Induktiomoottorien energiahäviö ja hyötysuhde
Sähkömoottorissa, kun energiamuoto muunnetaan toiseksi, osa energiasta häviää lämmön muodossa, joka hajoaa moottorin eri osiin. Sähkömoottoreissa on energian menetys kolme tyyppiä: käämihäviöt, teräshäviöt ja mekaaniset häviöt... Lisäksi on pieniä lisähäviöitä.
Energian menetys sisään asynkroninen moottori harkitse hänen energiakaavionsa käyttöä (kuva 1). Kaaviossa P1 on moottorin staattoriin verkkovirrasta syötetty teho. Suurin osa tästä tehokehyksestä, josta on vähennetty staattorihäviöt, välittyy sähkömagneettisesti roottoriin raon kautta. Sitä kutsutaan ram sähkömagneettiseksi tehoksi.
Riisi. 1. Moottorin tehokaavio
Staattorin tehohäviö on sen käämin Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 tehohäviön ja teräshäviöiden Pc1 summa. Power Pc1 on pyörrevirran kääntöhäviöt ja staattorin sydämen magnetointi.
Myös oikosulkumoottorin roottorin ytimessä on teräshäviöitä, mutta ne ovat pieniä eikä niitä välttämättä oteta huomioon.Tämä johtuu siitä, että magneettivuon pyörimisnopeus suhteessa staattoriin n0 kertaa magneettivuon pyörimisnopeus suhteessa roottoriin n0 — koska asynkronisen moottorin roottorin nopeus n vastaa vakaata osa luonnollista mekaanista ominaisuutta.
Roottorin akselille kehitetty asynkroninen mekaaninen teho Pmx on pienempi kuin sähkömagneettinen teho Pem tehoarvolla Pabout 2 häviötä roottorin käämissä:
Rmx = Ram – Pvol2
Moottorin akselin teho:
P2 = Pmx – strmx,
missä strmx on mekaanisten häviöiden voima, joka on yhtä suuri kuin laakereiden kitkahäviöiden, pyörivien osien kitkan ilmaa vasten (ilmanvaihtohäviöt) ja renkaiden harjojen kitkan (moottoreissa, joissa on vaiheroottori) summa.
Sähkömagneettinen ja mekaaninen teho ovat samat:
Oinas = ω0M, Pmx = ωM,
missä ω0 ja ω — moottorin roottorin synkroninen nopeus ja pyörimisnopeus; M on moottorin kehittämä momentti, eli momentti, jolla pyörivä magneettikenttä vaikuttaa roottoriin.
Näistä lausekkeista seuraa, että tehohäviöt roottorin käämissä:
tai Pokolo 2 = NS PEm:llä
Tapauksissa, joissa roottorin käämin vaiheen aktiivinen resistanssi r2 tunnetaan, tämän käämin häviöt voidaan löytää myös lausekkeesta Pabout 2 = m2NS r2NS I22.
Asynkronisissa sähkömoottoreissa esiintyy myös lisähäviöitä, jotka johtuvat roottorin ja staattorin vaihteistosta, pyörrevirroista moottorin eri rakenneyksiköissä ja muista syistä. Moottorin täydellä kuormitushäviöllä Pd:n oletetaan olevan 0,5 % sen nimellistehosta.
Induktiomoottorin hyötysuhde (COP):
η = P2 / P1 = (P1 - (Pc - Pc - Pmx - Pd)) / P1,
missä Rob = noin1 + Rob2 — kokonaistehohäviöt asynkronisen moottorin staattorin ja roottorin käämeissä.
Koska kokonaishäviö riippuu kuormituksesta, oikosulkumoottorin hyötysuhde on myös kuorman funktio.
Kuvassa 2 on annettu käyrä η = e(P / Pnom), jossa P / Pnom — suhteellinen teho.
Riisi. 2. Induktiomoottorin suorituskykyominaisuudet
Induktiomoottori on suunniteltu maksimoimaan sen hyötysuhde ηmax pysyy kuormituksessa, joka on hieman alle nimellisarvon. Moottorin hyötysuhde on melko korkea ja laajalla kuormitusalueella (Kuva 2, a) Useimmilla nykyaikaisilla asynkronisilla moottoreilla hyötysuhde on 80-90 % ja voimakkailla moottoreilla 90-96 %.