Eftersom förlustfördelningen av motorn varierar med effektstorleken och antalet poler, för att minska förlusten, bör vi fokusera på att vidta åtgärder för de viktigaste förlustkomponenterna för olika effekter och polnummer. Några sätt att minska förlusten beskrivs kortfattat enligt följande:
1. Öka effektiva material, minska lindningsförluster och järnförluster
Enligt motorlikhetsprincipen, när den elektromagnetiska belastningen förblir oförändrad och den mekaniska förlusten inte beaktas, är motorförlusten ungefär proportionell mot kubikeffekten av motorns linjära storlek, och motorns ineffekt är ungefär proportionell mot 4:e potensen av den linjära storleken. Förhållandet mellan effektivitet och effektiv materialanvändning kan approximeras utifrån detta. För att erhålla ett större utrymme under vissa installationsstorleksförhållanden så att effektivare material kan placeras för att förbättra motoreffektiviteten, blir statorstansens ytterdiameterstorlek en viktig faktor. Amerikanska motorer har större effekt än europeiska motorer inom samma maskinbasområde. För att underlätta värmeavledning och minska temperaturökning använder amerikanska motorer i allmänhet statorstansar med större ytterdiametrar, medan europeiska motorer i allmänhet använder statorstansar med mindre ytterdiametrar på grund av behovet av strukturella derivator såsom explosionssäkra motorer och för att minska mängden av koppar som används i lindningsänden och produktionskostnader.
2. Använd bättre magnetiska material och processåtgärder för att minska järnförlusten
De magnetiska egenskaperna (magnetisk permeabilitet och enhetsjärnförlust) hos kärnmaterialet har stor inverkan på motorns effektivitet och andra prestanda. Samtidigt är kostnaden för kärnmaterialet huvuddelen av kostnaden för motorn. Därför är valet av lämpliga magnetiska material nyckeln till att designa och tillverka högeffektiva motorer. I motorer med hög effekt står järnförlusten för en betydande del av den totala förlusten. Därför kommer en minskning av kärnmaterialets enhetsförlustvärde att bidra till att minska motorns järnförlust. På grund av motorns design och tillverkning överstiger motorns järnförlust avsevärt det värde som beräknats enligt enhetsvärdet för järnförlust som tillhandahålls av stålverket. Därför ökas enhetsjärnförlustvärdet i allmänhet med 1.5 ~ 2 gånger under design för att beakta ökningen av järnförlust.
Orsaken till ökningen av järnförlusten är främst för att stålverkets enhetsjärnförlustvärde erhålls genom att testa bandmaterialprovet enligt Epsteins kvadratiska cirkelmetoden. Emellertid utsätts materialet för stor påfrestning efter stansning, klippning och laminering, och förlusten kommer att öka; dessutom leder luftgapet som orsakas av närvaron av tandslitsen till att tandens harmoniska magnetfält orsakar tomgångsförlust på kärnans yta. Dessa kommer att leda till en betydande ökning av järnförlusten efter att motorn har tillverkats. Därför, förutom att välja magnetiska material med lägre enhetsjärnförlust, är det också nödvändigt att kontrollera staplingstrycket och vidta nödvändiga processåtgärder för att minska järnförlusten. Med tanke på pris- och processfaktorer används högkvalitativa kiselstålplåtar och kiselstålplåtar tunnare än 0.5 mm inte mycket vid tillverkning av högeffektiva motorer. I allmänhet används kiselfria elektriska stålplåtar med låg kolhalt eller kallvalsade kiselstålplåtar med låg kiselhalt.
3. Minska storleken på fläkten för att minska ventilationsförlusten
För större 2- och 4-poliga motorer står vindfriktionen för en betydande andel. Till exempel kan vindfriktionen för en 90kW 2-polig motor nå cirka 30 % av den totala förlusten. Vindfriktionen består huvudsakligen av den effekt som fläkten förbrukar. Eftersom värmeförlusten hos högeffektiva motorer generellt sett är låg kan kylluftsvolymen minskas, och därmed kan även ventilationseffekten minskas. Ventilationseffekten är ungefär proportionell mot den 4:e till 5:e potensen av fläktdiametern. Därför, om temperaturökningen tillåter, kan en minskning av fläktstorleken effektivt minska vindfriktionen. Dessutom är den rimliga utformningen av ventilationsstrukturen också viktig för att förbättra ventilationseffektiviteten och minska vindfriktionen. Tester har visat att vindfriktionen hos den kraftfulla 2-poliga delen av en högeffektiv motor kan minskas med cirka 30 % jämfört med en vanlig motor. Eftersom ventilationsförlusten minskar avsevärt och inte kräver mycket merkostnader, är ändring av fläktdesignen ofta en av de viktigaste åtgärderna som vidtas för denna del av den högeffektiva motorn.
4. Minska herrelösa förluster genom design- och processåtgärder
Ströförlusterna hos asynkronmotorer är huvudsakligen högfrekventa förluster som genereras av övertoner av hög ordning i magnetfältet i statorns och rotorns kärnor och lindningar. För att minska belastningsförluster kan amplituden för varje fasbandsöverton reduceras genom att använda en Y-A seriekopplad sinuslindning eller annan lågövertonslindning, och därigenom reducera ströförluster. Experiment har visat att användningen av sinusformade lindningar kan minska ströförlusterna med i genomsnitt mer än 30 %.
5. Förbättra pressgjutningstekniken för att minska rotorförlusterna
Genom att kontrollera trycket, temperaturen och gasutloppsbanan under gjutning av rotoraluminium, kan gasen i rotorstängerna reduceras, vilket ökar konduktiviteten och minskar rotorns aluminiumförlust. Under de senaste åren har USA framgångsrikt utvecklat pressgjutningsutrustning för kopparrotorer och motsvarande processer och bedriver för närvarande småskalig provproduktion. Beräkningar visar att om gjutna kopparrotorer ersätter gjutna aluminiumrotorer kan rotorförlusterna minskas med cirka 38 %.
6. Använd datoroptimeringsdesign för att minska förlusterna och förbättra effektiviteten
Förutom att öka material, förbättra materialprestanda och förbättra processer, används datoroptimeringsdesign för att rimligen bestämma olika parametrar under begränsningar av kostnad och prestanda, för att erhålla maximalt möjliga effektivitetsförbättring. Användningen av optimeringsdesign kan avsevärt förkorta tiden för motordesign och förbättra kvaliteten på motordesign.
