按照設計的系統類型及其運行的潛在環境,馬達重量對系統的總體成本和運行價值可能極其重要。馬達重量減少可以從多個方向解決,包括通用馬達設計、高效部件生產和材料選擇。為了實現這一目標,有必要改進馬達開發的所有方面:從設計到使用優化材料高效生產部件,輕質材料的使用和新穎的制造工藝。通常來說,馬達的效率取決于馬達的類型、大小、利用率,還取決于所用材料的質量和數目。因而,從所有那些方面來看通過什么提高機械效率,須要使用能源和成本效益高的部件來開發馬達。
馬達是一種機電能量轉換裝置通過什么提高機械效率,以線性或旋轉運動的方式將電能轉換為機械能,馬達的工作原理主要取決于磁場和電場的互相作用。許多參數可用于比較馬達:力矩、功率密度、結構、基本工作原理、損耗系數、動態響應和效率,最后一個是最重要的一個。馬達效率低的緣由主要可歸因于以下誘因:規格不當,所用水泵的電氣效率低、終端用戶(泵、風扇、壓縮機等)機械效率低沒有速率控制系統維護不力甚至根本不存在。
為了最大限度地提升馬達的能量性能,必須將馬達運行過程中各類能量轉換形成的損失降至最低。事實上,在馬達中,能量從電能轉變為電磁能,之后再轉變為機械能。提升效率的馬達不同于傳統的電動機,由于后者的耗損最小。事實上,在傳統馬達中,損失主要由以下誘因引起:磨擦損失和風阻損失(軸承、電刷和通風)引起的機械損失真空鐵中的耗損(與電流平方成比列),與流動方向變化有關的分散能量滯后導致的耗損,以及由堆芯內的循環電壓和流動變化導致的渦流造成的耗損焦耳效應導致的耗損(與電壓平方成反比)。
適當的設計
設計最高效的馬達是減少重量的一個關鍵方面,由于大多數馬達都是為廣泛使用而設計的,所以適宜特定應用的合適馬達一般比實際須要的大。為了克服這一挑戰,重要的是找尋樂意以半訂制方法改變的馬達制造公司,從馬達定子和磁性器件到機架規格。為了確保有正確的定子,須要了解馬達的尺寸,便于才能保持應用所需的精確力矩和速率。不僅調整定子外,制造商還可以依照磁導率的變化改變馬達的磁性設計,在定子和轉子之間正確放置稀土磁極有助于降低馬達的整體力矩。
新型制造工藝
制造商就能不斷升級自己的設備,以生產公差更高的馬達部件,因而去除以前用作防損壞安全裕度的厚壁和密集區域。因為每位部件都是使用最新技術重新設計和制造的,因而可以在多個包含磁性部件的地方減少重量,包括絕緣和鍍層、機架和馬達軸。
材料選擇
材料選擇對馬達運行、效率和重量有整體影響,舉個最顯著的事例,這就是為何如此多制造商使用鋁框架而不是碳鋼。制造商們仍然在繼續試驗具有電磁和絕緣特點的材料,制造商正在使用各類不同的復合材料以及較輕的金屬,這種材料提供了鋼組件的輕質代替品。出于安裝目的,根據用戶對最終馬達的具體要求,可使用多種提高塑膠、聚合物和樹脂。隨著馬達設計師不斷試驗和研究取代部件,包括用于密封目的的密度較低的鍍層和樹脂,她們為生產過程注入了新的活力,這常常會影響馬達的重量。據悉,制造商還提供無框架馬達,可通過完全去除框架對馬達重量產生影響。
推論
使用輕質材料、新型制造工藝、磁性材料來減少水泵重量和提升馬達效率的技術。馬達,尤其是在車輛應用中,代表著越來越多的未來技術。為此,雖然還有很長的路要走,希望這成為一項日漸鞏固的技術,提升效率的電動機才能解決與節能相關的問題。