关键字 |
| 单相Capacitor-Run感应电动机、转子几何、铜压铸转子技术。 |
介绍 |
| 单相感应电动机是广泛使用的工业、住宅和商业募捐的今天,我们需要开发不同寻常的感应电动机效率[1]。电容器国营感应电动机的赞赏是由于转子的简单性,这是叠层钢和铸铝做的。转子笼生产复合材料的基本梯子穿刺,分层加蓝在炉中,堆栈组装、铸造、加工完成最后转子镀锌。然而,尽管它的游刃有余,转子在电机性能起着必要的作用。汽车通常来自转子的关键性能偏差,这是更明显的小型汽车[2]。 |
| Capacitor-Run汽车(crm)是广泛应用于领域没有三相线(国内和农业)和低功率负载。很多地区只有单相电源,这就意味着巨额数量的单相电机使用。在这种情况下,重要的是要减少摄入的能量增强这些汽车的性能[3]。单相感应电动机是一种最广泛使用的汽车在国内工作,不仅因为它有一个适度的结构没有一个控制器,也因为它是一种廉价的汽车[4]。然而,Capacitor-Run感应电动机剥夺开始制定像起动转矩,但具有良好的运行性能。如今,与1 kw单相感应电动机的最大效率输出小于90%和1或2%的效率增加甚至已经对家用电器性能的一个至关重要的影响,以及节约能源全球[4]。 |
| 古典感应电动机的优化设计对电磁转矩必须回答两个相互矛盾的要求,分别起动转矩的高价值和高价值的极限转矩。在单相Capacitor-Run感应电动机的情况下,这些特点是非常依赖于转子槽几何[5]。许多研究已经完成改善capacitor-run电动机的起动性能以及效率和转矩性能。综述论文的影响转子几何像转子槽型&形状上的转子槽数效率、转矩性能和电磁噪音了。 |
文献综述 |
| 最近的工作在该地区进行机器的效率的提高导致调查的参数影响的损失。各种参数对提高效率图1所示[6]。 |
| 它是至关重要的使用统一的产品测试技术电动机效率的比较。没有单一的标准测试调查的效率。世界各地的可用的各种效率标准是: |
| •IEEE 112 - 1984(美国) |
| •EPAct-USA 1992 |
| •IEC 34-2(欧洲) |
| •JEC-37(日本) |
| •bs - 269(英国) |
| •c - 390(加拿大) |
| •是4889(印度) |
| 本文提供了概述不同的效率标准和过去的研究工作进行了感应电动机的效率的提高。 |
电动机效率评估和标准 |
| 电动机效率的各种标准建立了国家在世界各地设置最低效率水平的电动马达。没有单一的标准方法,将相同级别的最低效率。1992年能源政策法案授权(闰余)在美国能源部建立最低能效标准在美国。2 - 3%提高电动机的效率被记录。NEMA标准的节能电机1994年建立更高层次的效率没有影响扭矩,这也满足国际电工委员会标准.NEMA 2001年宣布NEMA PremiumTM效率的汽车有EPAct-motors相比减少20%的损失。欧盟和欧洲制造商委员会电气机械和电子的基础上建立了汽车的分类效率水平的三相鼠笼式电机从1.1到90千瓦2极和四极分类分类的汽车都被指定为EFF1最高效率和EFF2标准效率。印度的电气和电子产品制造商协会(IEEMA)的基础上建立标准IEEMA-19:2000印第安标准是:开发129615 - 2004 [6]。电动机的效率测试在各种规范并不相同。表提出了满载效率测试7.5 hp电动机使用共同的全球标准[7]。 |
转子的几何形状的影响 |
| 在最近几年,许多研究人员评估了感应电动机的转子几何描述。转子几何中发挥着提供无价的单相感应电动机的性能。转子几何像转子槽开启和关闭,转子槽设计,转子槽形状、转子铁心材料,转子绕组等性能完美SPIM非常必要的作用。转子槽形状的影响,槽配置,材料将进一步讨论。 |
| 齿缝开度的影响 |
| 枪庆熙张成泽和s . j .公园[4]研究齿缝开度的影响在单相感应电动机的性能使用有限元方法和麦克斯韦应力张量。他们认为,扭矩是扭曲的齿缝开度的位置,因为旋转磁场的发病率。作者设计了与规定不同的齿缝开度和定子槽关闭最小化效果ofnegative扭矩和策略是获得复杂被测电机的效率。 |
| 额定输出功率0.79千瓦的单相感应电动机的定子/转子名额24/33已经复制图2所示。当齿缝开度减少从2.1毫米到1.5毫米,有降低单相感应电动机的电流和功率生成相同的扭矩和效率改进取得了高达1.3% [4]。 |
