單相異步電機如何做到高效率？

電機提供了60%以上的工業(yè)用電，效率是一個(gè)關(guān)鍵的設計參數，單相異步電機設計的效率比以往任何時(shí)候都更為重要。效率定義為輸送的機械功率與提供的電力的比率。一臺效率為85%的電動(dòng)機將85%的電能轉化為機械能，剩下的15%作為熱量消散。

節能單相異步電機采用優(yōu)質(zhì)材料和優(yōu)化設計，以實(shí)現更高的效率。例如，轉子中的鋁含量越高，定子中的槽填充系數越高，電阻損失越小。優(yōu)化的轉子結構和轉子-定子氣隙減少雜散負載損失。改進(jìn)的冷卻風(fēng)扇設計使電機冷卻的風(fēng)阻損失小，轉子和定子鐵芯采用更高質(zhì)量和更薄的鋼疊片，可大大降低磁化損耗。后，降低摩擦損失是由更高質(zhì)量的軸承造成的。

優(yōu)化轉子/定子疊片的尺寸及其所用鋼材的質(zhì)量

單相異步電機中的磁滯損耗和渦流損耗一起稱(chēng)為磁芯損耗，總損耗的20%左右是由渦流和磁芯飽和引起的。疊片中產(chǎn)生的渦流相對于不斷變化的磁場(chǎng)移動(dòng)，會(huì )導致顯著(zhù)的功率損失。疊層定子磁芯可減少渦流損耗，并基于鐵的質(zhì)量、電阻率、密度、厚度、頻率和磁通密度，渦流損耗可以通過(guò)更多的疊片來(lái)小化。

磁滯損耗是磁路在磁通量不斷變化時(shí)產(chǎn)生的，單相異步電機中使用的大多數載荷材料是用于定子和轉子鐵心的鋼，通過(guò)減少疊片厚度，使磁通密度和磁芯損耗小化。通過(guò)退火選用更好等級的疊片用鋼以改變晶粒結構以便于磁化，可以降低磁滯損耗。通過(guò)增加含硅鋼的電阻率來(lái)減少渦流損耗，但硅含量增加了沖壓過(guò)程中的模具磨損，因為它增加了鋼的硬度。沖壓過(guò)程中損壞的鋼晶體嚴重降低了受影響體積的磁性質(zhì)量。退火使疊片變平，并使沖壓過(guò)程中受損的晶體再結晶，從而將一個(gè)薄板厚度延伸到疊片中。

使用浸浴工藝進(jìn)行定子層壓

浸漬定子加強定子繞組的電氣絕緣，防止化學(xué)品或惡劣環(huán)境影響，并增強散熱。熱固性塑料包括環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和聚酯用于浸漬定子，采用洗浴方法是將定子浸入樹(shù)脂中較長(cháng)時(shí)間，以確保佳滲透和保護。另一種浸漬方法被稱(chēng)為真空壓力，它使用一個(gè)先排空然后加壓的罐，以實(shí)現對定子的滲透。終實(shí)現從電繞組中抽出氣穴，提高了繞組的熱導率。

設計定子中的槽，以大限度地增加可插入銅的體積

單相異步電機槽滿(mǎn)率一定程度會(huì )影響定子繞組使其質(zhì)量低會(huì )導致總損耗的60%，因此為了減少總損耗，定子繞組的質(zhì)量必須較大，從而降低電阻。與標準效率單相異步電機相比，高效電機含有超過(guò)20%的額外銅，定子的絕緣繞組被放置在鋼片的槽內。橫截面積必須足夠大，以滿(mǎn)足電機的額定功率。一般情況下，單相異步電機采用開(kāi)放式或半封閉式定子槽。在半封閉槽中，槽的開(kāi)口比槽的寬度小得多，與開(kāi)口槽相比，纏繞更困難，制造更耗時(shí)。在設計階段必須選擇定子槽的數量，因為該數量會(huì )影響重量、成本和運行特性。多槽的優(yōu)點(diǎn)是減少漏抗，減少齒脈動(dòng)損耗，提高過(guò)載能力，更多定子槽的缺點(diǎn)是成本增加、重量增加、磁化電流增加、鐵損耗增加、冷卻不良、溫升增加和效率降低。

轉子壓鑄采用優(yōu)質(zhì)純鋁

定制設計的轉子可以大限度地提高起動(dòng)轉矩，降低導體電阻，提高效率。它們堅固耐用，結構簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，但它們的啟動(dòng)扭矩較低。銅轉子提高了效率，但制造起來(lái)既困難又昂貴。

轉子和定子之間的氣隙達到佳

氣隙是標準徑向單相異步電機轉子和定子之間的徑向距離。為了提高設計效率，需要保持佳氣隙。氣隙尺寸涉及定子、轉子、電機外殼和軸承的設計。所有這些都會(huì )影響定子和轉子軸的對準。

漆包線(xiàn)

磁鐵或漆包線(xiàn)是一種電解精煉的銅或鋁線(xiàn)，已完全退火并涂有一層或多層絕緣層。例如，使用總共有12層絕緣層的電線(xiàn)。典型的絕緣膜，隨著(zhù)溫度范圍的增加，有聚乙烯、聚氨酯、聚酯和聚酰亞胺，高溫度可達250°C。較厚的矩形或方形磁鐵線(xiàn)用高溫聚酰亞胺或玻璃纖維膠帶包裹，使用更多的銅，更大的導體棒和導體增加了定子和轉子繞組的橫截面積。這降低了繞組的電阻，并減少了電流造成的損耗，高效電動(dòng)機的定子繞組中的銅通常會(huì )多出20%。

單相異步電機由很多的零部件構成，每個(gè)零部所提 供不同的結構和功能屬性不同，導致在電機系統的功能不同，每個(gè)零部件提供功能優(yōu)劣終影響電機輸入性能。通過(guò)優(yōu)化馬達各個(gè)部件的性能，終使電機的性能達到優(yōu)。