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          減輕電機重量和提高效率的方法

          日期:2022-10-14 16:06:25 人氣:671

          減輕電機重量和提高效率的方法

          電機是一種機電能量轉換裝置,以線性或旋轉運動的形式將電能轉換為機械能,電機的工作原理主要取決于磁場和電場的相互作用。許多參數可用于比較電機:扭矩、功率密度、結構、基本工作原理、損耗系數、動態響應和效率,最后一個是最重要的一個。 電機效率低的原因主要可歸因于以下因素:尺寸不當,所用電機的電氣效率低、終端用戶(泵、風扇、壓縮機等)機械效率低沒有速度控制系統維護不力甚至根本不存在。


          為了最大限度地提高電機的能量性能,必須將電機運行過程中各種能量轉換產生的損失降至最低。事實上,在電機中,能量從電能轉變為電磁能,然后再轉變為機械能。提高效率的電機不同于傳統的電動機,因為前者的損耗最小。事實上,在傳統電機中,損失主要由以下原因造成:摩擦損失和風阻損失(軸承、電刷和通風)造成的機械損失真空鐵中的損耗(與電壓平方成比例),與流動方向變化有關的分散能量滯后引起的損耗,以及由堆芯內的循環電流和流動變化引起的渦流引起的損耗焦耳效應造成的損耗(與電流平方成正比)。

          減輕電機重量和提高效率的方法

          根據設計的系統類型及其運行的潛在環境,電機重量對系統的總體成本和運行價值可能非常重要。電機重量減輕可以從多個方向解決,包括通用電機設計、高效部件生產和材料選擇。為了實現這一目標,有必要改進電機開發的所有方面:從設計到使用優化材料高效生產部件,輕質材料的使用和新穎的制造工藝。一般來說,電機的效率取決于電機的類型、大小、利用率,還取決于所用材料的質量和數量。因此,從所有這些方面來看,需要使用能源和成本效益高的部件來開發電機。


          適當的設計

          設計最高效的電機是減輕重量的一個關鍵方面,因為大多數電機都是為廣泛使用而設計的,所以適合特定應用的合適電機通常比實際需要的大。為了克服這一挑戰,重要的是尋找愿意以半定制方式改變的電機制造公司,從電機繞組和磁性元件到機架尺寸。為了確保有正確的繞組,需要了解電機的規格,以便能夠保持應用所需的精確扭矩和速度。除了調整繞組外,制造商還可以根據磁導率的變化改變電機的磁性設計,在轉子和定子之間正確放置稀土磁體有助于增加電機的整體扭矩。

          減輕電機重量和提高效率的方法

          新型制造工藝

          制造商能夠不斷升級自己的設備,以生產公差更高的電機部件,從而消除曾經用作防破損安全裕度的厚壁和密集區域。由于每個部件都是使用最新技術重新設計和制造的,因此可以在多個包含磁性部件的地方減輕重量,包括絕緣和涂層、機架和電機軸。

          減輕電機重量和提高效率的方法
          材料選擇

          材料選擇對電機運行、效率和重量有整體影響,舉個最明顯的例子,這就是為什么這么多制造商使用鋁框架而不是不銹鋼。制造商們一直在繼續試驗具有電磁和絕緣特性的材料,制造商正在使用各種不同的復合材料以及較輕的金屬,這些材料提供了鋼組件的輕質替代品。出于安裝目的,根據用戶對最終電機的具體要求,可使用多種增強塑料、聚合物和樹脂。隨著電機設計師不斷試驗和研究替代部件,包括用于密封目的的密度較低的涂層和樹脂,他們為生產過程注入了新的活力,這往往會影響電機的重量。此外,制造商還提供無框架電機,可通過完全消除框架對電機重量產生影響。


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