| B)插槽配置的影响 |
| 槽配置SPIM的性能起着至关重要的作用。各种研究工作进行了改善发动机的性能。周瑞等[9]设计了一种单相Capacitor-Run感应电动机模型的帮助下麦克斯韦2 d软件。作者改变了槽形状和分析优化后的结果。调查,扭矩和效率提高槽的形状进行了优化。两个模型SPIM例如YDL13-2 & YDL092-2已改变了转子的槽尺寸。槽尺寸的模型是图3所示。改变槽尺寸后,作者在麦克斯韦2 d模拟该模型。两种模型的原始设计是显示在表二世和槽尺寸优化后的结果如表3所示。 |
| 与表二世相比,转矩的性能YDL 13 - 2显著地提高效率略微倾斜,这是可以接受的,因为原始设计的效率来说是足够的。同样,YDL092-2原始设计的高转矩,但最大转矩和启动转矩是疯狂的,这个项目的优化重点提高启动性能和效率。此外,由于转子槽面积增加,有一个确信的崛起开始流动比率[9]s。Sobhani等[10]也改变了转子槽的尺寸。作者采取了两种模型的单相Capacitor-Run感应电动机即SOB-1 & SOB-2。作者模拟原始模型在麦克斯韦2 d和审查结果如表四所示。优化槽尺寸图4所示。后槽尺寸优化结果见表诉的结果是相互平行的,作者分析了结果。 |
| 在比较这些结果与原电机的性能,作者分析,机械轴扭矩增加在这两个模型。效率已得到改进。因此可以得出结论,这项工作,转子槽几何有难以置信的食粮单相Capacitor-Run感应电动机的性能[10]。Subhasis南帝[11]调查槽磁导的影响创造的RSH(转子槽谐波)。显式槽透过变化由于定子和转子槽是另一个主要贡献者RSH的一代。他们可以被描述为(1),与ωr弧度/秒的转子转速, |
| Psp = p cos (Sx) +公关cos (x -ωrt)} {R + Prsd因为{(因此)x + Rωrt} + prs因为{(S + R) x - Rωrt} +…………(1) |
| 他们相互关连的定子、转子的合成MMF生成组件。变化由于其他槽透过组件也可能导致RSH的一代。这是证明,至少在一个特定的类的机器, |
| 1)RSH的生产主要是受槽MMF而不是槽磁导。 |
| 2)没有结构缺陷和供应不平衡只有一个主要RSH理论上可能检测到。 |
| 3)其他主要RSH是由反向旋转磁场盟军的依靠组件当前的[11]。 |
| 然而,通过实验结果作者发现第二个主要谐波确实是明显的在正常操作条件下。 |
| Negoita等。[12]之间的差异提出了汽车没有奇怪,同样的汽车15%的静态奇怪的振幅和频率谱产生的磁力。作者采取了0.75千瓦,1500 rpm, 4极鼠笼式感应电动机和24个定子槽和30转子槽和通量2 d模型。两个不同的通量模型中创建2 d,一个用于电机没有奇怪,一个用于电机静态奇怪15%水平。作者得出的结论是,转子奇怪的急剧增加导致磁力振幅和力振幅增加而增加电容器的值。 |
| C)转子的核心材料的影响 |
| 核心材料有明显影响单相capacitor-run感应电动机的性能。机器的转子材料起着战略性的作用在提高开发的效率和扭矩感应电动机。过去的研究调查了不同类型的材料及其对发动机性能的影响。 |
| 周鲁伊et al。[9]设计了最优模型的选择核心材料使用包Rmxprt麦克斯韦2 d基于两个单相感应电动机,YDL13-2 YDL092-2。YDL13-2和YDL092-2都分相capacitor-run单相感应电动机。原始设计的性能计算byRmxprt如表六世[9]。 |
| 原设计采用c15定子和转子材料。作者采取了DW465转子和定子材料。RMXPRT软件选择电容器通常最低anti-magnetic潜在的目标。在接下来的设计中,所有的各软件偏好的最优值。改变定子和转子材料后,计算结果如表7 [9]。 |
| 比较的结果与原始设计如表六世,效率和功率因数增加,扭矩性能恶化是铁损失减少。 |
| 美国Sobhani等。[10]也致力于提高电机的性能通过改变核心材料。原始设计的引擎,c15用于定子和转子。作者采取了DW465为核心材料和模拟模型在麦克斯韦2 d软件。改变定子和转子材料后SOB-1 SOB-2,计算结果如表八世。结果显示改进性能和转矩。 |
