编辑：杭州矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：410
高效率杭州矿用变压器研究与应用情况综述 核心提示： 已有研究证明，世界发电量的60%70%是通过各种杭州矿用变压器消耗的。随着机电行业及铁心制造工艺的进步，尤其是节约能源的需要，要求电机产品向小型化、高精度化、高效率化方向发展。美国早在二十世纪70年代就对已有研究证明，世界发电量的60%70%是通过各种杭州矿用变压器消耗的。随着机电行业及铁心制造工艺的进步，尤其是节约能源的需要，要求电机产品向小型化、高精度化、高效率化方向发展。美国早在二十世纪70年代就对杭州矿用变压器和机电产品推行了“损耗评价制度”，并以此作为评价电器产品质量和制定价格的依据；80年代末，49kW的小杭州矿用变压器已有1/3是高效率杭州矿用变压器；90年代初通过颁布能源政策和法令明文规定，自1997年10月24日起，在美国不允许生产和使用一般效率的杭州矿用变压器。与此同时，日本为了节约资源制定了“月光计划”，使杭州矿用变压器效率提高了3%4%.其他如德、法、俄、韩等国家也都在开发和使用高效率杭州矿用变压器。近年来，我国已开始矿用变压器研究、设计、生产高效率杭州矿用变压器。随着我国加入WTO及机电行业产业结构和产品结构的调整，高效率杭州矿用变压器将成为市场需求的主导产品。电机行业“十五”规划的重点之一就是发展中国的高效杭州矿用变压器。为此，本文对高效率杭州矿用变压器的研究与应用情况进行综述，以期对促进其深入研究和推广应用起到一定的指导作用。
电机效率是衡量电机性能好坏的重要技术经济指标之一。随着电机功率的增大，单位功率损耗相对减小，效率提高。普通大容量电机效率一般为95%98%，小容量电机一般为80%92%.所谓高效率杭州矿用变压器，只有一个定性的概念，即设计制造出的电机效率较普通标准电机效率高出一定水平。
例如美国70年代研制并推广到欧洲和日本的高效率杭州矿用变压器的平均效率比普通杭州矿用变压器提高了2%3%，其现行NEMA高效率杭州矿用变压器较我国Y系列和Y2系列电机效率高2%8%.描述或计算电机效率通常用以下关系式：或输入功率可以看出，减少总损耗是提局电机效率的唯一途径。
中小型杭州矿用变压器损耗由五部分组成，其中风摩损耗P如约占5%左右，铁心损耗/V约占20%左右，定子绕组铜损耗约占40%左右，转子绕组损耗尸邮约占25%左右，杂散损耗尺约占10%左右。
2.1风摩损耗P如（W）：计算时应包括风扇及通风系统的损耗，电机转子表面即冷却介质的摩擦损耗、轴承摩擦损耗等。风摩损耗的产生与电机转速、通风方式、风扇形式、风扇外径、转子外径、轴承类型、润滑特性及装配质量等有关。
2.2铁心损耗户（界）：由交变主磁通在定子或转子铁心C分别计算）中产生的磁滞损耗和涡流损耗组成。正常运转时，电机转子的磁通变化频率很低，转子铁心损耗可以忽略不计。普通电机功率越小，铁心损耗占总损耗的比例越小。铁心损耗计算公式为：/磁通交率，HzGFe铁心重量，kgK修正系数尺用以考虑铁心材料经冲片、剪切加工及齿部或辄部磁通密度分布不均、气隙磁通非正弦性使损耗的增加。根据经验，齿部、轭部K有不同的取值范围。
载时定子绕组在运行温度下的电阻损耗。普通电机功率越小，定子绕组损耗占总损耗的比例越大。定子绕组损耗计算公式为：时转子绕组在运行温度下转子电阻损耗。标准电机功率越小，转子绕组损耗占总损耗的比例越大。转子绕组损耗计算公式为：5杂散损耗夂（W）：除上述四种损耗以外的全部损耗。杂散损耗主要由杂散铁损耗和杂散铜损耗组成。按工作状况可分为空载杂散损耗和负载杂散损耗，但空载杂散损耗主要是杂散铁耗，一般包括在空载铁心损耗中。杂散铜损耗包括由槽漏磁引起导体中电流集肤效应产生的损耗，定子谐波磁通在转子绕组中感应谐波电流产生的损耗以及斜槽笼型转子导条间的横向电流在导条与叠片铁心之间构成回路产生的损耗。这些损耗的大小与设计和制造工艺有关，还与绕组形式、节距、槽型、槽数、槽配合、槽绝缘、气隙长度、绕组端部与端盖等构件距离、槽中导体高度、生产制造工艺的控制水平等因素有关。
