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如何让电机变得超级高效且看这些技术

2019-09-26 10:55:37 阅读()

高效电动机的设计要点就是要降低各项损耗,提高电动机效率。所采取的措施包括:应用特殊下线工具,提高定子槽满率,增加了铜线的截面积;提高制造精度,缩短线圈端部长度,加强冲片和定子铁心的制造质量,从而减少铁耗和激磁电流及其引起的铜耗;改善转子槽绝缘工艺,降低负载杂耗;合理的选择硅钢片的牌号,降低铁损和定子铜耗。
1.电机效率的影响因素
电机损耗包括定转子铜损耗、铁损耗、机械损耗、杂散损耗等。降低电机损耗、提高效率的方法很多:
降低定子铜耗的措施,主要包括减小定子电阻、缩短绕组端部长度;减薄绝缘,提高槽满率、增加导线截面积、采用新材料降低电磁线的电阻率等;
降低转子铝耗的措施,主要包括采用大截面积的转子槽形和加大端环截面、提高铝的纯度、降低转子电阻等;
降低铁耗的措施,主要包括采用低损耗的优质冷轧硅钢片,减少电机的涡流损耗;调整槽形,选用合理的磁通量密度,减少基波铁损耗;增加铁心长度,减少磁通量密度来降低损耗;提高铁心制造质量,保证硅钢片表面的绝缘等措施;
降低机械耗的措施,主要包括高效风扇结构及合理风路、提高叶片表面粗糙度,使风流畅通,提高风扇的效率,降低风摩耗;选用优质低摩擦轴承、润滑脂、降低摩擦损耗;提高形位公差精度,保证电机整机装配质量,降低摩擦损耗等;
降低杂散损耗措施,主要包括定子槽采用多槽数,减少定、转子槽口宽度,铁心两端采用非导磁材料;采用“正弦”绕组以削弱磁场中的高次谐波,削弱附加损耗,适当增加气隙,转子采用少槽,采用磁性槽楔,精确控制斜槽度,采用特殊斜槽等措施。
2.降低电机损耗的关键制造技术
2.1降低机械耗的技术措施
零部件尺寸采用中间公差及提高形位公差精度,保证零部件在运输、装配时不变形,同时保证电机整机装配质量,从而降低摩擦损耗。生产经验表明,采用轴承室滚压工艺可有效提高轴承室配合部位的加工精度,减少轴承运转精度带来的一系列问题;采用轴承润滑脂的在线定量注油技术,可稳定地控制润滑脂的注人量,保证批量生产的高效电机机械耗稳定。
中小型电机的轴承普遍采用滚动轴承,采用合适的优质润滑剂。传统的工艺方法是,在轴承装配前在轴承内手工抹人润滑油脂,然后装配轴承,最后利用油枪再次对电机加注润滑脂。这种手工加注油脂的方法存在的问题如下:涂抹量不易控制,对轴承部位润滑、机械损耗都有影响;润滑油脂易受污染,且手工抹人后电机零部件周围有油污;工序多,操作不便。
目前没有能够定量为电机注油的装置。为有效控制润滑脂的加入量,经过大量的技术验证,确定应用自动注脂机、油管、快换接头等实现电机在线装配自动定量注油。该技术将注油机设置在电机装配线的下线处,电机在装配过程中无须加注油脂,电机下线时将装配线自动定量注油装置的快换接头与电机注油管相连接,起动注油机即可自动定量为电机加注油脂。此装置具有使用方便、定量准确、高效快捷的优点,目前在高效电机及其他电机中广泛应用,并获得国家实用新型专利。
2.2降低杂散损耗的技术措施
转子外圆在电机生产厂家普遍采用车加工工艺。由于槽口铝条的影响,车削交替从硬的硅钢片到软的铝,因机床精度较差,转子外圆加工后尺寸不稳定。如采用一刀车成加上部分转子外径加工余量较小,会使转子外径表面质量差、毛刺大,或者转子表面片间粘连严重,导致电机杂耗大、温升高、效率低,因此对转子外圆车加工工艺过程、参数、质量检验标准等进行规范,显得尤为重要。
转子的磁场换向频率很低,转子硅钢片自身产生的磁滞损耗和涡流损耗可以忽略,杂耗主要来源于槽口部位铝导条与转子冲片外圆的导通形成的横向电流损耗,需精车、焙烧、外圆特殊处理,增大转子外圆导条与冲片、冲片与冲片之间的电阻,减小横向电流引起的杂散损耗。通过分析,可在转子精车时推广应用新型刀具及工艺。
大多生产厂家车转子外圆时使用450正偏刀,刃倾角为正值,同样的切削参数情况下,该刀的轴向分力较大,易使硅钢片倒片及粘连。新工艺使用930正偏山特维克机夹刀,因刀具的轴向分力较小,可减少硅钢片倒片及粘连,能有效提高转子的表面加工质量。

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