џиновска технологија | Ново во индустријата | 9 април 2025 година
Во сложениот механизам на работа на моторот, клучниот концепт на „лизгање“ е како контролер зад сцената, кој игра одлучувачка улога во перформансите на моторот. Без разлика дали станува збор за голем мотор на индустриска производствена линија или за мал апарат во секојдневниот живот, длабокото разбирање на лизгањето на моторот може да ни помогне подобро да го користиме моторот, да ја подобриме неговата оперативна ефикасност и да ја намалиме потрошувачката на енергија. Потоа, да ја истражиме мистеријата на лизгањето на моторот од сите аспекти.
Ⅰ. Природата на лизгањето на моторот
Лизгањето на моторот се однесува конкретно на разликата помеѓу брзината на ротирачкото магнетно поле генерирано од статорот во индукциски мотор и вистинската брзина на ротација на роторот. Во принцип, кога наизменична струја поминува низ намотката на статорот, брзо ќе се генерира брзо ротирачко магнетно поле, а роторот постепено ќе забрзува под дејство на ова магнетно поле. Сепак, поради различни фактори, тешко е брзината на роторот да биде целосно конзистентна со брзината на ротирачкото магнетно поле. Разликата во брзините помеѓу двете е лизгањето.
Под идеални услови, избалансираната вредност на лизгање е како прецизна калибрација на прецизен инструмент за перформансите на моторот. Лизгањето не може да биде превисоко, во спротивно моторот ќе троши премногу енергија, ќе генерира силна топлина и значително ќе ја намали ефикасноста; лизгањето не може да биде ни прениско, во спротивно моторот можеби нема да може да генерира доволно вртежен момент и ќе му биде тешко нормално да го движи товарот.
Ⅱ. Промени во лизгањето под различни услови на работа
(I) Тесна врска помеѓу оптоварувањето и лизгањето
Оптоварувањето на моторот е основниот фактор што влијае на промената на лизгањето. Кога оптоварувањето на моторот е мало, роторот може полесно да забрза под дејство на ротирачкото магнетно поле, а лизгањето е релативно мало во овој момент. На пример, во канцеларијата, моторот што напојува мал вентилатор има мало лизгање бидејќи лопатките на вентилаторот се подложени на мал отпор, а оптоварувањето на моторот е мало.
Откако оптоварувањето на моторот ќе се зголеми, тоа е како да побарате од некого да носи потешка торба и да се движи напред. Роторот треба да совлада поголем отпор за да ротира. За да генерира доволно вртежен момент за да го погони товарот, брзината на роторот ќе биде релативно намалена, што ќе доведе до зголемување на лизгањето. Земете го големиот кран во фабриката како пример. Кога крева тежок товар, оптоварувањето на моторот се зголемува веднаш и лизгањето значително ќе се зголеми.
(II) Дефиниција на нормален опсег на лизгање
Различните типови и спецификации на мотори имаат свои соодветни нормални опсези на лизгање. Општо земено, опсегот на лизгање на обичните индукциски мотори е приближно помеѓу 1% и 5%. Но, ова не е апсолутен стандард. За некои мотори со специјална намена, опсегот на нормално лизгање може да биде различен. На пример, опсегот на нормално лизгање на моторите што се користат во апликации со висок почетен вртежен момент може да биде малку поголем.
Ако лизгањето го надмине нормалниот опсег, моторот ќе биде како болен човек и ќе доживее разни абнормални состојби. Ако лизгањето е превисоко, моторот не само што ќе се прегрее и ќе го скрати својот век на траење, туку може да предизвика и електрични дефекти; ако лизгањето е прениско, моторот можеби нема да може стабилно да работи и може да се појават проблеми како што се флуктуации на брзината и недоволен вртежен момент, што не може да ги задоволи реалните работни потреби.
Ⅲ. Теоретска пресметка на лизгање
(I) Формула за пресметка на лизгање
Лизгањето обично се изразува како процент, а неговата формула за пресметка е: стапка на лизгање (%) = [(брзина на ротирачкото магнетно поле - брзина на роторот) / брзина на ротирачкото магнетно поле] × 100%. Во оваа формула, брзината на ротирачкото магнетно поле (синхрона брзина) може да се пресмета со фреквенцијата на напојувањето и бројот на половите на моторот, а формулата е: синхрона брзина (вртежи во минута) = (120 × фреквенција на напојувањето) / број на половите на моторот.
