Làm thế nào để cải thiện hiệu suất động cơ?

cải thiện hiệu suất động cơ

[MotorWorld] Động cơ điện là một loại máy điện mà biến đổi điện năng thành cơ năng sử dụng sự tương tác giữa từ trường và dòng điện trong cuộn dây của nó để tạo ra momen lực trong động cơ. Nếu chúng ta đảo ngược quá trình này thì cơ năng sẻ biến đổi thành điện năng và đó là nguyên lí của máy phát điện. Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng chính trong động cơ.

1. Động cơ chỉ là một phần của phương trình hiệu suất
Trước hết, trước khi mua động cơ, cần phải hiểu rõ rằng động cơ chỉ có thể đạt được một phần sáu tổng tiềm năng tổn thất năng lượng của hệ thống truyền động cơ điện. Và, quan trọng hơn, nó thường không phải là phần kém hiệu quả nhất. Thiết bị cơ khí, chẳng hạn như các bộ phận truyền động bên ngoài, kém hiệu quả hơn nhiều so với thiết bị điện. Vì vậy, trước tiên hãy nhìn vào đó để tìm mức tiết kiệm năng lượng lớn nhất của bạn.

2. Bằng cách biến đổi toàn bộ hệ thống truyền động, bạn có thể sử dụng động cơ nhỏ hơn và tiết kiệm hơn
Bây giờ, bạn có thể đang sử dụng một động cơ có định mức công suất cụ thể để tạo ra một đầu ra cụ thể từ hệ thống truyền lực. Bạn có thể ngạc nhiên thú vị khi thấy rằng hiệu suất đủ đạt được thông qua hộp số, ổ đĩa và các bộ phận truyền động bên ngoài. Do đó, bạn có thể tiết kiệm thêm chi phí bằng cách mua một động cơ có mã lực thấp. Vd:
Trước: tải 45kW ÷ 53,5% hiệu suất = 84,1kW (sử dụng động cơ 90kW)
Sau: tải 45kW ÷ 72,5% hiệu suất = 62,1kW (sử dụng động cơ 75kW)

3. Sự phù hợp của ứng dụng động cơ và thiết bị
Ngay cả khi tất cả các thành phần khác hoạt động hiệu quả nhất có thể, việc chỉ đặt một động cơ hiệu suất cao trên dây chuyền sản xuất có thể không tự động giải quyết tất cả các vấn đề năng lượng của bạn. Trong trường hợp này, động cơ hiệu suất cao được thiết kế cho loại ứng dụng này được sử dụng và phanh tích hợp có kích thước thích hợp được sử dụng. Ngoài ra, nếu có thể, hãy sử dụng động cơ nhỏ nhất cho ứng dụng, với tải gần 80% và chạy càng gần hiệu suất bảng tên càng tốt.

4. Hiệu suất cơ học cũng rất quan trọng
Bộ giảm tốc bánh răng sâu phổ biến trong công nghiệp, và hiệu suất của chúng dao động từ 50% đến 88%, tùy thuộc vào số răng hoặc tỷ số truyền của bánh răng sâu. Sự kém hiệu quả của chúng là do ma sát tiếp xúc bánh răng trượt, làm hao phí phần lớn năng lượng do nhiệt. Ngược lại, thiết bị động cơ bánh răng côn cứng dùng ma sát lăn nên mỗi công đoạn chỉ mất hiệu suất 1,5% tức là hiệu suất 95,5%.
Mặc dù chi phí ban đầu của động cơ bánh răng côn cứng cao hơn, nhưng chúng sẽ tiết kiệm năng lượng trong suốt vòng đời của hệ thống. Nếu bạn là người dùng cuối, vui lòng xem xét chỉ định hộp giảm tốc bánh răng côn xoắn vào lần tiếp theo bạn mua thiết bị cho nhà máy của mình.

5. Động cơ bánh răng hành tinh loại bỏ tổn thất hiệu quả hơn.
So với các hệ thống truyền động linh hoạt thông thường, động cơ bánh răng về cơ bản cải thiện hiệu suất. Vì động cơ giảm tốc có chứa một động cơ được căn chỉnh chính xác với bộ giảm tốc, nên hiệu suất kết nối là gần 100%.

Cơ sở tính toán cho Hệ số công suất của động cơ điện?
Tỉ số giữa công suất vào và ra khỏi động cơ được gọi là hiệu suất chủa động cơ, nó được kí hiệu là “η” và biểu diễn bằng %.