| 可以看到,在SOB-1效率从37%提高到43%,扭矩从2.31提高到2.51。增加一个重要的角色在这个调查。 |
| 因此,核心材料重要的主角单相Capacitor-Run感应电动机的改进。 |
影响磁场和槽涟漪 |
| 等[12]张柯建构检查槽波纹的磁势和磁场形成的转矩谐波引入的定子和转子槽几何。提议的部分工作是由不同的机构在中国。磁场谐波的程度内槽的机是磁的功能潜力涟漪反过来取决于定子转子齿缝开度。这个磁场主要因素产生谐波转矩的电机。作者计算振荡磁场的程度在所有三个槽。表九所示的结果。梯形槽的脉动成分是0.52 t,梨形的槽是0.46 t。高次谐波的影响是可观察到的在异步电机的性能。 |
| 铝的简单替换转子铜条显示显著的提高效率。铜的电阻率在20摄氏度是10.4Ω/脚和铝是16Ω/脚。作者[17]计算,目前同样吸引铜酒吧有减少转子铜比铝损失了35.4%。模铸铜转子技术在运动开始于1997年,快速增长由于性能的优点,节能和环境[18]。马克Hodowanec等[19]设计了四种类型的转子即铝压铸(ADC)、铜压铸转子(CuDC),制造铝棒(交易量)和制造铜酒吧(CuBar)。这些属性CuBar提供了最好的结果,但制造成本较高。相比,较高的温度和压力的问题已经解决了用铝镍基合金模具[18]和培特,d . t . et al[18]发达高压压铸和孔隙度的问题得到解决。谎言等[20]分析了利用铜压铸转子浓缩效率。整个3 kw感应电动机转子损失46%的记录。经济考虑,性能提升了Jown g . Cowieet[21]和Poloujadoff等[22]准备经济对比压铸铝和模铸铜。 Initial cost higher side by about 30% on the other hand 7 to 8 times savings in running price recovered. |
SPIM与外部转子 |
| M。Popescu[23]提出了外部转子单相感应电动机,短路小饰品的推力通过导电外壳连接两个戒指,恢复冷却和操作场合。新的转子的等效电路进行壳和环之间的集总参数建立了。作者导出的等效电路分析和建模的单相感应电动机转子与外部整合铁损失和饱和度的影响。详细的控制策略可以很容易实现标准的单相或两相感应电机。 |
| 作者调查,在单相感应机与外部转子分流的效果可以非常重要: |
| 1。电磁额定转矩增加throughdecreasing转子电阻和阻抗。 |
| 2。脉动载荷的不同频率可以通过增加avoidedby转子惯性。 |
| 3所示。启动速度快响应最小化振荡。 |
转子酒吧诊断 |
| 马里亚纳等。[24]分析了感应电动机的振动和电流频谱以达到信息检测转子酒吧的缺点。作者用专门的系统测量噪声和振动对电机的判断。作者观察到明显的振动和健康的马达和马达的转子电流频谱差异门闩都折断了。振动的频率谱分析和电流提供了一种方法来检测转子断条故障。发达系统有可伸缩的力量评级和它已经成功地与0.65 kW单相感应电动机数据验证。 |
| 通过相应的放大[24]作者观察到振动和定子电流是不同的“健康”电机相关故障电机。 |
结论 |
| 改进效率的重要性和种族仍然是研究者的重要因素和工作在这个方向进行过去保存资源发挥了关键作用。设计参数的设计提出了探索实现优化的性能。定子和转子几何图形机器的性能产生巨大的影响。改善定子与转子槽配置,磁性的气隙变化的核心材料和后果进行了分析使用不同的技术和软件。大部分的磁场分析工作进行了使用FEMM(有限元方法磁学),麦克斯韦等。转子栏参数评价和使用合适的组合转子绕组材料的成分分析将提供增强性能的新高度。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
表3 |
表4 |
表5 |
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| 表6 |
表7 |
表8 |
表9 |
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数据乍一看 |
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引用 |
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