船用电机效率低下的原因分析
船用电机与节能减排政策直接相关。许多国家/地区的重点项目和市政项目的船用电机竞标必须满足能效评估要求,尤其是出口到欧洲国家的船用电机,这几乎是很低门槛。
但是,对于船用电机制造商而言,效率提高的难度太大,并且有许多瓶颈技术需要打破,例如损耗测量,确定影响电机效率的关键因素,损耗原因和定量分析。接下来我们从损失增加的原因入手,逐一进行分解和分析。
一、定子铜损大
1.定子绕组电阻大:(1)导体电阻大或线径小,线径不均匀或并联绕组数少;(2)接线错误或焊接不牢固;(3)实际匝数大于设计值。
2.定子电流大:(1)其他损耗大;(2)由于定子绕组的不对称,三相不平衡;(3)定子与转子之间的气隙严重不均匀;(4)由于匝数小于正常值,所以电阻将小于正常值;(5)绕组接线不正确。
二、转子铜损大
1.转子绕组(或导杆)的电阻较大:(1)铝(铜)的电阻较大;(2)铸铝转子的导杆或端环上有气孔或杂质,或者由于铸件缺陷而在某些部位有细条;(3)定子槽不是整齐的(如槽锯齿所示),有错件和倒件,导致转子槽有效面积不足;(4)由于铸铝参数的选择导致导向不当。铝的结构疏松,直接导致电阻率的增加;(5)材料不符合要求,例如普通铝转子采用铝合金;(6)使用了错误的转子等。
2.转子电流大;(1)使用了错误的转子;(2)铸造铝时使用了错误的铝,例如铝合金转子使用普通铝;(3)转子铁心的叠合不真实,造成中间铝板面积大,导致转子的横向电流过大。
三、高杂散损耗
1.定子绕组类型或螺距选择不当;
2.定子和转子槽的选择不当;
3.气隙太小或严重不均匀;
4.转子导杆与铁芯严重短路;
5.定子绕组末端太长。
四、铁损大
1.硅钢板质量差或材料使用不当,例如将600种材料误用为800种材料,可减少品牌使用;购买铁芯的电机工厂应特别注意这个问题。
2.定子铁心片之间的绝缘不良:(1)未进行绝缘处理或处理效果不佳; (2)铁心叠层时压力过大,导致片间绝缘破坏。 (3)铁芯块之间的短路是由于定子加载或铁心填充时引起的(大多数铁芯制造商都存在此问题)。
3.铁芯件数量不足,铁件重量不足:(1)切屑数量不足(缺失); (2)层压压力小,不致密,直接结果是铁的重量不足; (3)毛刺大,当铁长度满足时,铁的重量不能保证; (4)涂料太稠,属于硅钢板的直接连接质量问题。
4.磁路过饱和时,空载电流和电压之间的曲线会严重弯曲。
5.空载杂散损耗大,因为它在测试过程中包括在铁损中,使铁损显得更大。
6.当通过火或电加热移除绕组时,铁芯会过热,这将降低磁导率并损坏薄板之间的绝缘。该问题主要发生在绕组故障后通过燃烧将绕组取出时。一些电机制造商找到了一种通过浸入碱溶液来取出绕组的方法。
五、机械损耗高
1.轴承或轴承的装配质量不好,此时,轴承会严重发热或旋转不灵活;
2.外部风扇使用错误(例如,两极电机使用四极风扇)或风扇叶片角度错误;按照常规设计,2p电机的风扇比较小,通过调节风扇来减少损耗的方法非常有效,但前提是要保证电机的升温性能;
3.底座的不同轴和两个端盖的轴承腔;
4.轴承腔的小直径会导致轴承外圈压缩变形,从而增加轴承的摩擦损耗,也可能导致轴承过热和故障;
5.轴承室中添加的润滑脂过多或润滑脂质量差。这个问题在高压电动机中很明显。我们已经做了测试。轴承盖的较高温度比较低温度高10K。打开并检查后,该位置有很多油脂;
6.在定转子摩擦时,即不会直接导致电机不旋转,但电机损耗明显增加;
7.转子的轴向尺寸不正确,导致死角和旋转不灵活;
