11.5. Втрати і ККД асинхронного двигуна

У АД електрична енергія перетворюється на механічну. У процесі такого перетворення частина її втрачається в самому двигуні. Потужність Р1, споживана обмоткою статора від мережі, витрачається на втрати в статорі та в роторі.

Втрати в статорі складаються з потужності втрат в осерді статора на гіс­терезис і вихрові струми (втрати в сталі статора) Рс і потужності електричних втрат в обмотці статора на її нагрівання струмом РЕ.с

де т1 - кількість фаз статора; I1 - струм статора; R1 - активний опір фази стато­ра.

Якщо від потужності Р1 відняти втрати в статорі, то отримаємо потужність, яка називається електромагнітною потужністю двигуна РЕМ. Це потужність обе­ртового поля. Певна її частина є електричними втратами в роторі РЕр р

де I2 - струм ротора; R2 - активний опір фази ротора; т2 - кількість фаз ротора.

Втратами в сталі ротора внаслідок малої частоти струму ротора можна знехтувати. Частина електромагнітної потужності, що залишилася, перетворю­ється на механічну P'2. Якщо від неї відняти потужність механічних втрат Рм, зумовлених тертям у підшипниках і об повітря, та потужність додаткових втрат Рд, пов'язаних з пульсаціями магнітного потоку в зубцевій зоні магнітопроводу та з полями розсіювання, то одержимо механічну потужність на валу Р2. Тоді ККД двигуна

Р Р -АР h = Р = Р1АР- , (11.28)

де АР - сумарні втрати у двигуні.

Деякі з втрат (наприклад, втрати в сталі) практично не залежать від наван­таження; інші (наприклад, електричні в обмотках статора й ротора) - пов'язані з навантаженням. В цілому із зростанням навантаження зростають і втрати, а отже, і нагрівання двигуна. Гранична механічна потужність на валу, яку двигун може розвивати довгостроково (необмежено довго), не перегріваючись понад припус­тиму температуру, називається номінальною потужністю двигуна. Вона вка­зується у паспорті. ККД двигуна при номінальному навантаженні значною мірою залежить від номінальної потужності двигуна. Чим більша потужність двигуна, тим менші відносні втрати в ньому й більший ККД. Для великих асинхронних двигунів номінальний ККД досить високий і досягає значень 0,9 ^ 0,97, в той час як для двигунів малих потужностей (близько 1 кВт) він дорівнює лише 0,7 ^ 0,8. Крім того, за інших рівних умов, номінальний ККД вищий у двигуна з більшою синхронною швидкістю.

Електромагнітна потужність двигуна РЕМ може бути записана як добуток

моменту електромагнітних сил М і кутової швидкості поля £У1:

рем = м w1 = М~60^ . (11.29)

У свою чергу, механічна потужність ротора Р2 дорівнює добутку моменту і кутової швидкості ротора w2:

При пуску двигуна, коли s = 1, електромагнітна потужність РЕМ дорівнює потужності втрат у роторі РЕрР. З розгоном двигуна втрати в роторі зменшують­ся. Таким чином, ковзання s є мірою втрат у роторі.

У нормальному режимі роботи двигуна мале значення ковзання s (поряд­ку декількох відсотків) є важливою умовою його економічності.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я