리 소비, 알루미늄 소비, 철 소비, 표유 소산 및 총 열 손실 비율을 보여주는 파선 차트
(1) 모터의 출력이 소형에서 대형으로 변할 때, 구리 소비량의 비율은 변동하지만 일반적으로 대형에서 소형으로 변화하여 감소하는 경향을 보입니다.0.75kW와 1.1kW가 약 50%를 차지하는 반면, 250kW와 315kW는 그보다 적다. 알루미늄 소비량 20%의 비중도 전체적으로 대형에서 소형으로 변화해 감소세를 보이지만 변화폭은 크지 않다.
(2) 모터 동력이 작은 것부터 큰 것까지 철손의 비율이 변하는데, 변동은 있지만 일반적으로 작은 것에서 큰 것으로 증가하여 상승하는 경향을 보인다.0.75kW~2.2kW는 15% 정도이고, 90kW 이상일 경우에는 30%를 초과해 동 소비량보다 많다.
(3) 표유소산의 비례변화는 비록 변동하기는 하지만 일반적으로 작은 것에서 큰 것으로 증가하여 상승하는 경향을 보인다.0.75kW~1.5kW는 10% 정도이고, 110kW는 구리 소모량에 가깝다.132kW보다 큰 사양의 경우 표유 손실의 대부분이 구리 소비량을 초과합니다.250kW와 315kW의 표유 손실은 구리 및 철 손실을 초과하여 열 손실의 첫 번째 요소가 됩니다.
4극 모터(선도 생략).110kW 이상의 철손은 동손보다 크고, 250kW와 315kW의 표유손은 동손과 철손을 초과하여 열손실의 첫 번째 요인이 된다.이 2-6극 모터 시리즈의 구리 소비량과 알루미늄 소비량을 합하면 소형 모터는 전체 열 손실의 약 65%~84%를 차지하는 반면, 대형 모터는 35%~50%로 감소하고 철은 35%~50%로 감소합니다. 소비는 반대이며 소형 모터는 전체 열 손실의 약 65% ~ 84%를 차지합니다.전체 열손실은 10~25%인 반면, 대형 모터의 경우 약 26~38%로 증가한다.표유 손실, 소형 모터는 약 6%~15%를 차지하는 반면, 대형 모터는 21%~35%로 증가합니다.전력이 충분히 크면 철 손실 표유 손실이 구리 손실을 초과합니다.때로는 표유 손실이 구리 손실과 철 손실을 초과하여 열 손실의 첫 번째 요인이 됩니다.
1.2 R 시리즈 2극 모터, 측정된 표유 손실
시험 결과에 따라 전체 열손실에 대한 동손, 철손, 부유손 등의 비율(PQ)이 구해진다.그림 2는 표유 구리 손실에 대한 모터 전력의 비례 변화를 보여줍니다.그림 중 세로축은 전체 열손실에 대한 표유동 손실의 비율(%), 가로축은 모터 출력(kW), 마름모꼴 파선은 동손실 비율, 사각형 파선은 이다. 길잃은 손실의 비율.그림 2는 일반적으로 모터 출력이 클수록 전체 열 손실에서 표유 손실이 차지하는 비율이 높아지는 것을 명확하게 보여줍니다.그림 2는 또한 150kW보다 큰 규모의 경우 부유 손실이 구리 손실을 초과한다는 것을 보여줍니다.모터의 크기는 다양하며 표유 손실은 구리 손실의 1.5~1.7배에 이릅니다.
이 2극 모터 시리즈의 출력 범위는 22kW~450kW입니다.측정된 표유 손실과 PQ의 비율은 20% 미만에서 거의 40%로 증가했으며, 변화 범위는 매우 큽니다.정격 출력 전력에 대한 측정된 표유 손실의 비율로 표현하면 약 (1.1~1.3)%입니다.측정된 표유 손실을 입력 전력에 대한 비율로 표현하면 약 (1.0~1.2)%이며, 후자의 두 표현의 비율은 크게 변하지 않으며, 표유의 비례적인 변화를 보기가 어렵다 PQ에 손실이 발생했습니다.따라서 열 손실, 특히 표유 손실과 PQ의 비율을 관찰하면 열 손실의 변화 법칙을 더 잘 이해할 수 있습니다.