(II) Практична вредност на пресметување на стапката на лизгање
Точното пресметување на стапката на лизгање е од неизмерна вредност за дијагностицирање на перформансите на моторот и планирање на последователните контролни механизми. Со пресметување на стапката на лизгање, можеме интуитивно да ја разбереме моменталната работна состојба на моторот и да утврдиме дали е во нормалниот работен опсег. На пример, при дневното одржување на моторот, стапката на лизгање се пресметува редовно. Доколку се открие абнормална промена во стапката на лизгање, потенцијалните проблеми што може да постојат во моторот можат однапред да се откријат, како што се абење на лежиштата, краток спој на намотките итн., така што мерките за одржување можат да се преземат навреме за да се избегнат посериозни дефекти.
IV. Важноста на контролата на лизгање
(I) Влијание на лизгањето врз ефикасноста на моторот
Лизгањето е тесно поврзано со работната ефикасност на моторот. Кога лизгањето е во разумен опсег, моторот може ефикасно да ја претвори електричната енергија во механичка енергија и да постигне ефикасно искористување на енергијата. Меѓутоа, откако лизгањето ќе биде превисоко, во моторот ќе се генерира прекумерна загуба на бакар и железо во роторот. Овие дополнителни загуби на енергија се како „невидливи крадци“ кои ја крадат електричната енергија што треба да се претвори во ефективна механичка енергија, што резултира со значително намалување на ефикасноста на моторот. На пример, кај некои стари индустриски мотори, поради долготрајна употреба, лизгањето постепено се зголемува, а ефикасноста на моторот може да се намали за 10% - 20%, што резултира со голема количина на отпад на енергија.
(II) Влијание на лизгањето врз животниот век на моторот
Прекумерното лизгање ќе предизвика моторот да генерира премногу топлина, а топлината е „непријател“ на моторот. Континуираната висока температура ќе го забрза стареењето на изолациониот материјал во моторот, ќе ги намали неговите изолациски перформанси и ќе го зголеми ризикот од краток спој. Во исто време, високата температура може да предизвика и лошо подмачкување на лежиштата на моторот и да го влоши абењето на механичките делови. На долг рок, работниот век на моторот значително ќе се скрати. Според статистиката, ако лизгањето е превисоко подолго време, работниот век на моторот може да се скрати за половина или дури и повеќе.
(III) Односот помеѓу лизгањето и факторот на моќност
Факторот на моќност е важен индикатор за мерење на ефикасноста на потрошувачката на енергија на моторот. Соодветното лизгање помага да се одржи висок фактор на моќност, овозможувајќи му на моторот поефикасно да добива енергија од електричната мрежа. Меѓутоа, кога лизгањето отстапува од нормалниот опсег, особено кога лизгањето е превисоко, реактивната моќност на моторот ќе се зголеми, а факторот на моќност ќе се намали. Ова не само што ќе ја зголеми потрошувачката на енергија на самиот мотор, туку ќе има и негативен ефект врз електричната мрежа и ќе го зголеми оптоварувањето на електричната мрежа. На пример, во некои големи фабрики, ако факторот на моќност на голем број мотори е пренизок, тоа може да предизвика флуктуации на напонот на мрежата и да влијае на нормалното работење на другата опрема.
(IV) Клучни елементи на балансирана контрола на лизгање
Во практичните апликации, за да се постигне добра контрола на лизгањето, потребно е да се најде деликатна рамнотежа помеѓу ефикасноста, генерирањето на вртежниот момент и факторот на моќност на моторот. Ова е како одење по јаже, што бара прецизно разбирање на различни фактори. На пример, во некои производствени процеси со високи барања за вртежен момент, може да биде потребно соодветно да се зголеми лизгањето за да се добие доволен вртежен момент, но во исто време, да се обрне големо внимание на ефикасноста и факторот на моќност на моторот и да се минимизираат негативните ефекти предизвикани од зголемувањето на лизгањето преку разумни контролни мерки.
