山東盛華大功率電機生產(chǎn)廠家：淺析如何提升大功率電機效率
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大功率電機損耗分類及特征
大功率電機損耗可分為恒定及負載損耗，恒定損耗包含風摩耗和鐵損，是大功率電機運行時的固有損耗，與電材料、制造工藝、結(jié)構(gòu)設計、轉(zhuǎn)速等參數(shù)有關(guān)，與負載大小無關(guān)。負載損耗包括定子銅損、轉(zhuǎn)子銅損和雜散損耗，對繞線轉(zhuǎn)子大功率電機還應包括碳刷及外接電路的電損耗。
鐵芯損耗。由大功率電機定子繞組磁場在鐵心中交變所引起的渦流損耗和磁滯損耗組成。其大小與鐵心材料、電源頻率及磁通密度有關(guān)。鐵芯損耗大小基本與電機電壓的平方成正比。
風磨損耗。也稱為機械損耗，是恒定損耗之一，主要包括軸承摩擦損耗及通風系統(tǒng)損耗，對繞線式轉(zhuǎn)子還存在電刷摩擦損耗。對于高效率大功率電機，電機風扇大小、軸承密封型式對機械損耗影響特別明顯，尤其是高轉(zhuǎn)速電機更為敏感。大功率電機功率越大，機械損耗在總損耗中所占比例也越大。
銅損耗。是電機定子、轉(zhuǎn)子電流引起的損耗，包括定子銅耗和轉(zhuǎn)子銅耗，其大小與電機電流及繞組電阻值直接相關(guān)。因而在大功率電機質(zhì)量控制中，電磁線及鑄鋁轉(zhuǎn)子鋁的材質(zhì)非常關(guān)鍵。
雜散耗。該損耗由定子漏磁通，電機定轉(zhuǎn)子的各種高次諧波在導線、鐵心及其他金屬部件內(nèi)所引起。各種損耗的與電機總損耗占比情況。鐵耗——20%~25%；機械損耗——10%~50%；銅耗——20%~70%；雜散損耗——10%~15%。
大功率電機效率與損耗相關(guān)聯(lián)性
大功率電機效率與損耗是一種負相關(guān)關(guān)系，即效率越高損耗越小，反之，損耗越大，效率越低。對于高效電機，損耗的有效控制是提高電機能效的最有效手段。
影響大功率電機損耗的因素
輸入電壓變化。與大功率電機的額定電壓相比，實際運行時輸入的電壓都會有不同程度的偏差，運行電壓略低于額定電壓（但不能低于10%，最好在2-3%之間）時，保證大功率電機正常運行的同時，電機損耗要??；相反，當電機運行電壓高于額定電壓時，電機損耗會增加，若超出過多，電機電流增加過大甚至導致燒毀故障。
大功率電機空載、輕載和重載時，電壓與效率的關(guān)系又各不相同電壓不平損耗。若輸入電壓不平衡，將導致異步電機電流不平。因負序電流的存在導致電機的轉(zhuǎn)矩減小。
電源頻率變化。對于風機泵類負載，軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比變化，頻率降低后，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)矩也下降，定子、、轉(zhuǎn)子電流下降，因而大功率電機效率有所提高，再加上軸功率有大幅度下降，電機輸入功率同樣大幅度下降，所以風機泵類負載采用變頻調(diào)速，在低速時可獲得好的節(jié)能效果。電機轉(zhuǎn)速下降后對于溫升的影響，因而在電機的設計環(huán)節(jié)、試驗環(huán)節(jié)應對該工況的特殊性予以評價，從大功率電機材料選擇及結(jié)構(gòu)設計方面下功夫，規(guī)避低頻運行時溫升的不符合。
非正弦波形電源供電。大多數(shù)變頻器輸出電壓波形是非正弦波，在異步大功率電機中產(chǎn)生諧波電流及諧波磁動勢，這勢必會造成電機雜散損耗的增加。
大功率電機起動和停機損耗。有些負載要求斷續(xù)運行，甚至頻繁起動，這樣將會使定子繞組頻繁受到?jīng)_擊力，鼠籠轉(zhuǎn)子也會因發(fā)熱不均勻，產(chǎn)生熱應力，反復起動會使轉(zhuǎn)子導條斷裂。起動時大功率電機發(fā)熱增多而散熱條件較穩(wěn)態(tài)運行差，多次起動也會使電機過熱。因此在規(guī)定時間內(nèi)對起動次數(shù)及時間間隔都有規(guī)定。采用高轉(zhuǎn)子電阻電機，可以減少定轉(zhuǎn)子起動電流，所以可減少能耗及電流沖擊影響。
高效節(jié)能大功率電機是一種不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢
目前我國工業(yè)能耗約占總能耗的70%，其中大功率電機能耗約占工業(yè)能耗的60%~70%，加上非工業(yè)電機能耗，大功率電機實際能耗約占總能耗的50%以上。而現(xiàn)今高效節(jié)能大功率電機應用比例低。從節(jié)能和環(huán)保的角度分析，高效電機推廣和應用已成為一種無法逆轉(zhuǎn)的趨勢。
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