위 두 가지 경우에 측정된 표유 손실은 미국의 IEEE 112B 방식을 채택하고 있다.
그림 2. R 시리즈 2극 모터의 총 발열 손실에 대한 구리 표유 손실 비율의 선형 차트
1.3 Y2 시리즈 모터
기술 조건에서는 표유 손실이 입력 전력의 0.5%라고 규정하고 있으며, GB/T1032-2005에서는 표유 손실의 권장 값을 규정하고 있습니다.이제 방법 1을 사용하면 공식은 Ps=(0.025-0.005×lg(PN))×P1 공식입니다. PN-은 정격 전력입니다.P1-은 입력 전원입니다.
표유 손실의 측정값이 권장 값과 동일하다고 가정하고 전자파 계산을 다시 계산하여 총 열 손실에 대한 구리 소비, 알루미늄 소비 및 철 소비의 4가지 열 손실 비율을 구합니다. .비율의 변화도 위의 규칙과 일치합니다.
즉, 전력이 소형에서 대형으로 변할 때 구리 소비량과 알루미늄 소비량의 비율은 일반적으로 대형에서 소형으로 감소하여 감소 추세를 나타냅니다.반면, 철손과 표유손의 비율은 일반적으로 작은 것에서 큰 것으로 증가하여 증가하는 경향을 보인다.2극, 4극, 6극에 관계없이 전력이 특정 전력보다 크면 철 손실이 구리 손실을 초과합니다.표유 손실의 비율도 작은 것에서 큰 것으로 증가하여 점차 구리 손실에 접근하거나 심지어 구리 손실을 초과할 수도 있습니다.2극에서 110kW 이상의 표유 소실이 열 손실의 첫 번째 요인이 됩니다.
그림 3은 Y2 시리즈 4극 모터의 PQ에 대한 4개의 열 손실 비율을 보여주는 파선 그래프입니다. (표유 손실 측정값이 위 권장값과 동일하고, 기타 손실도 해당 값에 따라 계산된다고 가정) .세로축은 PQ(%)에 대한 각종 열손실의 비율, 가로축은 모터 출력(kW)이다.분명히 90kW 이상의 철 표유 손실은 구리 손실보다 큽니다.
그림 3. Y2 시리즈 4극 모터의 총 열 손실에 대한 구리 소모량, 알루미늄 소모량, 철 소모량 및 표유 소산 비율의 파선 차트
1.4 문헌에서는 총 손실(바람 마찰 포함)에 대한 다양한 손실 비율을 연구합니다.
소형 모터의 전체 손실 중 구리 소모량과 알루미늄 소모량이 60~70%를 차지하며, 용량이 커지면 30~40%로 떨어지는 반면 철 소모량은 그 반대인 것으로 나타났다.%위에.표유 손실의 경우 소형 모터가 전체 손실의 약 5~10%를 차지하는 반면, 대형 모터는 15% 이상을 차지합니다.밝혀진 법칙은 유사합니다. 즉, 전력이 작은 것에서 큰 것으로 변할 때 구리 손실과 알루미늄 손실의 비율은 일반적으로 큰 것에서 작은 것으로 감소하여 감소하는 경향을 보이는 반면, 철 손실과 부유 손실의 비율은 일반적으로 증가합니다. 작은 규모에서 큰 규모로 상승 추세를 보여줍니다..
1.5 GB/T1032-2005 방법 1에 따른 표유 손실 권장 값 계산 공식
분자는 측정된 표유 손실 값입니다.작은 모터 전력에서 큰 모터 전력까지 입력 전력에 대한 표유 손실의 비율이 변화하고 점차 감소하며 변화 범위는 약 2.5%~1.1%로 작지 않습니다.분모를 총 손실 ∑P로 바꾸면, 즉 Ps/∑P=Ps/P1/(1-eta)가 되고, 모터 효율이 0.667~0.967이면 (1-eta)의 역수는 3~이 됩니다. 30, 즉 측정된 불순물을 입력 전력 비율과 비교하면 전체 손실에 대한 소산 손실 비율이 3~30배 증폭된다.전력이 높을수록 파선이 더 빨리 상승합니다.분명히, 총 열 손실에 대한 표유 손실의 비율을 취하면 "배율 계수"가 더 커집니다.위 예의 R 시리즈 2극 450kW 모터의 경우 입력 전력에 대한 표유 손실 비율 Ps/P1은 위에서 권장하는 계산 값보다 약간 작으며 총 손실에 대한 표유 손실 비율 ∑P 및 총 열 손실 PQ는 각각 32.8%이다.39.5%로 입력전력 P1의 비율에 비해 각각 약 28배, 34배 '증폭'됐다.