V. Технологија за контрола и намалување на лизгањето
(I) Метод на механичка контрола
1. Разумно управување со оптоварувањето на моторот: Контролирањето на лизгањето од изворот и рационалното планирање на оптоварувањето на моторот се клучни. Во практичните апликации, потребно е да се избегне моторот да биде во преоптоварена состојба подолго време. На пример, во индустриското производство, процесот на производство може да се оптимизира, а редоследот на стартување и исклучување на опремата може разумно да се организира за да се осигури дека оптоварувањето што го носи моторот е во неговиот номинален опсег. Во исто време, за некои оптоварувања со големи флуктуации, може да се користат тампон уреди или системи за прилагодување за да се направи оптоварувањето на моторот постабилно, со што се намалува флуктуацијата на лизгањето.
1. Оптимизирање на механичкиот систем за пренос: Перформансите на механичкиот систем за пренос, исто така, ќе влијаат на лизгањето на моторот. Со избирање на ефикасни уреди за пренос, како што се високопрецизни менувачи, висококвалитетни ремени итн., загубата на енергија и механичкиот отпор во процесот на пренос може да се намалат, така што моторот може полесно да го движи товарот, со што се намалува лизгањето. Покрај тоа, редовното одржување и одржување на механичкиот систем за пренос за да се обезбеди добро подмачкување и прецизна инсталација на секоја компонента, исто така, може да помогне во подобрувањето на ефикасноста на преносот и намалувањето на лизгањето.
(II) Метод на електрична контрола
1. Прилагодување на електричните параметри: Промената на електричните параметри на моторот е едно од ефикасните средства за контрола на лизгањето. На пример, со прилагодување на напонот на напојувањето на моторот, вртежниот момент и брзината на моторот може да се променат до одреден степен, со што се прилагодува лизгањето. Сепак, треба да се напомене дека прилагодувањето на напонот треба да биде во разумен опсег. Превисокиот или пренискиот напон може да предизвика оштетување на моторот. Покрај тоа, лизгањето може да се контролира и со промена на фреквенцијата на моторот. Во некои моторни системи опремени со уреди за регулирање на брзината со променлива фреквенција, со прецизно прилагодување на фреквенцијата на напојувањето, брзината на моторот може прецизно да се контролира, со што ефикасно се контролира лизгањето.
1. Користење на погони со променлива фреквенција (VFD): Погоните со променлива фреквенција (VFD) играат сè поважна улога во современата контрола на моторот. Тие можат флексибилно да ја прилагодат фреквенцијата и напонот на напојувањето според реалните работни барања на моторот за да се постигне прецизна контрола на брзината и лизгањето на моторот. На пример, во сценарија за примена како што се вентилатори и водни пумпи, VFD може автоматски да ја прилагодат брзината на моторот според реалните барања за волумен на воздух или волумен на вода, така што моторот може да ја одржи најдобрата состојба на лизгање под различни работни услови, со што значително се подобрува енергетската ефикасност на системот.
VI. Однос помеѓу дизајнот на моторот и лизгањето
(I) Влијание на бројот на столбови врз лизгањето
Бројот на полови на моторот е важен параметар во дизајнот на моторот и е тесно поврзан со лизгањето. Општо земено, колку повеќе полови има моторот, толку е помала неговата синхрона брзина, а под исти услови на оптоварување, лизгањето е релативно мало. Ова е затоа што откако ќе се зголеми бројот на полови, распределбата на ротирачкото магнетно поле станува погуста, силата на роторот во магнетното поле станува порамномерна и тој може да работи постабилно. На пример, во некои апликации со мала брзина и висок вртежен момент, како што се рударските витла и големите мешалки, моторите со повеќе полови обично се избираат за да се добие помало лизгање и поголем излезен вртежен момент.