Đây là hệ số thể hiện hiệu quả của động cơ. Nó có thể được tính như sau:

η = ( Pout / Pin ) x 100%

hay η = ( Pin – Pth / Pin ) x 100% Pth: công suất tổn hao trong động cơ

hay η = ( Pout/ Pout + Pth ) x 100%

Giải thích quá trình mất mát năng lượng và sự chênh lệch công suất trong động cơ điện:
Khi chúng ta cung cấp một công suất hữu ích đi vào động cơ, sau đó thì tổn thất đồng xảy ra trong cuộn dây phần ứng và cuộn kích từ.

Bây giờ ta lấy công suất vào trừ cho tổn thất đồng ta được công suất điện từ cung cấp cho phần ứng .
Phần công suất còn lại không phải là tổng công suất ra khỏi động cơ bởi vì còn tổn thất sắt và ma sát xảy ra bên trong động cơ, nó chiếm khoảng 10 – 20 % tổng tổn thất.

Cuối cùng ta lấy công suất điện từ trừ cho tổn thất sắt và ma sát ta có tổng công suất ra khỏi động cơ cung cấp cho tải.
Tổn thất đồng = A- B
Tổn thất sắt và ma sát = B- C

Hiệu suất công suất tổng = ηc = C/A = Pout/ Pin
Hiệu suất cơ học = ηm = C/B = Pout/ Pđt
Hiệu suất điện từ = ηe = B/A = Pđt/ Pin
Làm thế nào để cải thiện hiệu suất của động cơ:

Hiệu suất của động cơ ảnh hưởng bởi những tổn thất mà bao gồm tổn thất điện và tổn thất cơ do ma sát, từ trường tản trong lõi thép động cơ và những tổn thất khác nhau tùy loại vật liệu sử dụng. Để động cơ làm việc hiệu quả hơn chúng ta phải giảm tổn thất trong động cơ. Ở đây có một số phương pháp và lời khuyên để cải thiện hiệu suất của động cơ.

1. Chức năng của vỏ động cơ là bảo vệ cho cuộn dây tránh khỏi những tác động cơ học. Vỏ động cơ đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất nhiệt của nó bởi vì nó có chịu trách nhiệm trao đổi nhiệt giữa bên trong động cơ với môi trường nơi không khí được thổi bởi các quạt sẽ thúc đẩy quá trình tản nhiệt. Điều này sẽ làm giảm tổn thất nhiệt.

3. Stator là thành phần chính của rotor là nguyên nhân gây ra 60% tổn thất vì vậy để giảm lượng tổn thất này của cuộn dây phải tăng tiết diện để giảm điện trở. Động cơ mà có hiệu suất cao chứa thêm 25% đồng so với động cơ được thiết kế theo mô hình tiêu chuẩn.

4. Tổn thất trong rotor được coi như là tổn thất nguồn thứ cấp mà nguyên nhân là do hệ số trượt của động cơ. Thực sự, hệ số trượt là sự sai lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ rotor và trục cho bởi tải. Ở đây hệ số trượt thu được bằng cách lấy hiệu của tốc độ động cơ khi không tải và tốc độ động cơ khi có tải chia cho tốc độ động cơ khi không tải. Để giảm tốn thất do hệ số trượt gây ra cần tăng khả năng dẫn điện của rotor. Đồng được sử dụng rộng rãi vì có độ dẫn điện cao nhưng đồng phải được đúc chết như gần đây quá trình này đã được phát triển cho khuôn đúc bằng đồng.

5. Tổn thất sắt từ được tạo thành từ hiện tượng từ trễ, chiếm khoảng 20% tổng tổn thất công suất, được gây ra bởi dòng điện xoáy và lõi thép bão hòa. Bằng cách sử dụng những vật liệu dẫn từ tốt tổn thất có thể được giảm đến nhỏ nhất.

6. Để giảm bớt ảnh hưởng của hiện tượng từ trễ và lõi thép bão hòa thì lõi thép có chứa một lượng nhỏ silicon được sử dụng trong cán thép kim loại thay vì thép cacbon có chi phí thấp hơn. Theo cách này thì tổn thất lõi thép có thể được bỏ qua. Bằng cách giảm độ dày và tăng độ dày của các lá thép có thể giảm tổn thất từ thông và lõi thép.

7. Tổn thất dòng điện xoáy có thể giảm bằng cách đảm bảo khoảng cách giữa các lá thép sử dụng.

Làm thế nào để cải thiện hiệu suất động cơ?

Làm thế nào để cải thiện hiệu suất động cơ?

Có thể bạn quan tâm