Pèrdues d'energia i eficiència dels motors d'inducció
En un motor elèctric, en convertir una forma d'energia en una altra, una part de l'energia es perd en forma de calor dissipada en diverses parts del motor. Els motors elèctrics tenen pèrdua d'energia tres tipus: pèrdues de bobinat, pèrdues d'acer i pèrdues mecàniques... A més, hi ha pèrdues addicionals menors.
Pèrdua d'energia en motor asíncron considereu utilitzar el seu diagrama d'energia (Fig. 1). Al diagrama, P1 és la potència subministrada a l'estator del motor des de la xarxa. La major part d'aquest bastidor de potència, menys les pèrdues de l'estator, es transmet electromagnèticament al rotor a través del buit. Es diu potència electromagnètica Ram.
Arròs. 1. Diagrama de potència del motor
La pèrdua de potència a l'estator és la suma de la pèrdua de potència en el seu bobinat Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 i les pèrdues d'acer Pc1. La potència Pc1 és les pèrdues d'inversió de corrents de Foucault i la magnetització del nucli de l'estator.
També hi ha pèrdues d'acer al nucli del rotor del motor d'inducció, però aquestes són petites i és possible que no es tinguin en compte.Això es deu al fet que la velocitat de rotació del flux magnètic en relació amb l'estator n0 vegades la velocitat de rotació del flux magnètic en relació amb el rotor n0, ja que la velocitat del rotor d'un motor asíncron n correspon a la velocitat estable. part de la característica mecànica natural.
El motor asíncron de potència mecànica Pmx desenvolupat a l'eix del rotor és inferior a la potència electromagnètica Pem pel valor de potència Pa aproximadament 2 pèrdues en el bobinat del rotor:
Rmx = Ram — Pvol2
Potència de l'eix del motor:
P2 = Pmx — strmx,
on strmx és la força de les pèrdues mecàniques igual a la suma de les pèrdues per fricció en els coixinets, la fricció de les parts giratòries contra l'aire (pèrdues de ventilació) i la fricció de les escombretes sobre els anells (per a motors amb rotor de fase).
La potència electromagnètica i mecànica són iguals:
Àries = ω0M, Pmx = ωM,
on ω0 i ω — velocitat síncrona i velocitat de rotació del rotor del motor; M és el moment desenvolupat pel motor, és a dir, el moment amb què el camp magnètic giratori actua sobre el rotor.
D'aquestes expressions es dedueix que les pèrdues de potència en el bobinat del rotor:
o Pokolo 2 = amb NS PEm
En els casos en què es coneix la resistència activa r2 de la fase del bobinat del rotor, les pèrdues en aquest bobinatge també es poden trobar a partir de l'expressió Pabout 2 = m2NS r2NS I22.
En els motors elèctrics asíncrons, també hi ha pèrdues addicionals a causa de l'engranatge del rotor i l'estator, corrents de Foucault en diverses unitats estructurals del motor i altres motius. A les pèrdues a plena càrrega del motor, se suposa que Pd és igual al 0,5% de la seva potència nominal.
Coeficient d'eficiència (COP) d'un motor d'inducció:
η = P2 / P1 = (P1 — (Pc — Pc — Pmx — Pd)) / P1,
on Rob = Aproximadament 1 + Rob2: pèrdues totals de potència als bobinats de l'estator i del rotor d'un motor asíncron.
Com que la pèrdua total depèn de la càrrega, l'eficiència del motor d'inducció també és funció de la càrrega.
A la fig. 2 es dóna una corba η = e(P / Pnom), on P / Pnom — potència relativa.
Arròs. 2. Característiques de rendiment del motor d'inducció
El motor d'inducció està dissenyat per maximitzar la seva eficiència ηmax es manté a una càrrega lleugerament inferior a la nominal. L'eficiència del motor és bastant alta i en una àmplia gamma de càrregues (Fig. 2, a) Per a la majoria dels motors asíncrons moderns, l'eficiència és del 80-90%, i per als motors potents del 90-96%.