(II) Влијание на дизајнот на роторот врз лизгањето
Дизајнерската структура на роторот, исто така, има значително влијание врз лизгањето на моторот. Различните дизајни на роторот ќе предизвикаат промени во параметрите како што се отпорот и индуктивноста на роторот, што пак влијае на перформансите на моторот. На пример, за мотори со намотани ротори, со поврзување на надворешни отпорници во колото на роторот, струјата на роторот може флексибилно да се прилагоди за да се постигне контрола на лизгањето. За време на процесот на стартување, соодветното зголемување на отпорот на роторот може да го зголеми почетниот вртежен момент на моторот, да ја намали струјата на стартување, а исто така да го контролира лизгањето до одреден степен. Кај моторите со ротор со верверички кафез, перформансите на лизгање на моторот може да се подобрат и со оптимизирање на материјалот и обликот на прачките на роторот.
(III) Односот помеѓу отпорот на роторот и лизгањето
Отпорот на роторот е еден од клучните фактори што влијаат на лизгањето. Кога отпорот на роторот се зголемува, струјата на роторот ќе се намали, а вртежниот момент на моторот исто така ќе се намали соодветно. За да се одржи одреден излезен вртежен момент, брзината на роторот ќе се намали, што резултира со зголемување на лизгањето. Обратно, кога отпорот на роторот се намалува, лизгањето ќе се намали. Во практични апликации, лизгањето може да се прилагоди со промена на големината на отпорот на роторот според различни работни барања. На пример, во некои случаи каде што се потребни чести стартувања и регулирање на брзината, соодветното зголемување на отпорот на роторот може да ги подобри перформансите на стартување и опсегот на регулирање на брзината на моторот.
(IV) Односот помеѓу намотката на статорот и лизгањето
Како клучна компонента за моторот за генерирање на ротирачко магнетно поле, дизајнот и параметрите на намотката на статорот, исто така, ќе влијаат на лизгањето. Разумниот дизајн на бројот на навивки, дијаметарот на жицата и обликот на намотката на статорот може да ја оптимизира распределбата на ротирачкото магнетно поле и да ги подобри перформансите на моторот. На пример, мотор со дистрибуирани намотки може да го направи ротирачкото магнетно поле порамномерно, да ги намали хармоничните компоненти, со што ќе се намали лизгањето и ќе се подобри работната стабилност и ефикасност на моторот.
(V) Оптимизирање на дизајнот за намалување на лизгањето и подобрување на ефикасноста
Со сеопфатно оптимизирање на дизајнот на елементи како што се бројот на полови на моторот, дизајнот на роторот, отпорот на роторот и намотката на статорот, лизгањето може ефикасно да се намали и ефикасноста на моторот да се подобри. За време на процесот на дизајнирање на моторот, инженерите ќе користат напреден софтвер за дизајн и методи за пресметка за прецизно пресметување и оптимизирање на различни параметри според специфичните сценарија на примена и барањата за перформанси на моторот за да се постигне оптимизација на перформансите на моторот. На пример, при дизајнирањето на некои високоефикасни и енергетски штедливи мотори, со усвојување на нови материјали и оптимизиран структурен дизајн, моторот може да одржува ниско лизгање за време на работата, со што значително се подобрува ефикасноста на искористување на енергијата и се намалува потрошувачката на енергија.
VII. Управување со лизгање во практични апликации
(I) Управување со лизгање во производството
Во преработувачката индустрија, моторите се широко користени во различна производствена опрема, како што се машински алати, транспортни ленти, компресори итн. Различните производствени процеси имаат различни барања за лизгање на моторот. На пример, кај машински алати со прецизна обработка, за да се обезбеди точност на обработката, моторот треба да одржува стабилна брзина, а лизгањето треба да се контролира во многу мал опсег. Во овој момент, високопрецизните серво мотори можат да се користат во комбинација со напредни системи за контрола за прецизно прилагодување на лизгањето на моторот за да се обезбеди стабилно работење на машинската алатка. Во некоја опрема што не бара голема брзина, но бара висок вртежен момент, како што се големите машини за штанцање, моторот треба да обезбеди доволен вртежен момент за време на стартувањето и работењето, што бара разумно прилагодување на лизгањето за да се задоволат потребите на производството.
