超高效电机效率实现途径之探讨

    高效、超高效电动机的设计要点是降低各项损耗，提高电动机效率。所采取的措施包括：
应用特殊下线工具，提高定子槽满率，增加了铜线的截面积；提高制造精度，缩短线圈端
部长度，加强冲片和定子铁心的制造质量，从而减少铁耗和激磁电流及其引起的铜耗；改
善转子槽绝缘工艺，降低负载杂耗；合理地选择硅钢片的牌号，降低铁损和定子铜耗。
 
    一、降低定子铜耗
 
    定子绕组铜损耗 Pcu1 约占总损耗的 40％，主要为满载时定子绕组在运行温度下的电阻
损耗。定子绕组损耗计算公式为：
    Pcu1=1.5I12R1 W                              (1)
 
    通过以上计算公式，可以得出铜耗增加的原因可以分为：定子电阻的增加而引起铜耗的
增加和定子电流的增加而引起铜耗的增加两方面因素。降低定子铜耗，可以从以下方面入手。

 
    (1)合理选择硅钢片牌号，严格控制铁心制造质量。
 
    根据定子铜耗的计算公式，定子电流增大是导致定子铜耗大幅度增加的一个主要原因。根
据电机学理论：负载时，定子电流分为有功分量和无功分量，有功部分产生轴功率和各项
损耗，无功部分又包括建立磁场的激磁电流和电抗电流。同样，空载时的电流也分为两部分，
一部分是产生磁场的无功分量，另一部分是产生风摩耗的有功分量，无功分量即为激磁电
流。
 
    高效电机硅钢片的合理选择尤其重要，小功率电机因空载电流占满载电流的比例较大，
所以应考虑采用导磁性能好的硅钢片，这样在相同磁通密度下，产生激磁电流较小，定子
电流的无功分量少，功率因数提高，定子电流小，定子铜耗少；而大功率电机由于空载电
流所占比例较小，采用高导磁的硅钢片，对于降低铁损效果不明显，在功率较大的电机中
铁耗在总损耗中已占有相当大的比例，因此，应考虑采用单位铁损较低的硅钢片，以便降
低铁损和提高电机转矩。
 
    (2)严把硅钢片质量关，严格控制铁心制造质量，是减小激磁电流的有效手段。下面列出
了铁心制造过程中能够使定子激磁电流增加的因素。
 
    a)硅钢片的磁化能力差，不符合设计要求，则激磁电流大，功率因数低，同时定子电流
大，造成定子铜耗大，效率低；
 
    b)硅钢片毛刺大，叠压系数降低，铁心齿部弹开大于允许值，导致定、转子铁心重量不足，
定子齿、轭的截面积减小，磁通密度增大，从而激磁电流大，功率因数低，同时定子电流大，