IE5能效等级中小型三相异步电动机效率测试方法对比分析

以IE5能效等级为目标,利用铸铜转子技术、低压不等匝绕组技术、低损耗硅钢材料等技术进行设计,已经研制出三相异步电动机测试样机。为准确测量三相异步电动机现场运行效率,主要依据GB/T 1032—2012 《三相异步电动机试验方法》,采用A法、B法和E1法对样机进行能效测试比对,研究并分析3种测试方法的差异。测试的3个系列IE5能效等级样机中,B法计算效率均能达到GB 18613—2020 《电动机能效限定值及能效等级》中1级能效的要求。     

电机能效等级国家新标准

正2020年5月29日,国家标准化管理委员会发布了GB 18613—2020《电动机能效限定值及能效等级》标准,用于替代GB 18613—2012,GB 25958—2010。新标准于2021年6月1日正式实施,IE3(国际标准)以下能效电机将被强制停产,国内电机行业全面进入IE3高效时代。新标准能效等级如下表所示。自新标准实施之日起,IE3效率将成为中国最低的三相异步电动机能效限定值(三级能效),低于IE3能效限定值的三相异步电动机(如YE2系列电机等)不允许再生产销售,表明中国中小型三相异步电动机效率水平再次提升了一个等级。新标准同时还将IE4效率列为二级节能评价值指标。     

特高效隔爆型三相异步电动机电磁设计探讨

阐述了特高效(IE4级,中国能效标准1级)隔爆型三相异步电动机电磁设计的思路,重点从三圆、转子槽型、槽配合及斜槽度、硅钢片的经济性、时步有限元损耗分析软件和低谐波绕组应用五个方面分析了特高效隔爆型三相异步电动机电磁设计方面的方法和措施。     

IE4超超高效率电动机系列产品的开发

IE4超超高效率为目前全球统一的最高的电动机能效等级。着重介绍了达到IE4效率等级的4个系列产品:YZTE4系列(IP55)铸铜转子三相异步电动机,YE4系列(IP55)三相异步电动机(H80~355),YE4系列(IP55)低压大功率三相异步电动机,TYE4系列(IP55)自起动永磁同步电动机。     

符合新2级效率等级的三相异步电动机研制

国标GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》自2012年9月1日起已正式开始实施,现就研制符合该标准新2级效率等级的(即达到IE3超高效率等级)三相异步电动机进行介绍。     

铸铜转子超高效率电动机的研制

采用铸铜转子工艺是提高三相异步电动机效率的有效措施之一。为此,介绍了铸铜转子超高效率三相异步电动机产品的研制,经典型规格的样机验证,达到IE3超高效率标准。     

开发铸铜转子超高效率三相异步电动机系列产品的考虑

采用铸铜转子工艺是提高三相异步电动机效率的有效措施之一。提出开发铸铜转子超高效率三相异步电动机系列产品的设计原则,并制作典型规格样机进行验证,达到了IE3超高效率标准。     

250kW—6kV铸铝转子与铜条转子异步电动机的杂散损耗实测对比

1.概述三相鼠笼式异步电动机有铸铝转子和铜条转子二种。小型的三相异步电动机极大部分是铸铝转子。大型的笼型转子极大部分是铜条型的。中型异步机二种转子兼有。在发展 Y 系列中型高压(6kV)异步电动机时,为了提高电动机的效率,就碰到了笼型转子究竟采用铸铝型的还是铜条型的问题。就电动机的损耗而言,可以将同一规格的铸铝转子与铜条转子电动机的定转子铜耗、铁耗与机械损耗设计为同一值,但由于二种电机的负载杂散损耗(以下简称杂散损耗)不一样导致电机的效率不同。根     

JMP超高效率消防泵专用三相异步电动机的研发

JMP超高效率消防泵专用三相异步电动机是河南豫通电机股份公司与新乡市电机系统节能工程技术研究中心共同进行研究、设计、开发的新型节能专用电动机产品。其能效水平达到IE4能效等级。目前,产品开发已经完成,通过国外第三方能效检测机构的检测,取得了产品能效检测报告及出口许可的标识,并且已经批量出口到国外,得到国外客户的认可。介绍了该电动机的设计思路和样机检测结果。     

转子槽口深度和槽配合对异步电机转子损耗的影响

为了分析转子槽口深度及定转子槽配合对三相变频调速异步电动机转子损耗的影响,采用ANSYS Maxwell软件对1台空载损耗异常的10极、1 100 k W三相变频调速异步电动机转子损耗进行详细分析。通过建立不同转子槽口深度和定转子槽配合的电机模型,结合电机内谐波磁场的理论,对比分析了不同槽口深度和定转子槽配合的电机模型转子铁心与转子导条中的损耗。根据仿真分析结果,对该样机进行改进设计。样机试验结果表明仿真计算的正确性,可为相关电机的设计提供参考。     

Squirrel Cage Induction Motors?Performance Versus Efficiency

The importance of operating motors at peak efficiency for maximum energy savings is discussed. Comparisons of standard motors and high-efficiency motors are shown. Optimum motor design requires a compromise between the various parameters. The effect of starting torque and locked rotor amperes on efficiency and power factor is demonstrated. Proper motor application can result in significant energy cost savings over the life of the motor. These savings can be greater than the initial cost of the motor.     