(II) Управување со лизгање во HVAC системите
Во системите за греење, вентилација и климатизација (HVAC), моторите главно се користат за погон на вентилатори, водни пумпи и друга опрема. Работните услови на HVAC системот ќе продолжат да се менуваат со промените во внатрешната и надворешната средина, па затоа управувањето со лизгањето на моторот исто така треба да биде флексибилно. На пример, во систем за климатизација, кога внатрешната температура е ниска, оптоварувањето на вентилаторот и пумпата за вода е релативно мало. Во овој момент, лизгањето на моторот може да се прилагоди за да се намали брзината на моторот и да се заштеди енергија. Во жешкиот летен период, побарувачката за ладење во затворен простор се зголемува, а вентилаторот и пумпата за вода треба да ја зголемат моќноста за да работат. Во овој момент, лизгањето треба соодветно да се прилагоди за да се обезбеди дека моторот може да обезбеди доволна моќност. Преку интелигентен систем за контрола, лизгањето на моторот може динамички да се прилагоди според податоците за работа во реално време на HVAC системот, што може значително да ја подобри енергетската ефикасност на системот и да ги намали оперативните трошоци.
(III) Управување со лизгање во пумпни системи
Системите за пумпање се широко користени во индустриското производство и секојдневниот живот, како што се системите за водоснабдување, системите за третман на отпадни води итн. Во системите за пумпање, управувањето со лизгањето на моторот е клучно за да се обезбеди ефикасно работење на пумпата. Бидејќи барањата за проток и притисок на пумпата ќе се менуваат со промените во работните услови, лизгањето на моторот треба да се прилагоди според реалната ситуација. На пример, во систем за водоснабдување, кога потрошувачката на вода е мала, оптоварувањето на пумпата е мало, а заштедата на енергија може да се постигне со намалување на лизгањето на моторот и намалување на брзината на моторот. За време на периодот на најголема потрошувачка на вода, за да се задоволи побарувачката за вода, потребно е соодветно да се зголеми лизгањето на моторот и да се зголеми излезниот вртежен момент на моторот за да се обезбеди нормално работење на пумпата. Со усвојување на напредна технологија за регулирање на брзината со променлива фреквенција, во комбинација со кривата на перформансите на пумпата, лизгањето на моторот може прецизно да се контролира, така што системот за пумпа може да ја одржува најдобрата работна состојба под различни работни услови.
(IV) Прилагодување на управувањето со лизгање во различни индустрии
Поради разликите во нивните производствени процеси и барања за опрема, различните индустрии имаат различни барања за управување со лизгањето на моторот. Покрај горенаведените производствени, HVAC системи и пумпни системи, во транспортот, земјоделското наводнување, медицинската опрема и други индустрии, потребно е да се прилагоди соодветната технологија за управување со лизгањето според нивните сопствени карактеристики. На пример, кај електричните возила, контролата на лизгањето на моторот директно влијае на перформансите на забрзување, опсегот на крстарење и енергетската ефикасност на возилото. Потребно е прецизно да се прилагоди лизгањето на моторот преку напредни системи за управување со батерии и системи за контрола на моторот за да се задоволат потребите на возилото под различни услови на возење. Во земјоделското наводнување, поради различните области за наводнување и условите на изворот на вода, лизгањето на моторот треба да се прилагоди според фактичката ситуација за да се обезбеди дека пумпата за вода може стабилно да снабдува вода и истовремено да постигне заштеда на енергија и намалување на потрошувачката.
Лизгањето на моторот е клучен параметар во работата на моторот и се провлекува низ сите аспекти на дизајнот, работата и одржувањето на моторот. Длабокото разбирање на принципот, законот за промени и методот за контрола на лизгањето на моторот е од големо значење за оптимизирање на перформансите на моторот, подобрување на енергетската ефикасност и намалување на оперативните трошоци. Без разлика дали станува збор за производители на мотори, персонал за работа и одржување на опрема или технички персонал во сродни индустрии, тие треба да придадат големо значење на управувањето со лизгањето на моторот и постојано да истражуваат и применуваат напредни технички средства за да им овозможат на моторите да играат поголема улога во различни области.
Време на објавување: 09 април 2025 година