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由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法(电机的五大损耗)
时间:2022-06-08 08:58

小Y是沈女士的好朋友,从事电机销售,但每当有疑问或疑惑时,她总会请沈女士去了解。有一天,小Y给沈女士讲了一个有趣的故事:一个客户来他们公司检查研究高效电机。参观完加工、埋线、烘烤、铸铝等关键工序后,将几台Y2、YE3电机封存,准备带回挂机测试。y问女士,参与这个有什么意义?



公司先进的电机测试设备能够胜任所有测试任务,客户可以随机查看电机跟踪测试结果。女士解释说,挂机测试更准确直观,从实际功耗来验证YE3电机的节能效果更有说服力。下面这位女士可以和大家谈谈电机的效率和损耗,从而了解电机运行带来的损耗。



电机损耗分类及特性

电机损耗可分为恒定损耗和负载损耗。恒定损耗包括风摩擦损耗和铁损耗,铁损耗是电机在运行过程中的固有损耗。与电气材料、制造工艺、结构设计、转速等参数有关,与负载无关。包括负载损耗定子铜损耗、转子铜损耗和杂散损耗,以及绕线转子电机碳刷和外部电路的电气损耗。



铁芯损耗.它由电机定子绕组在铁芯中交变磁场引起的涡流损耗和磁滞损耗组成。它的大小与铁芯材料、工频和磁通密度有关。铁芯损耗大小基本与电机电压的平方成正比.



风磨损耗。,损耗又称机械损耗,是恒定损耗之一,主要包括轴承摩擦损耗和通风系统损耗,还有就是绕线转子的电刷摩擦损耗。对于高效电机,电机风扇的尺寸和轴承密封的类型对机械损耗有明显的影响,尤其是高速电机。电机功率越大,机械损耗在总损耗中所占比例也越大.



铜损耗.是电机定、转子电流引起的损耗,包括定子铜损耗和转子铜损耗,与电机电流和绕组电阻值直接相关。因此,在电机质量控制中,电磁线和铸铝转子铝的材料非常重要。

杂散耗.这种损耗是由电机定子的漏磁通和定子、转子在导线、铁芯等金属部件中的各种谐波引起的。

各种损耗与电机总损耗之比。铁耗为——20% ~ 25%;机械损耗为——10% ~ 50%;铜消耗量为——20% ~ 70%;杂散损耗为——10%~15%。



电机效率与损耗相关联性

电机效率和损耗是负相关关系,即效率越高,损耗越小;反之,损失越大,效率越低。对于高效电机来说,有效的损耗控制是提高电机能效最有效的手段。



影响电机损耗的因素

与电机的额定电压相比,输入电压变化。的输入电压在实际运行中会有不同程度的偏差。当工作电压略低于额定电压(但不低于10%,最好在2-3%之间)时,在保证电机正常运行的同时,电机损耗会很小。相反,当电机的工作电压高于额定电压时,电机的损耗会增加。如果超过太多,电机的电流会增加太多,甚至导致烧毁。

由于空间有限,沈女士将另开一个版块与您交流。

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●电压不平损耗。若输入电压不平衡,将导致异步电机电流不平。因负序电流的存在导致电机的转矩减小。

●电源频率变化。对于风机泵类负载,轴转矩与转速的平方成正比变化,频率降低后,转速下降,转矩也下降,定子、、转子电流下降,因而电机效率有所提高,再加上轴功率有大幅度下降,电机输入功率同样大幅度下降,所以风机泵类负载采用变频调速,在低速时可获得好的节能效果。


在这里必须提到的是电机转速下降后对于温升的影响,因而在电机的设计环节、试验环节应对该工况的特殊性予以评价,从电机材料选择及结构设计方面下功夫,规避低频运行时温升的不符合。



●非正弦波形电源供电。大多数变频器输出电压波形是非正弦波,在异步电机中产生谐波电流及谐波磁动势,这势必会造成电机杂散损耗的增加。


●电机起动和停机损耗。有些负载要求断续运行,甚至频繁起动,这样将会使定子绕组频繁受到冲击力,鼠笼转子也会因发热不均匀,产生热应力,反复起动会使转子导条断裂。起动时电机发热增多而散热条件较稳态运行差,多次起动也会使电机过热。因此在规定时间内对起动次数及时间间隔都有规定。采用高转子电阻电机,可以减少定转子起动电流,所以可减少能耗及电流冲击影响。


节能高效电机是一种不可逆转的发展趋势


目前我国工业能耗约占总能耗的70%,其中电机能耗约占工业能耗的60%~70%,加上非工业电机能耗,电机实际能耗约占总能耗的50%以上。而现今高效节能电机应用比例低。从节能和环保的角度分析,高效电机推广和应用已成为一种无法逆转的趋势。

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