Потери энергии и кпд асинхронных двигателей
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
Читайте также: доплата за разъездной характер работы водителям по ТК РФ
Комментарии
Потери энергии и кпд асинхронных двигателей — Комментариев нет