减少杭州矿用变压器的损耗，是提高杭州矿用变压器效率的唯一途径。可从以下几个方面进行分析。
1.1采用较薄的低损耗硅钢片，减少电机的涡流损耗；加长电机铁心，用较多的硅钢片，达到减少磁密降低铁损的目的。
3-2采用较大截面积的铜导线，缩短绕组端部长度，增大电机的槽满率，达到减少导线电阻与定子电流、降低定子铜损的目的。
3-1-3采用较大截面的转子导条和转子端环，提尚转子导条与端环的导电率，降低转子绕组的损耗。
3.1.4减少风量；降低电机风路风阻；改进风扇设计，提高风扇效率，采用轴流式（尤其是叶片为机翼型）或后倾式风扇；配以形状合适的风罩，严格控制风罩的变形和椭圆度；采用优质低摩擦轴承，考虑轴承密封方式和密封材料，轴承紧固方法和轴承间隙，采用摩擦阻力矩小的润滑油脂，降低风扇旋转时所产生的风摩损耗与轴承损耗。如在2极电机上采用不可逆的后倾式风扇，可使风量不变，风摩损耗降低20%. 3.L5选择适当的绕组形式（如正弦绕组）与节距、适当的槽配合、转子糟斜度及最佳的气隙长度；对转子槽进行绝缘处理，改进转子表面的切削加工方法等；通过改进电机结构和采用非磁性材料，来限制在漏磁场中的实心金属零件因磁化引起涡流产生的损耗，对小型杭州矿用变压器可采用铸铝合金的机座和端盖；极每相定子槽数尽量采用3及其以上，槽数多可有较好的波形，并可不甩斜槽；定子槽开口要小，对定子槽开口较大的电机，应采用CC涂料降低空载电流和损耗；从工艺上看，离心铸铝比压力铸铝有明显的优点，为了提力铸铝的接触电阻，降低转子杂散损耗，可以采用如下几种措施：冲片磷化处理法、冲片氧化处理法、脱壳处理法、转子表面烧焙法、碱洗法和转子槽绝缘处理等。
国外一些生产厂家在铸铝前将转子浸入硼沙液中，在槽内形成涂层，铸铝时形成稳定的绝缘层，提高了接触电阻，降低了杂散损耗。
2对传统方法的改进要提高电机效率，从理论上讲希望尽可能提高电机线负荷和气隙磁通密度，实际上前者受到绝缘等级和冷却方式的影响，不过随着冷却技术的进步，线负荷取值可以提高；后者因受所用普通硅钢片材料低磁导率的影响，现行电机设计中，气隙磁通密度的取值均不超过其饱和值的一半，一般在0.600. 80T范围内，定、转子齿轭部磁密设计取值一般最高也不超过1.65T，限制了电机效率提高。但值得注意的是，我国目前制造的高效率电机的铁心材料仍然沿用原普通冷轧硅钢片甚至热轧硅钢片。硅钢片有两项最重要的性能指标：比损耗和磁导率，这里仅利用了其中一个性能指标比损耗，因而提高电机效率的传统方法通常只能是：①多用铜、铁材料，降低磁通密度；②使用薄规格、低比损耗、板型好、带绝缘涂层的硅钢片降低空载损耗。这样，不但成本增加，而且可调整因素单一，电机效率提高有限。
若采用高磁导率尤其是在中高磁场下具有磁导率高、比损耗低优质冷乳硅钢片，即可为提篼气隙磁通密度、调整线负荷和线电流密度提供条件，也就在提高电机效率方法中又增加了一条新的途径，即：使用磁化性能更好的磁导率高、比损耗低、薄规格、板型好，带绝缘涂层的冷轧电工钢片，在降低铁心磁滞损耗和涡流损耗等空载损耗的同时，根据其高磁导率的特点，通过电磁负荷的重新设计般是提高磁密、降低电负荷或电密，当然包括电机尺寸、线规等的调整和优化，降低定、转子绕组等负载损耗。此时，才算利用上硅钢片的另一个重要性能指标磁导率。也就是说，用80年代后期出现的高磁导率低比损耗冷轧硅钢片作电机铁心是大幅度提高电机效率的最佳选择，这对定、转子损耗占有较大比例的中小型电机尤为重要。应用高磁导率、低比损耗冷轧硅钢片或在应用优质硅钢片的基础上对电机整体进行重新设计或对某些设计单因素进行优化调整，并同时采用其他相关技术，对提高电机效率有明显效果。选用高磁导率冷轧电工钢材料作铁心、研究提高电机效率的措施、生产高效电机是发展的需要。
