אובדן אנרגיה ויעילות של מנועי אינדוקציה

במנוע חשמלי, כאשר הופכים צורה אחת של אנרגיה לאחרת, חלק מהאנרגיה אובד בצורה של חום שמתפזר בחלקים שונים של המנוע. למנועים חשמליים יש אובדן אנרגיה שלושה סוגים: הפסדי פיתול, הפסדי פלדה והפסדים מכניים... בנוסף, ישנם הפסדים קטנים נוספים.

אובדן אנרגיה ב מנוע אסינכרוני שקול להשתמש בתרשים האנרגיה שלו (איור 1). בתרשים, P1 הוא הכוח המסופק לסטאטור המנוע מהרשת. עיקר מסגרת הכוח הזו, בניכוי הפסדי סטטור, מועבר אל הרוטור בצורה אלקטרומגנטית דרך הפער. זה נקרא כוח אלקטרומגנטי של Ram.

אורז. 1. דיאגרמת כוח המנוע

אובדן ההספק בסטטור הוא סכום אובדן ההספק בפיתול שלו Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 והפסדי פלדה Pc1. Power Pc1 הוא הפסדי היפוך זרם מערבולת ומגנטיזציה של ליבת הסטטור.

ישנם גם הפסדי פלדה בליבת הרוטור של מנוע האינדוקציה, אך הם קטנים וייתכן שלא יילקחו בחשבון.זאת בשל העובדה שמהירות הסיבוב של השטף המגנטי ביחס לסטטור n0 כפול מהירות הסיבוב של השטף המגנטי ביחס לרוטור n0 - שכן מהירות הרוטור של מנוע אסינכרוני n מתאימה ליציבה. חלק מהמאפיין המכני הטבעי.

המנוע האסינכרוני הכוח המכני Pmx שפותח על ציר הרוטור קטן מההספק האלקטרומגנטי Pem לפי ערך ההספק בערך 2 הפסדים בפיתול הרוטור:

Rmx = Ram — Pvol2

כוח גל מנוע:

P2 = Pmx — strmx,

כאשר strmx הוא כוח ההפסדים המכניים השווה לסכום הפסדי החיכוך במיסבים, חיכוך החלקים המסתובבים נגד האוויר (הפסדי אוורור) וחיכוך המברשות על הטבעות (עבור מנועים עם רוטור פאזה).

כוח אלקטרומגנטי ומכני שווים:

טלה = ω0M, Pmx = ωM,

כאשר ω0 ו-ω - מהירות סינכרונית ומהירות סיבוב של רוטור המנוע; M הוא הרגע שפותח על ידי המנוע, כלומר הרגע שבו פועל השדה המגנטי המסתובב על הרוטור.

מביטויים אלה עולה כי הפסדי הכוח בפיתול הרוטור:

או Pokolo 2 = עם NS PEm

במקרים בהם ידועה ההתנגדות הפעילה r2 של השלב של פיתול הרוטור, ניתן למצוא את ההפסדים בפיתול זה גם מהביטוי Pabout 2 = m2NS r2NS I22.

במנועים חשמליים אסינכרוניים קיימים גם הפסדים נוספים עקב גיר של הרוטור והסטטור, זרמי מערבולת ביחידות מבניות שונות של המנוע וסיבות נוספות. בהפסדי עומס מלא של המנוע, ההנחה היא שה-Pd שווה ל-0.5% מההספק הנקוב שלו.

מקדם יעילות (COP) של מנוע אינדוקציה:

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

כאשר Rob = About1 + Rob2 - סך הפסדי הספק בפיתולי הסטטור והרוטור של מנוע אסינכרוני.

מכיוון שההפסד הכולל תלוי בעומס, היעילות של מנוע האינדוקציה היא גם פונקציה של העומס.

באיור. 2 ניתנת עקומה η = e(P / Pnom), כאשר P / Pnom - כוח יחסי.

אורז. 2. מאפייני ביצועים של מנוע האינדוקציה

מנוע האינדוקציה נועד למקסם את היעילות שלו ηmax מוחזק בעומס מעט פחות מהנומינלי. יעילות המנוע גבוהה למדי ובטווח רחב של עומסים (איור 2, א) לרוב המנועים הא-סינכרוניים המודרניים היעילות היא 80-90%, ולמנועים חזקים 90-96%.