Gubici energije i učinkovitost asinkronih motora
Kod elektromotora, prilikom pretvaranja jednog oblika energije u drugi, dio energije se gubi u obliku topline koja se rasipa u različitim dijelovima motora. Elektromotori imaju gubitak energije tri vrste: gubici namota, gubici čelika i mehanički gubici… Osim toga, postoje manji dodatni gubici.
Gubitak energije u asinkroni motor razmislite o korištenju njegovog energetskog dijagrama (slika 1). U dijagramu, P1 je snaga koja se statoru motora dovodi iz mreže. Glavnina ovog okvira snage, minus statorski gubici, elektromagnetski se prenosi na rotor kroz raspor. To se zove Ram elektromagnetska snaga.
Riža. 1. Dijagram snage motora
Gubitak snage u statoru je zbroj gubitaka snage u njegovom namotu Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 i gubitaka u čeliku Pc1. Snaga Pc1 su gubici preokreta vrtložne struje i magnetizacija jezgre statora.
Također postoje gubici čelika u jezgri rotora asinkronog motora, ali oni su mali i ne mogu se uzeti u obzir.To je zbog činjenice da je brzina rotacije magnetskog toka u odnosu na stator n0 puta veća od brzine rotacije magnetskog toka u odnosu na rotor n0 — budući da brzina rotora asinkronog motora n odgovara stabilnoj dio prirodne mehaničke karakteristike.
Mehanička snaga asinkronog motora Pmx razvijena na osovini rotora manja je od elektromagnetske snage Pem za vrijednost snage Pa oko 2 gubitka u namotu rotora:
Rmx = Ram — Pvol2
Snaga osovine motora:
P2 = Pmx — strmx,
gdje je strmx sila mehaničkih gubitaka jednaka zbroju gubitaka od trenja u ležajevima, trenja rotirajućih dijelova o zrak (ventilacijski gubici) i trenja četkica na prstenovima (za motore s faznim rotorom).
Elektromagnetska i mehanička snaga su jednake:
Ovan = ω0M, Pmx = ωM,
gdje su ω0 i ω — sinkrona brzina i brzina vrtnje rotora motora; M je moment koji razvija motor, odnosno moment kojim okretno magnetsko polje djeluje na rotor.
Iz ovih izraza slijedi da su gubici snage u namotu rotora:
ili Pokolo 2 = s NS PEm
U slučajevima kada je poznat aktivni otpor r2 faze namota rotora, gubici u ovom namotu također se mogu naći iz izraza Pabout 2 = m2NS r2NS I22.
Kod asinkronih elektromotora postoje i dodatni gubici zbog ozubljenja rotora i statora, vrtložnih struja u raznim strukturnim jedinicama motora i drugih razloga. Pri gubicima motora pri punom opterećenju, pretpostavlja se da je Pd jednak 0,5% njegove nazivne snage.
Koeficijent učinkovitosti (COP) indukcijskog motora:
η = P2 / P1 = (P1 — (Pc — Pc — Pmx — Pd)) / P1,
gdje Rob = About1 + Rob2 — ukupni gubici snage u namotima statora i rotora asinkronog motora.
Budući da ukupni gubitak ovisi o opterećenju, učinkovitost asinkronog motora također je funkcija opterećenja.
Na sl. 2 dana je krivulja η = e(P / Pnom), gdje je P / Pnom — relativna snaga.
Riža. 2. Radne karakteristike asinkronog motora
Indukcijski motor je dizajniran da maksimizira svoju učinkovitost ηmax održava se pri opterećenju malo manjem od nominalnog. Učinkovitost motora je prilično visoka iu širokom rasponu opterećenja (slika 2, a).Za većinu modernih asinkronih motora učinkovitost je 80-90%, a za snažne motore 90-96%.