Energetické ztráty a účinnost indukčních motorů
V elektromotoru se při přeměně jedné formy energie na druhou část energie ztrácí ve formě tepla rozptýleného v různých částech motoru. Elektromotory mají ztráta energie tři typy: ztráty ve vinutí, ztráty v oceli a mechanické ztráty… Kromě toho existují malé dodatečné ztráty.
Ztráta energie v asynchronní motor zvažte použití jeho energetického diagramu (obr. 1). V diagramu je P1 výkon dodávaný do statoru motoru ze sítě. Velká část tohoto výkonového rámu, mínus ztráty statoru, je přenášena elektromagneticky na rotor přes mezeru. Říká se tomu Ram elektromagnetická síla.
Rýže. 1. Výkonový diagram motoru
Výkonová ztráta ve statoru je součtem výkonové ztráty v jeho vinutí Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 a ztrát oceli Pc1. Výkon Pc1 je reverzní ztráty vířivými proudy a magnetizace jádra statoru.
V jádru rotoru indukčního motoru jsou také ztráty oceli, ale ty jsou malé a nemusí být brány v úvahu.To je způsobeno skutečností, že rychlost otáčení magnetického toku vzhledem ke statoru n0 krát rychlost otáčení magnetického toku vzhledem k rotoru n0 — protože otáčky rotoru asynchronního motoru n odpovídají stabil. součástí přirozené mechanické vlastnosti.
Mechanický výkonový asynchronní motor Pmx vyvinutý na hřídeli rotoru je menší než elektromagnetický výkon Pem o výkonovou hodnotu P asi 2 ztráty ve vinutí rotoru:
Rmx = Ram — Pvol2
Výkon hřídele motoru:
P2 = Pmx – strmx,
kde strmx je síla mechanických ztrát rovna součtu ztrát třením v ložiskách, tření rotujících částí o vzduch (ventilační ztráty) a tření kartáčů na kroužcích (u motorů s fázovým rotorem).
Elektromagnetická a mechanická síla jsou stejné:
Beran = ω0M, Pmx = ωM,
kde ω0 a ω — synchronní rychlost a rychlost otáčení rotoru motoru; M je moment vyvinutý motorem, tedy moment, kterým rotující magnetické pole působí na rotor.
Z těchto výrazů vyplývá, že ztráty výkonu ve vinutí rotoru:
nebo Pokolo 2 = s NS PEm
V případech, kdy je znám aktivní odpor r2 fáze vinutí rotoru, lze ztráty v tomto vinutí zjistit také z výrazu Pasi 2 = m2NS r2NS I22.
U asynchronních elektromotorů dochází také k dalším ztrátám v důsledku ozubení rotoru a statoru, vířivých proudů v různých konstrukčních celcích motoru a dalších důvodů. Při ztrátách plného zatížení motoru se předpokládá, že Pd se rovná 0,5 % jeho jmenovitého výkonu.
Koeficient účinnosti (COP) indukčního motoru:
η = P2 / P1 = (P1 – (Pc – Pc – Pmx – Pd)) / P1,
kde Rob = Přibližně1 + Rob2 — celkové ztráty výkonu ve vinutí statoru a rotoru asynchronního motoru.
Protože celková ztráta závisí na zátěži, je účinnost indukčního motoru také funkcí zátěže.
Na Obr. 2 je dána křivka η = e(P / Pnom), kde P / Pnom — relativní výkon.
Rýže. 2. Výkonové charakteristiky asynchronního motoru
Indukční motor je navržen tak, aby maximalizoval svou účinnost ηmax je držen při zatížení o něco menším, než je nominální. Účinnost motoru je poměrně vysoká a v širokém rozsahu zatížení (obr. 2, a) U většiny moderních asynchronních motorů je účinnost 80-90% a u silných motorů 90-96%.