高效電機與節能減排政策直接關聯,許多國家重點工程和市政項目投標電機必須滿足IE3能效考核要求,特別是通過出口進入歐洲國家的電機,這些要求幾乎是最低門檻。
但對於電機生產企業來說,效率提升的難度太大了,有許多瓶頸技術有待突破,如損耗的測定、影響電機效率關鍵因素的確定、損耗成因及定量分析等。下面MS.先從損耗增大的成因說起,逐一分解和剖析。
定子銅損大
● 定子繞組電阻大:
(1)導線電阻率大或線徑小、線徑不勻或並繞根數少
(2)接線錯誤或焊接不牢
(3)實際匝數比設計值多
● 定子電流大:
(1)其他損耗較大
(2)由於定子繞組不對稱使三相不平衡
(3)定轉子氣隙嚴重不均勻
(4)因匝數少於正常值,此時電阻將少於正常值
(5)繞組接線不正確
轉子銅損大
● 轉子繞組(或導條)電阻大:
(1)鋁(銅)的電阻率較大
(2)鑄鋁轉子導條或端環內有氣有氣孔或雜質,或因鑄造缺陷導致局部有瘦條問題
(3)定子槽不整齊(表現為槽口鋸齒),錯片、反片,導致轉子槽的有效面積不足
(4)因為鑄鋁參數選擇不當導致鋁的組織疏鬆,直接導致電阻率增加
(5)材料不符合要求,比如普通鋁轉子使用了合金鋁
(6)用錯轉子等
● 轉子電流大
(1)用錯轉子
(2)鑄鋁時用錯鋁,比如合金鋁轉子使用了普通鋁
(3)轉子鐵心疊壓不實,造成大面積的片間進鋁,導致轉子橫向電流過大
雜散損耗大
● 定子繞組型式或節距選擇不當
● 定、轉子槽配合選擇不當
● 氣隙過小或嚴重不均勻
● 轉子導條與鐵心嚴重短路
● 定子繞組端部過長等
鐵損大
● 硅鋼片質量較差或材料使用錯誤,比如600料錯用成800的這種降牌號使用;對於外購鐵芯的電機廠應特別關注該問題
● 定子鐵心片間絕緣不好:
(1)未進行絕緣處理或處理效果不
(2)鐵心疊壓時壓力過大,使片間絕緣受到破壞
(3)車定子內膛或修銼鐵芯時,導致鐵心片與片短路(該問題在大多的鐵芯製造廠存在)
● 鐵心片數不足,鐵重不夠:
(1)碼片數量不足(缺片)
(2)疊壓壓力較小,未壓實,直接結果是鐵重不足
(3)衝片毛刺較大,鐵長符合時鐵重不能保證
(4)塗漆過厚,屬於硅鋼片的直接質量問題
● 磁路過於飽和,此時空載電流與電壓的關係曲線彎曲得較嚴重。
● 空載雜散損耗較大,因試驗時它被包含在鐵損耗中,使鐵損耗顯得較大。
● 用火燒或通電加熱等方法拆出繞組時,造成鐵心過熱,使導磁性能下降和片間絕緣損壞。這問題主要出現在繞組故障後通過火燒的方法取出繞組的情形;有的電機廠家已尋求到一種通過鹼液浸泡方式取出繞組的辦法。
機械損耗大
● 軸承或軸承裝配質量不好,此時軸承將嚴重發熱或轉動不靈活。
● 外風扇用錯(如2極電機使用了4極的風扇)或扇葉角度有誤;按照常規設計,2P電機風扇相對較小,通過調整風扇方法降低損耗的方法非常有效,但前提是要保證電機的溫升性能。
● 機座和兩端蓋軸承室不同軸;
● 軸承室直徑小,使軸承外圈受壓變形,造成軸承磨擦損耗加大;該情況還同時可能導致軸承過熱失效。
● 軸承室內加的潤滑脂過多或油脂質量不好。該問題在高壓電機上表現明顯,Ms.參曾做過一個試驗,軸承蓋溫度的最高點比最低點高10K,打開檢查,該位置的潤滑脂確實堆積較多。
● 定轉子相擦,也就是我們所說的掃膛,定轉子虛擦時,不至於直接導致電機不轉,但電機損耗增加明顯。
● 轉子軸向尺寸不正確,造成兩端頂死,使轉動不靈活。
● 油封或甩水環等部件安裝不正或變形,產生較大的摩擦阻力。
● 帶風扇電機,風扇與關聯件相擦致轉動不暢。
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