8.油封或挡水环等组件安装不当或变形,导致较大的摩擦阻力;
9.使用风扇马达时,风扇和相关部件会相互摩擦,导致旋转不良。
但是,对于船用电机制造商而言,效率提高的难度太大,并且有许多瓶颈技术需要打破,例如损耗测量,确定影响电机效率的关键因素,损耗原因和定量分析。接下来我们从损失增加的原因入手,逐一进行分解和分析。
一、定子铜损大
1.定子绕组电阻大:(1)导体电阻大或线径小,线径不均匀或并联绕组数少;(2)接线错误或焊接不牢固;(3)实际匝数大于设计值。
2.定子电流大:(1)其他损耗大;(2)由于定子绕组的不对称,三相不平衡;(3)定子与转子之间的气隙严重不均匀;(4)由于匝数小于正常值,所以电阻将小于正常值;(5)绕组接线不正确。
二、转子铜损大
1.转子绕组(或导杆)的电阻较大:(1)铝(铜)的电阻较大;(2)铸铝转子的导杆或端环上有气孔或杂质,或者由于铸件缺陷而在某些部位有细条;(3)定子槽不是整齐的(如槽锯齿所示),有错件和倒件,导致转子槽有效面积不足;(4)由于铸铝参数的选择导致导向不当。铝的结构疏松,直接导致电阻率的增加;(5)材料不符合要求,例如普通铝转子采用铝合金;(6)使用了错误的转子等。
2.转子电流大;(1)使用了错误的转子;(2)铸造铝时使用了错误的铝,例如铝合金转子使用普通铝;(3)转子铁心的叠合不真实,造成中间铝板面积大,导致转子的横向电流过大。
三、高杂散损耗
1.定子绕组类型或螺距选择不当;
2.定子和转子槽的选择不当;
3.气隙太小或严重不均匀;
4.转子导杆与铁芯严重短路;
5.定子绕组末端太长。
四、铁损大
1.硅钢板质量差或材料使用不当,例如将600种材料误用为800种材料,可减少品牌使用;购买铁芯的电机工厂应特别注意这个问题。
2.定子铁心片之间的绝缘不良:(1)未进行绝缘处理或处理效果不佳; (2)铁心叠层时压力过大,导致片间绝缘破坏。 (3)铁芯块之间的短路是由于定子加载或铁心填充时引起的(大多数铁芯制造商都存在此问题)。
3.铁芯件数量不足,铁件重量不足:(1)切屑数量不足(缺失); (2)层压压力小,不致密,直接结果是铁的重量不足; (3)毛刺大,当铁长度满足时,铁的重量不能保证; (4)涂料太稠,属于硅钢板的直接连接质量问题。
4.磁路过饱和时,空载电流和电压之间的曲线会严重弯曲。
5.空载杂散损耗大,因为它在测试过程中包括在铁损中,使铁损显得更大。
6.当通过火或电加热移除绕组时,铁芯会过热,这将降低磁导率并损坏薄板之间的绝缘。该问题主要发生在绕组故障后通过燃烧将绕组取出时。一些电机制造商找到了一种通过浸入碱溶液来取出绕组的方法。
五、机械损耗高
1.轴承或轴承的装配质量不好,此时,轴承会严重发热或旋转不灵活;
2.外部风扇使用错误(例如,两极电机使用四极风扇)或风扇叶片角度错误;按照常规设计,2p电机的风扇比较小,通过调节风扇来减少损耗的方法非常有效,但前提是要保证电机的升温性能;
3.底座的不同轴和两个端盖的轴承腔;
4.轴承腔的小直径会导致轴承外圈压缩变形,从而增加轴承的摩擦损耗,也可能导致轴承过热和故障;
5.轴承室中添加的润滑脂过多或润滑脂质量差。这个问题在高压电动机中很明显。我们已经做了测试。轴承盖的较高温度比较低温度高10K。打开并检查后,该位置有很多油脂;
6.在定转子摩擦时,即不会直接导致电机不旋转,但电机损耗明显增加;
7.转子的轴向尺寸不正确,导致死角和旋转不灵活;
8.油封或挡水环等组件安装不当或变形,导致较大的摩擦阻力;
9.使用风扇马达时,风扇和相关部件会相互摩擦,导致旋转不良。