В электронном движке при преобразовании 1-го вида энергии в другой часть энергии пропадает в виде теплоты, рассеиваемой в разных частях мотора. В электронных движках имеются энергопотери 3-х видов: утраты в обмотках, утраты в стали и механические утраты. Не считая того, имеются малозначительные дополнительные утраты.

Энергопотери в асинхронном движке разглядим с помощью его энергетической диаграммы (рис. 1). На диаграмме Р1 — мощность, подводимая к статору мотора из сети. Основная часть Рэм этой мощности, за вычетом утрат в статоре, передается электрическим методом на ротор через зазор. Рэм именуется электрической мощностью.

Рис. 1. Энергетическая диаграмма мотора

Утраты мощности в статоре складываются из утрат мощности в его обмотке Pоб1 = m1 х r1 х I1² и утрат в стали Pс1. Мощность Pс1 является потерями на вихревые токи и на перемагничивание сердечника статора.

Утраты в стали имеются и в сердечнике ротора асинхронного мотора, но они невелики и могут не приниматься во внимание. Это разъясняется тем, что скорость вращения магнитного потока относительно статора n0 во много раз больше скорости вращения магнитного потока относительно ротора n0 — n, если скорость вращения ротора асинхронного мотора n соответствует устойчивой части естественной механической свойства.

Механическая мощность асинхронного мотора Рмх, развиваемая на валу ротора, меньше электрической мощности Рэм на значение мощности Pоб2 утрат в обмотке ротора:

Рмх = Рэм — Pоб2

Мощность на валу мотора:

Р2 = Рмх — pмх,

где pмх — мощность механических утрат, равная сумме утрат на трение в подшипниках, на трение крутящихся частей о воздух (вентиляционные утраты) и на трение щеток о кольца (для движков с фазным ротором).

Электрическая и механическая мощности равны:

Рэм = ω0M, Рмх = ωM,

где ω0 и ω — синхронная скорость и скорость вращения ротора мотора; М — момент, развиваемый движком, т. е. момент, с которым крутящееся магнитное поле действует на ротор.

Из этих выражений следует, что мощность утрат в обмотке ротора:

либо Pоб2 = s х Pэм

В случаях, когда понятно активное сопротивление г2 фазы обмотки ротора, утраты в этой обмотке могут быть найдены также из выражения Pоб2 = m2х r2х I2².

В асинхронных электродвигателях имеются также дополнительные утраты, обусловленные зубчатостью ротора и статора, вихревыми токами в разных конструктивных узлах мотора и другими причинами. При полной нагрузке мотора утраты Pд принимаются равными 0,5% его номинальной мощности.

Коэффициент полезного деяния (КПД) асинхронного мотора:

η = P2 / P1 = (P1 — (Pоб — Pс — Pмх — Pд)) / P1,

где Роб =Pоб1 + Роб2 — суммарная мощность утрат в обмотках статора и ротора асинхронного мотора.

Так как общие утраты зависят от нагрузки, то и КПД асинхронного мотора является функцией нагрузки.

На рис. 2, а дана кривая η = f(Р/Рном), где Р/Рном — относительная мощность.

Рис. 2. Рабочие свойства асинхронного мотора

Асинхронный электродвигатель конструируется так, чтоб максимум ее коэффициента полезного деяния ηmax имел место при нагрузке, несколько наименьшей номинальной. КПД мотора довольно высок и в широком спектре нагрузок (рис. 2, а). Для большинства современных асинхронных движков КПД имеет значение 80 — 90%, а для массивных движков 90—96%.

Школа для электрика