Pierderea de energie și eficiența motoarelor cu inducție
Într-un motor electric, la transformarea unei forme de energie în alta, o parte din energie se pierde sub formă de căldură disipată în diferite părți ale motorului. Motoarele electrice au pierdere de energie trei tipuri: pierderi de înfășurare, pierderi de oțel și pierderi mecanice... În plus, există pierderi suplimentare minore.
Pierderea de energie în motor asincron luați în considerare utilizarea diagramei sale energetice (Fig. 1). În diagramă, P1 este puterea furnizată statorului motorului de la rețea. Cea mai mare parte a acestui cadru de putere, minus pierderile la stator, este transmisă electromagnetic rotorului prin gol. Se numește putere electromagnetică Ram.
Orez. 1. Diagrama puterii motorului
Pierderea de putere în stator este suma pierderilor de putere în înfășurarea acestuia Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 și a pierderilor din oțel Pc1. Puterea Pc1 este pierderile de inversare a curentului turbionar și magnetizarea miezului statorului.
Există, de asemenea, pierderi de oțel în miezul rotorului motorului cu inducție, dar acestea sunt mici și este posibil să nu fie luate în considerare.Acest lucru se datorează faptului că viteza de rotație a fluxului magnetic în raport cu statorul n0 ori viteza de rotație a fluxului magnetic în raport cu rotorul n0 - deoarece viteza rotorului unui motor asincron n corespunde stabilului. parte a caracteristicii mecanice naturale.
Puterea mecanică a motorului asincron Pmx dezvoltat pe arborele rotorului este mai mică decât puterea electromagnetică Pem cu valoarea puterii Pa aproximativ 2 pierderi în înfășurarea rotorului:
Rmx = Ram — Pvol2
Puterea arborelui motor:
P2 = Pmx — strmx,
unde strmx este forța pierderilor mecanice egală cu suma pierderilor prin frecare în rulmenți, frecarea pieselor rotative față de aer (pierderi de ventilație) și frecarea periilor pe inele (la motoarele cu rotor de fază).
Puterea electromagnetică și cea mecanică sunt egale:
Berbec = ω0M, Pmx = ωM,
unde ω0 și ω — viteza sincronă și viteza de rotație a rotorului motorului; M este momentul dezvoltat de motor, adică momentul cu care câmpul magnetic rotativ acționează asupra rotorului.
Din aceste expresii rezultă că pierderile de putere în înfășurarea rotorului:
sau Pokolo 2 = cu NS PEm
În cazurile în care este cunoscută rezistența activă r2 a fazei înfășurării rotorului, pierderile din această înfășurare pot fi găsite și din expresia Pabout 2 = m2NS r2NS I22.
În motoarele electrice asincrone, există și pierderi suplimentare din cauza angrenajului rotorului și a statorului, curenții turbionari în diferite unități structurale ale motorului și din alte motive. La pierderile de sarcină maximă ale motorului, se presupune că Pd este egal cu 0,5% din puterea sa nominală.
Coeficientul de eficiență (COP) al unui motor cu inducție:
η = P2 / P1 = (P1 — (Pc — Pc — Pmx — Pd)) / P1,
unde Rob = Aproximativ1 + Rob2 — pierderile totale de putere în înfășurările statorului și rotorului unui motor asincron.
Deoarece pierderea totală depinde de sarcină, eficiența motorului cu inducție este, de asemenea, o funcție de sarcină.
În fig. 2 este dată o curbă η = e(P / Pnom), unde P / Pnom — putere relativă.
Orez. 2. Caracteristicile de performanță ale motorului cu inducție
Motorul cu inducție este proiectat pentru a-și maximiza eficiența ηmax este menținută la o sarcină puțin mai mică decât cea nominală. Eficiența motorului este destul de mare și într-o gamă largă de sarcini (Fig. 2, a).Pentru majoritatea motoarelor asincrone moderne, randamentul este de 80-90%, iar pentru motoarele puternice 90-96%.