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減輕電機重量和提高效率的方法

日期:2022-10-14 16:06:25 人氣:894

減輕電機重量和提高效率的方法

電機是一種機電能量轉換裝置,以線(xiàn)性或旋轉運動(dòng)的形式將電能轉換為機械能,電機的工作原理主要取決于磁場(chǎng)和電場(chǎng)的相互作用。許多參數可用于比較電機:扭矩、功率密度、結構、基本工作原理、損耗系數、動(dòng)態(tài)響應和效率,最后一個(gè)是最重要的一個(gè)。 電機效率低的原因主要可歸因于以下因素:尺寸不當,所用電機的電氣效率低、終端用戶(hù)(泵、風(fēng)扇、壓縮機等)機械效率低沒(méi)有速度控制系統維護不力甚至根本不存在。


為了最大限度地提高電機的能量性能,必須將電機運行過(guò)程中各種能量轉換產(chǎn)生的損失降至最低。事實(shí)上,在電機中,能量從電能轉變?yōu)殡姶拍?,然后再轉變?yōu)闄C械能。提高效率的電機不同于傳統的電動(dòng)機,因為前者的損耗最小。事實(shí)上,在傳統電機中,損失主要由以下原因造成:摩擦損失和風(fēng)阻損失(軸承、電刷和通風(fēng))造成的機械損失真空鐵中的損耗(與電壓平方成比例),與流動(dòng)方向變化有關(guān)的分散能量滯后引起的損耗,以及由堆芯內的循環(huán)電流和流動(dòng)變化引起的渦流引起的損耗焦耳效應造成的損耗(與電流平方成正比)。

減輕電機重量和提高效率的方法

根據設計的系統類(lèi)型及其運行的潛在環(huán)境,電機重量對系統的總體成本和運行價(jià)值可能非常重要。電機重量減輕可以從多個(gè)方向解決,包括通用電機設計、高效部件生產(chǎn)和材料選擇。為了實(shí)現這一目標,有必要改進(jìn)電機開(kāi)發(fā)的所有方面:從設計到使用優(yōu)化材料高效生產(chǎn)部件,輕質(zhì)材料的使用和新穎的制造工藝。一般來(lái)說(shuō),電機的效率取決于電機的類(lèi)型、大小、利用率,還取決于所用材料的質(zhì)量和數量。因此,從所有這些方面來(lái)看,需要使用能源和成本效益高的部件來(lái)開(kāi)發(fā)電機。


適當的設計

設計最高效的電機是減輕重量的一個(gè)關(guān)鍵方面,因為大多數電機都是為廣泛使用而設計的,所以適合特定應用的合適電機通常比實(shí)際需要的大。為了克服這一挑戰,重要的是尋找愿意以半定制方式改變的電機制造公司,從電機繞組和磁性元件到機架尺寸。為了確保有正確的繞組,需要了解電機的規格,以便能夠保持應用所需的精確扭矩和速度。除了調整繞組外,制造商還可以根據磁導率的變化改變電機的磁性設計,在轉子和定子之間正確放置稀土磁體有助于增加電機的整體扭矩。

減輕電機重量和提高效率的方法

新型制造工藝

制造商能夠不斷升級自己的設備,以生產(chǎn)公差更高的電機部件,從而消除曾經(jīng)用作防破損安全裕度的厚壁和密集區域。由于每個(gè)部件都是使用最新技術(shù)重新設計和制造的,因此可以在多個(gè)包含磁性部件的地方減輕重量,包括絕緣和涂層、機架和電機軸。

減輕電機重量和提高效率的方法
材料選擇

材料選擇對電機運行、效率和重量有整體影響,舉個(gè)最明顯的例子,這就是為什么這么多制造商使用鋁框架而不是不銹鋼。制造商們一直在繼續試驗具有電磁和絕緣特性的材料,制造商正在使用各種不同的復合材料以及較輕的金屬,這些材料提供了鋼組件的輕質(zhì)替代品。出于安裝目的,根據用戶(hù)對最終電機的具體要求,可使用多種增強塑料、聚合物和樹(shù)脂。隨著(zhù)電機設計師不斷試驗和研究替代部件,包括用于密封目的的密度較低的涂層和樹(shù)脂,他們?yōu)樯a(chǎn)過(guò)程注入了新的活力,這往往會(huì )影響電機的重量。此外,制造商還提供無(wú)框架電機,可通過(guò)完全消除框架對電機重量產(chǎn)生影響。


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