본 논문의 관찰 및 분석 방법은 전체 열손실 PQ에 대한 4가지 열손실 비율을 취하는 것이다.비율 값이 크고 다양한 손실의 비율 및 변화 법칙을 명확하게 볼 수 있습니다. 즉, 전력이 작은 것에서 큰 것으로, 구리 소비와 알루미늄 소비가 일반적으로 비율이 큰 것에서 작은 것으로 변경되어 하향을 나타냅니다. 철손과 표유손의 비율은 전반적으로 작은 것에서 큰 것으로 변화하며 상승하는 경향을 보이고 있다.특히, 모터 출력이 커질수록 PQ에서 표유 손실의 비율이 높아져 점차 동손에 가까워지고 동손을 초과하며 심지어 열손실의 첫 번째 요인이 되는 것으로 관찰되었습니다.길 잃은 손실.입력 전력에 대한 표유 손실의 비율과 비교할 때, 총 열 손실에 대한 측정된 표유 손실의 비율은 다른 방식으로만 표현될 뿐이며 물리적 특성을 바꾸지 않습니다.
2. 대책
위의 규칙을 알아두면 모터의 합리적인 설계와 제작에 도움이 됩니다.모터의 동력도 다르고, 온도 상승과 열 손실을 줄이기 위한 대책도 다르며, 초점도 다릅니다.
2.1 저전력 모터의 경우 구리 소비가 전체 열 손실에서 높은 비율을 차지합니다.
따라서 온도 상승을 줄이려면 먼저 전선 단면적을 늘리고, 슬롯 당 도체 수를 줄이고, 고정자 슬롯 모양을 늘리고, 철심을 늘리는 등 구리 소비를 줄여야 합니다.공장에서는 열 부하 AJ를 제어하여 온도 상승을 제어하는 경우가 많으며 이는 소형 모터의 경우 완전히 정확합니다.AJ를 제어하는 것은 본질적으로 구리 손실을 제어하는 것입니다.AJ, 고정자의 내경, 코일의 반회전 길이, 동선의 저항률에 따라 모터 전체의 고정자 동손을 구하는 것은 어렵지 않습니다.
2.2 전력이 작은 것에서 큰 것으로 변할 때, 철손은 점차적으로 구리손에 가까워진다
철 소비량은 일반적으로 100kW 이상이면 구리 소비량을 초과합니다.따라서 대형 모터에서는 철 소비량을 줄이는 데 주의를 기울여야 합니다.구체적인 대책으로는 저손실 규소강판을 사용할 수 있으며, 고정자의 자기밀도는 너무 높지 않아야 하며, 각 부품의 자기밀도의 합리적인 분포에 주의해야 한다.
일부 공장에서는 일부 고출력 모터를 재설계하고 고정자 슬롯 모양을 적절하게 줄입니다.자기 밀도 분포가 합리적이며 구리 손실과 철 손실의 비율이 적절하게 조정됩니다.고정자 전류밀도가 증가하면 열부하가 증가하여 동손이 증가하지만 고정자 자기밀도는 감소하여 동손이 증가하는 것보다 철손이 더 많이 감소한다.성능은 원래 설계와 동일하며 온도 상승이 감소할 뿐만 아니라 고정자에 사용되는 구리의 양도 절약됩니다.
2.3 이탈 손실을 줄이기 위해
이 기사에서는 다음과 같은 점을 강조합니다.모터 출력이 클수록 표유 손실을 줄이는 데 더 많은 주의를 기울여야 합니다."부유 손실은 구리 손실보다 훨씬 적다"는 의견은 소형 모터에만 적용됩니다.분명히 위의 관찰과 분석에 따르면 전력이 높을수록 적합성이 떨어집니다.“유실이 철 유실보다 훨씬 적다”는 견해도 부적절하다.
