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提高電機能效的主要影響因素

發布時間:2022-01-13 12:10
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廠家告訴你,要想提高電機的能效,就需要降低電機的損耗。以常用的三相交流異步電動機為例。電機的損耗主要包括鐵芯損耗、定轉子銅損耗、風摩擦損耗和雜散損耗。它們占電機總損耗的比例和主要影響因素如下表所示:

電機總損耗比例及主要影響因素。

從表中可以看出,定子和轉子的銅損耗占電機總損耗的很大一部分,銅正好可以起到降低電機定子和轉子損耗的重要作用。定子繞組銅損PCu1主要是定子繞組滿載時在工作溫度下的電阻損耗。定子銅損的計算公式為:

定子銅損在電機損耗中占很大比例。如何降低定子的銅耗是提高電機效率的關鍵。降低定子的銅消耗意味著降低定子電阻R1和定子電流I1。因為定子電阻R1=L /S,所以定子電阻的減小是通過縮短線圈長度L、增加每匝導線的橫截面S和減小導線的電阻率來實現的。

由于銅的電阻率極低,大多數電機用銅線制作電機的定子繞組。對于已經使用銅繞組的電機,增加銅線的橫截面積是開發高效電機的關鍵措施。與傳統電機相比,近年來發展起來的一些高效電機,銅繞組的使用率提高了25 ~ 100%。

至于轉子損耗,目前大部分電機都是鑄鋁轉子。如果用鑄銅轉子代替鼠籠式三相異步電動機中廣泛使用的鑄鋁轉子,電動機的總損耗將顯著降低,從而提高電動機的整體效率。鑄銅轉子的使用可以制造高效甚至超高效的電機。在電機尺寸相同的情況下,可以實現更高的電機能效。例如,歐盟的能效標準EEF2已經提高到更高的能效標準EFF1。或者,將普通感應電機的EPACT(美國聯邦能效代碼)升級為NEMA(國家電氣制造商協會)Premium超高效率標準。根據鑄銅轉子的特性重新設計電機的轉子和定子,可以限度地提高效率,從而達到更高甚至Super Premium的超高效率能效標準。

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