此外，在条件允许的情况下，还可以使用常温超导材料，使电机损耗得到更大的降低，进一步提高电机效率。
4高效率杭州矿用变压器制造成本与运行成本分析用热轧硅钢片生产高效率杭州矿用变压器，是以牺牲铜、铁等材料，增加电机体积和重量为代价而实现的。即便是用高磁导率低比损耗带绝缘涂层的冷轧电工钢片重新设计，用铁量减少了，但用铜量却增加了。也就是说，无论是改用新材料或单独改变主要设计参数或是增加其他相关技术制造的高效率杭州矿用变压器都要增加成本。一般认为，高效率杭州矿用变压器比普通电机制造成本高10%30%.虽然高效率杭州矿用变压器比普通标准电机制造成本高，但使用高效率杭州矿用变压器给社会的综合效益是巨大的。仅就高出的这一部分价格来说，电机用户也是可以在很短时间内收回的。高效率杭州矿用变压器年节电费用由下式计算：N年运行小时，小时/年H分别为普通杭州矿用变压器和高效率杭州矿用变压器的效率T高效率杭州矿用变压器多出的投资部分回收周期分别为普通杭州矿用变压器和高效率杭州矿用变压器的价格高效率杭州矿用变压器与标准杭州矿用变压器总费用对比如所示。
例如：一台水泵原配用一台4极7. 5kW、效率87.0%、售价820元的杭州矿用变压器，后采用4极7.5kW、效率89. 5%、外形尺寸相同、售价1020元的另一台杭州矿用变压器。假定年运行时间为4000小时，电费为1元/kWh，由上两式计算得：年节电费963元，投资回收期2. 87个月。计算结果表明，对同一台水泵，改用高效率杭州矿用变压器，虽然杭州矿用变压器价格增长230元（上涨28%），但由于杭州矿用变压器效率提高了2.5%，每年节省电费963元，可在约3个月的时候内得到补偿。随着能源价格的上涨，电费节省会更多，回收周期也会缩短。
高效率杭州矿用变压器与普通电机费用对比现在，我国处于市场经济的激烈竞争中，产品可以以质论价、优质优价，高效率杭州矿用变压器多出的投资，既可以由制造商自行消化，也可以是电机用户将效益转让给电机制造商，亦或由双方共同承担。
高效率杭州矿用变压器是今后发展的一个方向。目前，我国高效率杭州矿用变压器的研制、生产、使用还处在起步的阶段。我们应把握机遇，通过争取国家政策的支持和电机设计、制造及冶金材料研究、的联手努力，共同把这项利国利民的事业推向前进。
普通硅钢片磁导率低，传统的设计方法只能强调利用其薄规格、低比损耗指标来降低空载损耗，电机效率提高有限。高磁导率低比损耗冷轧电工钢的导磁性能较同比损耗级别的普通冷乳硅钢片高0050.1T以上，是提高电机效率、制造高效率杭州矿用变压器铁心的理想材料。根据其比损耗低、磁导率高的特点，适当提高磁负荷，合理选择电负荷、线电密，可以降低铁心空载损耗。
提高电机效率的有效途径是减少各类损耗。除使用高磁导率低比损耗的电工钢片外，还要注意其它设计因素的影响，应全面考虑各方面的设计因素，如采用正弦绕组、采用F级绝缘等措施，使电机综合设计水平提高。
在生产过程中要进行严格的质量控制，如铁心的叠压力选择、毛刺的控制等，保证高效率杭州矿用变压器的性能变化保持在较小的范围内。
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