입력 전력에 대한 표유 손실 측정값의 비율은 소형 모터의 경우 높고, 전력이 클수록 그 비율은 낮으나, 소형 모터는 표유 손실 감소에 주의해야 하고 대형 모터는 주의해야 한다고 결론지을 수는 없습니다. 길잃은 손실을 줄일 필요는 없습니다.손실.반대로, 위의 예와 분석에 따르면 모터 출력이 클수록 전체 열 손실에서 표유 손실이 차지하는 비율이 높아지며, 표유 손실과 철 손실은 구리 손실에 가깝거나 심지어 초과하므로 더 커집니다. 모터 출력이 높을수록 더 많은 주의를 기울여야 합니다.길 잃은 손실을 줄입니다.
2.4 이탈 손실을 줄이기 위한 조치
표유 손실은 공극의 제곱에 대략 반비례하므로 공극을 늘리는 등의 표유 손실을 줄이는 방법;정현파(낮은 고조파) 권선을 사용하는 등 고조파 자기 전위를 줄입니다.적절한 슬롯 맞춤;코깅을 줄이고 로터는 폐쇄형 슬롯을 채택하고 고전압 모터의 개방형 슬롯은 자기 슬롯 웨지를 채택합니다.주조 알루미늄 로터 쉘링 처리는 측면 전류 등을 감소시킵니다.위의 조치에는 일반적으로 효과적인 재료를 추가할 필요가 없다는 점은 주목할 가치가 있습니다.기타 소비량은 권선의 우수한 방열, 모터의 낮은 내부 온도, 낮은 기타 소비량 등 모터의 가열 상태와도 관련이 있습니다.
예: 공장에서는 6극, 250kW 모터를 수리합니다.수리 테스트 후 정격 부하의 75%에서 온도 상승이 125K에 도달했습니다.그런 다음 에어 갭을 원래 크기의 1.3배로 가공합니다.정격 부하 테스트에서 온도 상승은 실제로 81K로 떨어졌습니다. 이는 에어 갭이 증가하고 표유 손실이 크게 감소했음을 충분히 보여줍니다.고조파 자기 전위는 표유 손실의 중요한 요소입니다.중대형 모터는 정현파 권선을 사용하여 고조파 자기 전위를 줄이며 효과가 매우 좋은 경우가 많습니다.잘 설계된 정현파 권선은 중전력 및 고전력 모터에 사용됩니다.고조파 진폭과 진폭이 원래 설계에 비해 45% ~ 55% 감소하면 부유 손실은 32% ~ 55% 감소할 수 있습니다. 그렇지 않으면 온도 상승이 감소하고 효율이 증가합니다., 소음이 감소하고 구리와 철을 절약할 수 있습니다.
3. 결론
3.1 3상 AC 모터
전력이 작은 것에서 큰 것으로 변할 때, 총 열 손실에서 구리 소비와 알루미늄 소비의 비율은 일반적으로 큰 것에서 작은 것으로 증가하는 반면, 철 소비 표류 손실의 비율은 일반적으로 작은 것에서 큰 것으로 증가합니다.소형 모터의 경우 구리 손실이 전체 열 손실에서 가장 높은 비율을 차지합니다.모터 용량이 증가함에 따라 부유 손실과 철 손실이 동 손실에 가까워지고 이를 초과합니다.
3.2 열 손실을 줄이기 위해
모터의 힘도 다르고, 취하는 조치의 초점도 다릅니다.소형 모터의 경우 구리 소비를 먼저 줄여야 합니다.중형 및 고출력 모터의 경우 철 손실과 표유 손실을 줄이는 데 더 많은 주의를 기울여야 합니다.“유손은 동손, 철손에 비해 훨씬 적다”는 견해는 일방적이다.
3.3 대형 모터의 전체 열 손실에서 표유 손실의 비율이 더 높습니다.
본 논문에서는 모터 출력이 클수록 표유 손실을 줄이는 데 더 많은 주의를 기울여야 함을 강조합니다.
게시 시간: 2022년 7월 1일