Si le moteur convertit l’énergie électrique en énergie mécanique, il perd également une partie de son énergie. Les pertes du moteur peuvent généralement être divisées en trois parties : perte variable, perte fixe et perte parasite.
1. Les pertes variables changent avec la charge, y compris la perte de résistance du stator (perte de cuivre), la perte de résistance du rotor et la perte de résistance des balais.
2. Les pertes fixes n'ont rien à voir avec la charge, y compris les pertes de noyau et les pertes mécaniques. La perte de fer est composée d’une perte par hystérésis et d’une perte par courants de Foucault, proportionnelles au carré de la tension. La perte par hystérésis est également inversement proportionnelle à la fréquence.
Les autres pertes parasites sont les pertes mécaniques et autres pertes, notamment les pertes par frottement des roulements et les pertes de résistance au vent causées par la rotation des ventilateurs, des rotors, etc.
Classification des pertes motrices
Plusieurs mesures pour réduire les pertes moteur
Pertes statoriques
Les principales méthodes pour réduire la perte I^2R du stator du moteur sont :
1. Augmentez la section transversale de l’encoche du stator. Sous le même diamètre extérieur du stator, l'augmentation de la section transversale de la fente du stator réduira la surface du circuit magnétique et augmentera la densité magnétique des dents.
2. Augmentez le taux de remplissage des emplacements du stator, ce qui est plus efficace pour les petits moteurs basse tension. L'application de dimensions optimales d'enroulement et d'isolation ainsi que d'une grande section transversale de conducteur peut augmenter le taux de remplissage des emplacements du stator.
3. Réduisez la longueur de l’extrémité de l’enroulement du stator. La perte à l’extrémité de l’enroulement du stator représente entre 1/4 et 1/2 de la perte totale de l’enroulement. La réduction de la longueur de l'extrémité du bobinage peut améliorer l'efficacité du moteur. Les expériences montrent que la longueur finale est réduite de 20 % et la perte de 10 %.
Pertes de rotor
La perte I^2R du rotor du moteur est principalement liée au courant du rotor et à la résistance du rotor. Les méthodes d'économie d'énergie correspondantes comprennent principalement :
1. Réduire le courant du rotor, ce qui peut être envisagé sous deux aspects : augmenter la tension et les facteurs de puissance du moteur.
2. Augmentez la section transversale de la fente du rotor.
3. Réduisez la résistance de l'enroulement du rotor, par exemple en utilisant des fils épais et des matériaux à faible résistance. Ceci est plus significatif pour les petits moteurs, car les petits moteurs ont généralement des rotors en aluminium moulé. Si un rotor en cuivre coulé est utilisé, la perte totale du moteur peut être réduite de 10 %. ~15 %, mais les rotors en cuivre coulé d'aujourd'hui nécessitent des températures de fabrication élevées et la technologie n'a pas encore été popularisée, et leurs coûts sont de 15 à 20 % plus élevés que ceux des rotors en fonte d'aluminium.
Perte de base
La perte de fer du moteur peut être réduite par les mesures suivantes :
1. Réduisez la densité magnétique et augmentez la longueur du noyau de fer pour réduire la densité du flux magnétique, mais la quantité de fer utilisée dans le moteur augmentera.
2. Réduisez l'épaisseur des copeaux de fer pour réduire la perte de courant induit. Par exemple, l'utilisation de tôles d'acier au silicium laminées à froid au lieu de tôles d'acier au silicium laminées à chaud peut réduire l'épaisseur des tôles d'acier au silicium, mais de fins copeaux de fer augmenteront le nombre de copeaux de fer et le coût de fabrication du moteur.
3. Utilisez des tôles d'acier au silicium laminées à froid avec une bonne perméabilité magnétique pour réduire la perte d'hystérésis.
4. Utilisez un revêtement isolant en copeaux de fer haute performance.
5. Traitement thermique et technologie de fabrication. La contrainte résiduelle après le traitement de la tôle affectera sérieusement la perte du moteur. Lors du traitement de tôles d'acier au silicium, la direction de coupe et la contrainte de cisaillement de poinçonnage ont un impact plus important sur la perte du noyau de fer. Couper dans le sens de laminage de la tôle d'acier au silicium et traiter thermiquement la tôle perforée en acier au silicium peut réduire le coût de 10 % ~
Pertes perdues
La compréhension actuelle des pertes parasites du moteur en est encore au stade de la recherche. Certaines des principales méthodes permettant de réduire les pertes parasites aujourd’hui sont :
1. Utilisez un traitement thermique et une finition pour réduire les courts-circuits sur la surface du rotor.
2. La surface intérieure de la fente du rotor est isolée.
3. Réduisez les harmoniques en améliorant la conception de l’enroulement du stator.
4. Améliorez la conception et la coopération des fentes du rotor pour réduire les harmoniques, augmentez les fentes des dents du stator et du rotor, concevez la forme de la fente du rotor en fentes inclinées et utilisez des enroulements sinusoïdaux connectés en série, des enroulements dispersés et des enroulements à courte distance pour réduire considérablement les ordres élevés. harmoniques; Utiliser de la boue à fentes magnétiques ou des cales à fentes magnétiques pour remplacer les cales à fentes isolantes traditionnelles et remplir les fentes du noyau du stator du moteur avec de la boue à fentes magnétiques est une méthode efficace pour réduire les pertes parasites supplémentaires.
Perte de friction due au vent
La perte due au vent représente environ 25 % de la perte totale du moteur et doit faire l’objet d’une attention particulière. Les pertes par frottement sont principalement causées par les roulements et les joints, qui peuvent être réduites par les mesures suivantes :
1. Réduisez autant que possible la taille de l'arbre, mais il doit répondre aux exigences de couple de sortie et de dynamique du rotor.
2. Utilisez des roulements à haut rendement.
3. Utilisez des systèmes de lubrification et des lubrifiants efficaces.
4. Adoptez une technologie d’étanchéité avancée.