搅拌机高效永磁同步电机的设计与分析

永磁同步电机（PMSMs）具有高效、高转矩密度、高功率因数等优点,应用于发电厂辅机系统节能效果显著,具有很好的应用前景好。搅拌机是辅机系统的重要部件,本文基于Easimotor软件的磁路法,为搅拌机设计了一字形、V形、U形与W形转子结构的四种嵌入式PMSMs。在保持定子不变的条件下,比较了四种PMSMs的效率、功率因数与永磁体用量,表明U形转子性能更具有优势,而且永磁体用量少。基于有限元建立了其2D仿真模型,仿真分析空载时的磁场分布与齿槽转矩、额定负载时的磁场分布、平均电磁转矩与转矩脉动,为搅拌机高效永磁同步电机的设计提供参考。     

异步电机最大转矩电流比控制方法研究

最大转矩电流比控制技术可以使同样负载下的电机定子电流达到最小,从而减小电机和逆变器的损耗,提高整个系统的效率,同时也减小逆变器的电流应力,提高电机输出转矩的能力。主要对基于转子磁场定向的异步电机最大转矩电流比控制进行了分析讨论,并建立了数学模型。仿真和实验结果表明,设计的控制方案能够在轻载下减小定子电流,提高电机效率。     

电动车用外转子永磁无刷直流电动机的研究

本文介绍电动车用高效外转子钕铁硼永磁无刷直流电动机。电机直接装于车轮产生转矩，取消差动齿轮和变速器，减小功消耗和提高效率。通过电磁场理论分析，也介绍了减小力矩波动的方法和无刷电机弱磁控制概念。     

感应电机基于最大转矩输入功率比的能效优化

对于感应电机运行在非额定条件下能效不高的问题,在损耗模型的基础上,结合MTPA弱磁控制策略,提出了一种新型的损耗功率最小化方法。所提出的方法称为最大转矩输入功率比(MTPIP)方法,即在恒转矩的情况下保证输入功率的最小化。其原理是首先计算转矩向量和输入功率向量的梯度,当这两个向量平行即梯度为零时,转矩输入功率的比值达到最大。为了将新方法应用于感应电机的转子磁场定向矢量控制系统中,还设计了基于损耗模型的电压解耦方式和磁通观测器。所提出的方法既保留了损耗模型法和MTPA弱磁控制策略的优点,又实现了感应电机的高能效运行。仿真实验结果表明,MTPIP方法能在不影响矢量控制系统动态性能的基础上实现感应电机能效优化。     

基于遗传算法的车用永磁电机转子尺寸多目标优化设计

新能源汽车(NEV)驱动电机对于转矩密度、功率密度、转矩脉动、振动噪声和高效率区间等参数有着较为严格的性能要求。转子拓扑及其结构尺寸直接影响电机的磁场大小、磁场分布和谐波磁场含量,对于汽车电机性能起着重要影响。针对该类电机多工况多性能参数的特点,利用有限元软件建立主要工况的电磁场计算模型,确定需要优化的转子结构尺寸。根据车用电机的主要性能指标,以转矩脉动、齿槽转矩、气隙反电动势谐波畸变率和输出转矩作为优化目标,根据不同工况性能需求定义目标函数,选择遗传算法作为多目标优化设计算法,再根据优化计算结果进行方案筛选,最终确定电机的最优转子尺寸。该优化设计方法可快速确定车用永磁电机的最优电磁设计方案,丰富了该类电机的高效优化设计途径。     

轻型锰铁转子导条在三相异步电动机中的应用

通过阐述轻型锰铁转子导条的选用,以提高三相鼠笼感应电动机的起动性能。虽然感应电动机以普遍性和简单化受欢迎,但是起动转矩低,起动电流达到额定电流的5~8倍。解决该问题的一个简单方法是引入新型轻锰铁材质的转子导条,通过錳铁转子的"集肤效应"来提高起动时的功率因数。本文阐述了相关的电磁理论来论证该论点,通过计算机模拟和测试一台0.75kW的感应电机来证实其有效性。     

Performance Comparison of Optimally Designed Induction Motors with Aluminum and Copper Squirrel-Cages

A significant improvement in motor efficiency is expected when substituting aluminum with copper die-cast rotor in squirrel-cage induction motors due to a reduction in the rotor ohmic losses. Other performance criteria, such as starting torque, power factor, and steady-state current, may also change, and the motor may need to be redesigned to obtain optimal performance. This paper compares the performance of optimally designed squirrel-cage induction motors with aluminum and copper rotor bars with equivalent specifications. The design is optimized using three objective functions.     

基于混沌粒子群算法的铜转子异步电机优化

异步电机具有结构简单,制造、使用和维护方便等优点,在各类电力拖动系统中广泛应用。与永磁电机相比,常规异步电机的效率普遍较低。异步电机采用铜转子,可以大大提高效率,达到IE4标准,但是却会带来起动转矩变小,起动电流变大的问题。为了克服这一问题,本文提出混沌粒子群算法从结构上来优化电机。首先采用田口算法来合理选择优化参数,以起动转矩倍数和起动电流倍数为目标,再采用响应面将优化目标拟合成曲线,最后采用混沌粒子群算法对其进行优化,最终得到优化后的电机参数     

Digital Simulation Of A Vector Current Controlled Axially-Laminated Anisotropic (ALA) Rotor Synchronous Motor Servo-Drive

ABSTRACT

It has been recently demonstrated that axially laminated anisotropic (ALA) rotor reluctance motors have high torque density, power factor and efficiency due to unusually high L_d/L_q ratios. For variable-speed vector-controlled drives no starting cage on the rotor is required. Through digital simulations this paper explores the steady-state torque and power factor capabilities and the transient performance of a vector ac current-controlled ALA-rotor motor drive. Fast torque and speed responses are demonstrated for a two-pole motor up to a speed of 2500 rpm. Good performance down to 0.1 rpm is obtained through an adaptive proportional integral (PI) speed controller.