Energitab og effektivitet af induktionsmotorer

I en elektrisk motor, når en form for energi omdannes til en anden, går noget af energien tabt i form af varme, der spredes i forskellige dele af motoren. Elmotorer har tab af energi tre typer: viklingstab, ståltab og mekaniske tab... Derudover er der mindre yderligere tab.

Tab af energi i asynkron motor overveje at bruge hans energidiagram (fig. 1). I diagrammet er P1 den strøm, der leveres til motorstatoren fra lysnettet. Størstedelen af ​​denne kraftramme, minus statortab, overføres elektromagnetisk til rotoren gennem mellemrummet. Det kaldes Ram elektromagnetisk kraft.

Ris. 1. Motoreffektdiagram

Effekttabet i statoren er summen af ​​effekttabet i dens vikling Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 og ståltab Pc1. Power Pc1 er hvirvelstrømsreverseringstab og statorkernemagnetisering.

Der er også ståltab i induktionsmotorens rotorkerne, men disse er små og kan ikke tages i betragtning.Dette skyldes det faktum, at omdrejningshastigheden af ​​den magnetiske flux i forhold til statoren n0 gange omdrejningshastigheden af ​​den magnetiske flux i forhold til rotoren n0 - da hastigheden af ​​rotoren på en asynkronmotor n svarer til den stabile en del af den naturlige mekaniske egenskab.

Den mekaniske effekt asynkronmotor Pmx udviklet på rotorakslen er mindre end den elektromagnetiske effekt Pem med effektværdien Ca. 2 tab i rotorviklingen:

Rmx = Ram — Pvol2

Motorens akseleffekt:

P2 = Pmx — strmx,

hvor strmx er kraften af ​​mekaniske tab svarende til summen af ​​friktionstab i lejerne, friktion af de roterende dele mod luften (ventilationstab) og friktion af børsterne på ringene (for motorer med faserotor).

Elektromagnetisk og mekanisk effekt er ens:

Vædderen = ω0M, Pmx = ωM,

hvor ω0 og ω — synkron hastighed og rotationshastighed for motorrotoren; M er det moment, der udvikles af motoren, det vil sige det øjeblik, hvormed det roterende magnetfelt virker på rotoren.

Af disse udtryk følger det, at effekttabene i rotorviklingen:

eller Pokolo 2 = med NS PEm

I tilfælde hvor den aktive modstand r2 af fasen af ​​rotorviklingen er kendt, kan tabene i denne vikling også findes ud fra udtrykket Pabout 2 = m2NS r2NS I22.

I asynkrone elektriske motorer er der også yderligere tab på grund af gearingen af ​​rotoren og statoren, hvirvelstrømme i forskellige strukturelle enheder af motoren og andre årsager. Ved fuldlasttab af motoren antages Pd lig med 0,5 % af dens mærkeeffekt.

Effektivitetskoefficient (COP) for en induktionsmotor:

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

hvor Rob = About1 + Rob2 — samlede effekttab i stator- og rotorviklingerne på en asynkronmotor.

Da det samlede tab afhænger af belastningen, er induktionsmotorens virkningsgrad også en funktion af belastningen.

I fig. 2 gives en kurve η = e(P / Pnom), hvor P / Pnom — relativ effekt.

Ris. 2. Præstationskarakteristika for induktionsmotoren

Induktionsmotoren er designet til at maksimere dens effektivitet ηmax holdes ved en belastning lidt mindre end nominel. Effektiviteten af ​​motoren er ret høj og i en lang række belastninger (fig. 2, a) For de fleste moderne asynkronmotorer er virkningsgraden 80-90%, og for kraftige motorer 90-96%.