淺析提高交流電動(dòng)機(jī)效率的幾個(gè)著手點(diǎn)

鐘運(yùn)浩

現(xiàn)階段，電動(dòng)機(jī)在很多領(lǐng)域之中得到了應(yīng)用，而且展示出的應(yīng)用特點(diǎn)具備很強(qiáng)的差異性。除此之外，在用電量消耗上，同樣排在各個(gè)國家的前幾名。相比之下，三相異步電動(dòng)機(jī)的使用頻率最高。電動(dòng)機(jī)效率提升，對(duì)于提升能源解決和環(huán)保具備重要意義，為了達(dá)到該目的，相關(guān)電機(jī)和電路設(shè)計(jì)人員需要對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究和了解，并做好其結(jié)構(gòu)的全面調(diào)整。

1 交流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與類型

從實(shí)際工作之中可以看出，常用的電動(dòng)機(jī)類型主要包括以下幾方面，即交流單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。站在交流電動(dòng)機(jī)角度來說，如果想要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速操作，就必須對(duì)供電頻率和電壓進(jìn)行有序調(diào)整，這也是對(duì)恒定電壓的一種合理控制。而且在實(shí)際交流電動(dòng)機(jī)速度驅(qū)動(dòng)過程中，可以維護(hù)向量控制的有效改善，但整體操作十分復(fù)雜，需要借助于速度或者是位置傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的精確測(cè)量，但該種方法的花費(fèi)成本較高，而且還需要很多配線的支持。

2 提高交流電動(dòng)機(jī)效率的常見措施

2.1 針對(duì)可變性機(jī)械負(fù)載

站在實(shí)際生產(chǎn)工作角度來說，很多設(shè)備均存在負(fù)荷不均勻現(xiàn)象，而且隨著時(shí)間的推移，負(fù)載會(huì)出現(xiàn)滿載或者是輕載問題，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)間斷運(yùn)行現(xiàn)象，如果交流電動(dòng)機(jī)始終處于恒速狀態(tài)運(yùn)行，則傳動(dòng)效率大大降低，進(jìn)而引發(fā)資源的浪費(fèi)問題。倘若研究人員可以根據(jù)實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)速要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)工作頻率的全面更改，則會(huì)確保電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)合理變化，從而獲取到最佳電機(jī)運(yùn)行速度。除此之外，在不同情況下，為了將實(shí)際電機(jī)效率展示出來，不但可以確保電機(jī)能耗的降低，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)交流電動(dòng)機(jī)電源頻率的全面控制，確保電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以得到有效控制。從主要設(shè)備工作中可以看出，變頻電源的來源為變頻器，避免調(diào)速過程出現(xiàn)巨大損耗。該種措施的應(yīng)用范圍較廣，而且特性好、精度高，但其主體維修工作的開展極為困難，造價(jià)也較高，最為常見的應(yīng)用為三菱、西門子等變頻器制作[1]。

2.2 恒定負(fù)載情況

從恒定負(fù)載電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中可以看出，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻調(diào)速設(shè)備的全面應(yīng)用，但為了將低成本、維修工作量低等特點(diǎn)展示出來，連續(xù)恒載工作的實(shí)施顯得十分重要。該種情況的選用原則是對(duì)負(fù)載功率進(jìn)行全面計(jì)算，讓額定功率Pn不會(huì)低于Pz電動(dòng)機(jī)。相比之下，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流更大，而且與之相對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間極短，人們不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱情況進(jìn)行考量。另外，在實(shí)際籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用時(shí)，只需要校檢啟動(dòng)能力即可。如果是站在紡織、造紙等工作角度來說，具備明顯的連續(xù)性工作特點(diǎn)，在實(shí)際工作之中，需要選擇好實(shí)際的恒載工作制動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并對(duì)其實(shí)際參數(shù)進(jìn)行充分考量，還要將電動(dòng)機(jī)的效率和降損結(jié)合在一起。

2.3 維持電源電壓平衡

在供電系統(tǒng)研究過程中，涉及三相四線制，容易出現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)電源不對(duì)稱問題，甚至還出現(xiàn)具體的電壓分量，如正序、零序等。此種情況之下，電動(dòng)機(jī)容易出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)時(shí)的制動(dòng)作用也會(huì)更加明顯，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行消耗也會(huì)降低。另外，在電壓較低的情況之下，整個(gè)電機(jī)電流也會(huì)進(jìn)一步偏大，這也是損耗提升的一種表現(xiàn)形式。為了將上述問題解決，可以將平衡裝置應(yīng)用其中，讓電源逐漸趨于穩(wěn)定[2]。

