Energetická strata a účinnosť indukčných motorov

V elektromotore sa pri premene jednej formy energie na inú časť energie stráca vo forme tepla rozptýleného v rôznych častiach motora. Elektromotory majú strata energie tri typy: straty vo vinutí, straty ocele a mechanické straty... Okrem toho existujú menšie dodatočné straty.

Strata energie v asynchrónny motor zvážiť použitie jeho energetického diagramu (obr. 1). V diagrame je P1 napájanie dodávané do statora motora zo siete. Väčšina tohto výkonového rámu, mínus straty statora, je prenášaná elektromagneticky na rotor cez medzeru. Nazýva sa to Ram elektromagnetická sila.

Ryža. 1. Schéma výkonu motora

Strata výkonu v statore je súčtom straty výkonu v jeho vinutí Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 a strát ocele Pc1. Výkon Pc1 je reverzné straty vírivým prúdom a magnetizácia jadra statora.

V jadre rotora indukčného motora sú tiež straty ocele, ale sú malé a nemusia sa brať do úvahy.Je to spôsobené tým, že rýchlosť otáčania magnetického toku vzhľadom na stator n0-násobok rýchlosti otáčania magnetického toku vzhľadom na rotor n0 — keďže rýchlosť rotora asynchrónneho motora n zodpovedá stabilnému súčasť prirodzenej mechanickej charakteristiky.

Mechanický výkonový asynchrónny motor Pmx vyvinutý na hriadeli rotora je menší ako elektromagnetický výkon Pem o výkonovú hodnotu P asi 2 straty vo vinutí rotora:

Rmx = Ram — Pvol2

Výkon hriadeľa motora:

P2 = Pmx – strmx,

kde strmx je sila mechanických strát rovnajúca sa súčtu strát trením v ložiskách, trenia rotujúcich častí o vzduch (straty ventiláciou) a trenia kief na krúžkoch (pre motory s fázovým rotorom).

Elektromagnetická a mechanická sila sú rovnaké:

Baran = ω0M, Pmx = ωM,

kde ω0 a ω — synchrónna rýchlosť a rýchlosť otáčania rotora motora; M je moment vyvinutý motorom, teda moment, ktorým rotujúce magnetické pole pôsobí na rotor.

Z týchto výrazov vyplýva, že straty výkonu vo vinutí rotora:

alebo Pokolo 2 = s NS PEm

V prípadoch, keď je známy aktívny odpor r2 fázy rotorového vinutia, možno straty v tomto vinutí zistiť aj z výrazu Pasi 2 = m2NS r2NS I22.

V asynchrónnych elektromotoroch dochádza aj k dodatočným stratám v dôsledku ozubenia rotora a statora, vírivých prúdov v rôznych konštrukčných celkoch motora a iných príčin. Pri stratách plného zaťaženia motora sa predpokladá, že Pd sa rovná 0,5 % jeho menovitého výkonu.

Koeficient účinnosti (COP) indukčného motora:

η = P2 / P1 = (P1 – (Pc – Pc – Pmx – Pd)) / P1,

kde Rob = Asi1 + Rob2 — celkové straty výkonu vo vinutí statora a rotora asynchrónneho motora.

Keďže celková strata závisí od zaťaženia, účinnosť indukčného motora je tiež funkciou zaťaženia.

Na obr. 2 je daná krivka η = e(P / Pnom), kde P / Pnom — relatívna sila.

Ryža. 2. Výkonové charakteristiky indukčného motora

Indukčný motor je navrhnutý tak, aby maximalizoval svoju účinnosť ηmax sa udržiava pri zaťažení o niečo menšom, ako je nominálne. Účinnosť motora je pomerne vysoká a v širokom rozsahu zaťažení (obr. 2, a) Pre väčšinu moderných asynchrónnych motorov je účinnosť 80-90% a pre výkonné motory 90-96%.