كيفية جعل المحركات ذات كفاءة عالية وخسائر منخفضة؟

نظرًا لاختلاف توزيع الخسائر في المحركات الكهربائية ذات مستويات الطاقة وأرقام الأقطاب المختلفة، فيجب اتخاذ التدابير اللازمة لتقليل الخسائر من خلال التركيز على مكونات الخسارة الرئيسية ذات مستويات الطاقة وأرقام الأقطاب المختلفة. إذن، ما هي الطرق المحددة لتقليل الخسائر؟

1. زيادة المواد الفعالة لتقليل خسائر اللف وخسائر الحديد

وفقًا لمبدأ تشابه المحرك، عندما يظل الحمل الكهرومغناطيسي ثابتًا ولا يتم أخذ الخسائر الميكانيكية في الاعتبار، فإن خسائر المحرك تتناسب تقريبًا مع القوة الثالثة للحجم الخطي للمحرك، بينما تكون طاقة الإدخال للمحرك متناسبة تقريبًا مع القوة الرابعة للحجم الخطي. ومن هذا، يمكن تقريب العلاقة بين الكفاءة والاستخدام الفعال للمواد. من أجل الحصول على مساحة أكبر في ظل ظروف حجم التثبيت المحددة ووضع مواد أكثر فعالية لتحسين كفاءة المحرك، يصبح القطر الخارجي لرقائق الجزء الثابت عاملاً مهمًا.

2. اعتماد مواد مغناطيسية أفضل وتدابير عملية لتقليل استهلاك الحديد

في المحركات عالية القدرة، يشكل فقدان الحديد نسبة كبيرة من إجمالي الخسائر، لذا فإن تقليل قيمة فقدان الوحدة لمواد قلب الحديد سيساعد على تقليل فقدان الحديد في المحرك.

وتشكل تكلفة المواد الأساسية الحديدية أيضًا جزءًا كبيرًا من تكلفة المحركات الكهربائية، لذا فإن اختيار المواد المغناطيسية المناسبة هو المفتاح لتصميم وتصنيع المحركات الكهربائية عالية الكفاءة.

3. تقليص حجم المروحة لتقليل خسائر التهوية

بالنسبة للمحركات عالية القدرة ذات القطبين 2- و4-، فإن احتكاك الرياح يشكل نسبة كبيرة، مثل احتكاك الرياح لمحرك 90 كيلو وات ذي القطبين 2-، والذي يمكن أن يشكل حوالي 30% من إجمالي الخسارة. لذلك، في ظل حالة السماح بارتفاع درجة الحرارة، يمكن أن يؤدي تقليل حجم المروحة إلى تقليل استهلاك احتكاك الرياح بشكل فعال

4. تقليل الخسائر الضالة من خلال تدابير التصميم والعملية

تنتج الخسائر الضالة للمحركات غير المتزامنة بشكل أساسي عن الخسائر عالية التردد الناتجة عن التوافقيات عالية الترتيب للمجال المغناطيسي في نوى الحديد والدوار والملفات. وقد أظهرت التجارب أن استخدام اللفات الجيبية يمكن أن يقلل الخسائر الضالة بمعدل يزيد عن 30%.

5. تحسين عملية الصب بالقالب لتقليل خسائر الدوار

من خلال التحكم في الضغط ودرجة الحرارة ومسار انبعاث الغاز أثناء صب الألومنيوم للدوار، يتم تقليل الغاز في قضبان توجيه الدوار، وبالتالي تحسين التوصيل وتقليل استهلاك الألومنيوم للدوار. تظهر الحسابات أن استبدال دوارات الألومنيوم المصبوبة بدوارات النحاس يمكن أن يقلل من خسائر الدوار بنحو 38%.

6. تطبيق تصميم التحسين الحاسوبي لتقليل الخسائر وتحسين الكفاءة

بالإضافة إلى زيادة المواد وتحسين خصائص المواد وتحسين العمليات، يتم اعتماد تصميم التحسين الحاسوبي لتحديد المعلمات المختلفة بشكل معقول مع تلبية القيود مثل التكلفة والأداء، من أجل تحقيق أقصى قدر ممكن من التحسين في الكفاءة. يمكن أن يؤدي اعتماد التصميم المحسن إلى تقصير وقت تصميم المحرك بشكل كبير وتحسين جودة تصميم المحرك.