Tổn thất năng lượng và hiệu suất của động cơ cảm ứng

Trong động cơ điện, khi biến đổi dạng năng lượng này thành dạng năng lượng khác, một phần năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt tỏa ra ở các bộ phận khác nhau của động cơ. Động cơ điện có mất năng lượng ba loại: tổn thất cuộn dây, tổn thất thép và tổn thất cơ học… Ngoài ra, còn có các tổn thất bổ sung nhỏ.

Mất năng lượng trong động cơ không đồng bộ xem xét sử dụng sơ đồ năng lượng của anh ấy (Hình 1). Trong sơ đồ, P1 là nguồn cung cấp cho stato động cơ từ nguồn điện lưới. Phần lớn khung công suất này, trừ tổn thất stato, được truyền điện từ đến rôto qua khe hở. Nó được gọi là năng lượng điện từ Ram.

Cơm. 1. Sơ đồ công suất động cơ

Tổn thất điện năng trong stato là tổng của tổn thất điện năng trong cuộn dây của nó Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 và tổn thất thép Pc1. Công suất Pc1 là tổn thất đảo chiều dòng điện xoáy và từ hóa lõi stato.

Ngoài ra còn có tổn thất thép trong lõi rôto của động cơ cảm ứng, nhưng những tổn thất này nhỏ và có thể không được tính đến.Điều này là do tốc độ quay của từ thông so với stato n0 lần tốc độ quay của từ thông so với rôto n0 — vì tốc độ rôto của động cơ không đồng bộ n tương ứng với tốc độ ổn định. một phần của đặc tính cơ tự nhiên.

Công suất cơ học của động cơ không đồng bộ Pmx được phát triển trên trục rôto nhỏ hơn công suất điện từ Pem theo giá trị công suất Pkhoảng 2 tổn thất trong cuộn dây rôto:

Rmx = Ram — Pvol2

Công suất trục động cơ:

P2 = Pmx — strmx,

trong đó strmx là lực tổn thất cơ học bằng tổng tổn thất ma sát trong ổ trục, ma sát của các bộ phận quay với không khí (tổn thất thông gió) và ma sát của chổi than trên các vòng (đối với động cơ có rôto pha).

Lực điện từ và cơ năng bằng nhau:

Bạch Dương = ω0M, Pmx = ωM,

trong đó ω0 và ω — tốc độ đồng bộ và tốc độ quay của rôto động cơ; M là mômen do động cơ tạo ra, nghĩa là mômen mà từ trường quay tác dụng lên rôto.

Từ các biểu thức này suy ra tổn thất công suất trong cuộn dây rôto:

hoặc Pokolo 2 = với NS PEm

Trong trường hợp đã biết điện trở hoạt động r2 của pha của cuộn dây rôto, tổn thất trong cuộn dây này cũng có thể được tìm thấy từ biểu thức Pabout 2 = m2NS r2NS I22.

Trong động cơ điện không đồng bộ, còn có các tổn thất bổ sung do ăn khớp rôto và stato, dòng điện xoáy trong các bộ phận kết cấu khác nhau của động cơ và các lý do khác. Khi tổn thất đầy tải của động cơ, Pd được giả định bằng 0,5% công suất định mức của nó.

Hệ số hiệu quả (COP) của động cơ cảm ứng:

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

trong đó Rob = About1 + Rob2 — tổng tổn thất điện năng trong cuộn dây stato và rôto của động cơ không đồng bộ.

Vì tổng tổn thất phụ thuộc vào tải nên hiệu suất của động cơ cảm ứng cũng là một hàm của tải.

Trong bộ lễ phục. 2 đưa ra một đường cong η = e(P / Pnom), trong đó P / Pnom — công suất tương đối.

Cơm. 2. Đặc tính hoạt động của động cơ cảm ứng

Động cơ cảm ứng được thiết kế để tối đa hóa hiệu quả của nó ηmax được giữ ở mức tải nhỏ hơn định mức một chút. Hiệu suất của động cơ khá cao và trong nhiều loại tải (Hình 2, a) Đối với hầu hết các động cơ không đồng bộ hiện đại, hiệu suất là 80-90% và đối với động cơ mạnh mẽ là 90-96%.