Účinník indukčného motora — od čoho závisí a ako sa mení

Na typovom štítku (údajovom štítku) každého indukčného motora je okrem iných prevádzkových parametrov uvedený jeho parameter ako cosine phi — cosfi… Kosínus phi sa tiež nazýva účinník indukčného motora.

Prečo sa tento parameter nazýva cos phi a ako súvisí s výkonom? Všetko je celkom jednoduché: phi je fázový rozdiel medzi prúdom a napätím a ak vykreslíte graf aktívneho, jalového a celkového výkonu, ktorý sa vyskytuje počas prevádzky indukčného motora (transformátor, indukčná pec atď.), Ukáže sa, že pomer aktívneho výkonu na plný výkon — to je kosínus phi — Cosphi, alebo inými slovami — účinník.

Pri menovitom napájacom napätí a pri menovitom zaťažení hriadeľa indukčného motora sa kosínus phi alebo účinník jednoducho rovná hodnote na štítku.

Napríklad pre motor AIR71A2U2 bude účinník 0,8 pri zaťažení hriadeľa 0,75 kW.Ale účinnosť tohto motora je 79%, preto činný výkon spotrebovaný motorom pri menovitom zaťažení hriadeľa bude viac ako 0,75 kW, konkrétne 0,75 / Účinnosť = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.

Pri menovitom zaťažení hriadeľa však parameter výkonu alebo Cosphi súvisí presne s energiou spotrebovanou sieťou. To znamená, že celkový výkon tohto motora sa bude rovnať S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). Kde P = 0,95 je činný výkon spotrebovaný motorom.

V tomto prípade účinník alebo Cosphi súvisí so zaťažením hriadeľa motora, pretože pri rôznom mechanickom výkone hriadeľa sa bude líšiť aj aktívna zložka prúdu statora. Takže v režime nečinnosti, to znamená, že k hriadeľu nie je nič pripojené, účinník motora spravidla neprekročí 0,2.

Ak sa zaťaženie hriadeľa začne zvyšovať, zvýši sa aj aktívna zložka prúdu statora, preto sa zvýši účinník a pri zaťažení blízkom nominálnej hodnote bude približne 0,8 - 0,9.

Ak sa teraz zaťaženie naďalej zvyšuje, to znamená zaťažiť hriadeľ nad nominálnu hodnotu, rotor sa spomalí, zvýši sklz s, začne prispievať indukčný odpor rotora a účinník začne klesať.

Ak motor beží určitú časť prevádzkového času naprázdno, môžete sa uchýliť k zníženiu použitého napätia, napríklad prepnutím z trojuholníka na hviezdu, potom sa fázové napätie vinutia zníži o 3-násobok. , indukčná zložka z voľnobežného rotora sa zníži a aktívna zložka vo vinutí statora sa mierne zvýši. Účinník sa teda mierne zvýši.

Systémy poháňané striedavým prúdom, ako sú asynchrónne motory, majú v zásade vždy okrem aktívnej, indukčnej a kapacitnej zložky, preto sa každý pol takt vracia určitá časť energie do siete, tzv. jalový výkon Q. 

Tento fakt spôsobuje problémy dodávateľom elektriny: generátor je nútený dodávať do siete plný výkon S, ktorý sa vracia späť do generátora, ale vodiče ešte potrebujú vhodný prierez na tento plný výkon a samozrejme dochádza k parazitnému ohrevu drôty z jalového prúdu cirkulujúceho tam a späť... Ukazuje sa, že generátor je povinný dodávať plný výkon, z ktorého niektoré sú v podstate zbytočné.

V čisto aktívnej forme by generátor elektrárne mohol dodávať užívateľovi oveľa viac elektriny a na to je potrebné, aby bol účinník blízky jednotke, teda ako pri čisto aktívnej záťaži, kde Cosphi = 1.

Na zabezpečenie takýchto podmienok niektoré veľké podniky inštalujú kompenzačné jednotky jalového výkonu, teda sústavy cievok a kondenzátorov, ktoré sa automaticky zapájajú paralelne s asynchrónnymi motormi pri poklese ich účinníka.

Ukazuje sa, že jalová energia cirkuluje medzi indukčným motorom a danou inštaláciou, nie medzi indukčným motorom a generátorom v elektrárni. Tým sa účinník asynchrónnych motorov dostane takmer na 1.