2.4 電動(dòng)機(jī)材料機(jī)構(gòu)的選擇

站在電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)材料選擇角度來說，主要是對(duì)固定損耗和可變損耗等情況進(jìn)行控制，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子要展示出一定的降耗功能，并增加其中的硅鋼片用量，以及導(dǎo)磁能力較高的材料。如果電動(dòng)機(jī)的功率較大，鐵耗占據(jù)的比重較大，此時(shí)，人們可以對(duì)新的鐵芯材料進(jìn)行選擇，避免電機(jī)耗鐵值的大幅提升。為了進(jìn)一步降低勵(lì)磁電流，鐵芯材料也需要展示出較高的磁導(dǎo)率，這主要是在磁感應(yīng)領(lǐng)域中得到有效反應(yīng)。除此之外，有些電動(dòng)機(jī)繞組系數(shù)較高，雜散損耗程度也較低，可以維護(hù)電動(dòng)機(jī)工作效率的進(jìn)一步提升。另外，在大型高效鐵芯材料選擇過程中，應(yīng)該以高磁感、無鐵損的硅鋼片進(jìn)行應(yīng)用，并借助于普通的冷軋無取向硅鋼片應(yīng)用，確保電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。但由于電機(jī)具備高效化和小型化特點(diǎn)，普通硅鋼片鐵芯無法與實(shí)際需求相符，進(jìn)而導(dǎo)致硅鋼片利用率降低。

2.5 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分析

在實(shí)際轉(zhuǎn)子繞組研究之中，很容易受到轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)影響，相比之下，由于電阻率不同，所產(chǎn)生的耗損程度也不同，如果高壓電動(dòng)機(jī)功率較大，為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)轉(zhuǎn)子銅損的降低，為電動(dòng)機(jī)效率提升提供基礎(chǔ)條件，銅條轉(zhuǎn)子的應(yīng)用顯得極為重要[3]。

2.6 降低機(jī)械損耗

一般來說，常見的交流電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗包括以下幾種形式，即電機(jī)轉(zhuǎn)子表面的摩擦損耗、軸承摩擦和密封圈摩擦損耗等，這些損耗與電機(jī)轉(zhuǎn)速、通風(fēng)方式和風(fēng)扇形式等息息相關(guān)。截止到目前，交流電動(dòng)機(jī)在機(jī)械損耗降低過程中，主要內(nèi)容有正反向葉片、徑向分布式盆式風(fēng)扇等，當(dāng)氣流經(jīng)過風(fēng)扇時(shí)，可能會(huì)與葉片情況存在一些差異性，而且還會(huì)在葉片之間產(chǎn)生較大的渦流。葉片在修筑過程中，并沒有做到精細(xì)性打磨，這對(duì)于風(fēng)流產(chǎn)生了極大影響，同時(shí)，也會(huì)進(jìn)一步提升風(fēng)磨損。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)阻的全面控制，相關(guān)工作人員可以對(duì)較大機(jī)座進(jìn)行選擇，并應(yīng)用軸流或者是后傾式風(fēng)扇。由于高效率電機(jī)熱耗的降低，冷卻風(fēng)量相對(duì)減少，相應(yīng)的風(fēng)耗也會(huì)得到降低。站在合理的通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來說，同樣也會(huì)產(chǎn)生上述效果。站在零部件選擇角度來說，可以多使用一些摩擦較低的軸承，并輔助一些潤滑脂應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)損耗的全面降低。在尺寸選擇上，應(yīng)該以中間公差和形位公差精度角度進(jìn)行考慮，避免裝配變形情況出現(xiàn)，這樣一來，整個(gè)摩擦損耗同樣也會(huì)得到大幅降低[4]。

2.7 降低雜散損耗

在整個(gè)定子繞組銜接上，主要以正弦繞組接法的應(yīng)用為主，該種方式可以將磁場(chǎng)中的高次諧波進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)附加損耗和附加轉(zhuǎn)矩的全面削弱。除此之外，在實(shí)際鐵芯設(shè)計(jì)過程中，可以使用多槽數(shù)和短節(jié)距形式。另外，在定子和轉(zhuǎn)子的應(yīng)用上，應(yīng)該以窄槽口選擇為主。此時(shí)，人們還需要對(duì)端結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面改進(jìn)，避免漏磁損耗產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的提升，設(shè)計(jì)者可以對(duì)鐵芯之間的接觸電阻進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并借助于沖片氧化法進(jìn)行有效處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)雜散損耗的全面控制。

3 結(jié)語

綜上所述，交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)具備很強(qiáng)的系統(tǒng)性和復(fù)雜性特點(diǎn)，而且還會(huì)涉及電動(dòng)機(jī)零部件的有效治理和選擇，在配套電路運(yùn)行上，同樣需要對(duì)實(shí)際周期進(jìn)行確定。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)交流電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程中的高效設(shè)計(jì)，處理好相關(guān)耗損問題顯得極為重要。