Izguba energije in učinkovitost indukcijskih motorjev

Pri elektromotorju se pri pretvarjanju ene oblike energije v drugo del energije izgubi v obliki toplote, ki se odvaja v različnih delih motorja. Elektromotorji imajo izguba energije tri vrste: izgube v navitju, izgube jekla in mehanske izgube ... Poleg tega obstajajo manjše dodatne izgube.

Izguba energije v asinhroni motor razmislite o uporabi njegovega energetskega diagrama (slika 1). V diagramu je P1 moč, ki se statorju motorja napaja iz omrežja. Večji del tega okvirja moči, brez izgub v statorju, se elektromagnetno prenese na rotor skozi režo. Imenuje se Ram elektromagnetna moč.

riž. 1. Diagram moči motorja

Izguba moči v statorju je vsota izgube moči v njegovem navitju Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 in izgub jekla Pc1. Moč Pc1 so izgube pri obračanju vrtinčnega toka in magnetizacija jedra statorja.

V jedru rotorja indukcijskega motorja so tudi izgube jekla, vendar so majhne in jih ni mogoče upoštevati.To je posledica dejstva, da je hitrost vrtenja magnetnega pretoka glede na stator n0 krat večja od hitrosti vrtenja magnetnega pretoka glede na rotor n0 - saj hitrost rotorja asinhronega motorja n ustreza stabilni del naravne mehanske lastnosti.

Mehanska moč asinhronega motorja Pmx, ki se razvije na gredi rotorja, je manjša od elektromagnetne moči Pem za vrednost moči Pa približno 2 izgube v navitju rotorja:

Rmx = Ram — Pvol2

Moč gredi motorja:

P2 = Pmx — strmx,

kjer je strmx sila mehanskih izgub, ki je enaka vsoti izgub zaradi trenja v ležajih, trenja vrtečih se delov proti zraku (izgube pri prezračevanju) in trenja ščetk na obročih (pri motorjih s faznim rotorjem).

Elektromagnetna in mehanska moč sta enaki:

Oven = ω0M, Pmx = ωM,

kjer ω0 in ω - sinhrona hitrost in hitrost vrtenja rotorja motorja; M je moment, ki ga razvije motor, to je moment, s katerim rotacijsko magnetno polje deluje na rotor.

Iz teh izrazov sledi, da so izgube moči v navitju rotorja:

ali Pokolo 2 = z NS PEm

V primerih, ko je znan aktivni upor r2 faze navitja rotorja, lahko izgube v tem navitju najdemo tudi iz izraza Pabout 2 = m2NS r2NS I22.

Pri asinhronih elektromotorjih prihaja tudi do dodatnih izgub zaradi ozobljenja rotorja in statorja, vrtinčnih tokov v različnih strukturnih enotah motorja in drugih vzrokov. Pri izgubah polne obremenitve motorja se predpostavlja, da je Pd enak 0,5 % njegove nazivne moči.

Koeficient učinkovitosti (COP) indukcijskega motorja:

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

kjer Rob = About1 + Rob2 - skupne izgube moči v navitjih statorja in rotorja asinhronega motorja.

Ker je skupna izguba odvisna od obremenitve, je učinkovitost indukcijskega motorja tudi funkcija obremenitve.

Na sl. 2 je podana krivulja η = e(P / Pnom), kjer je P / Pnom — relativna moč.

riž. 2. Značilnosti delovanja indukcijskega motorja

Indukcijski motor je zasnovan tako, da maksimira svojo učinkovitost ηmax se vzdržuje pri obremenitvi, nekoliko nižji od nominalne. Učinkovitost motorja je precej visoka in v širokem razponu obremenitev (slika 2, a).Pri večini sodobnih asinhronskih motorjev je učinkovitost 80-90%, pri močnih motorjih pa 90-96%.