7

Тема 1.8 Урок 2.

1. Втрати потужності та ккд асинхронного двигуна

Потужність, що споживається двигуном

де m1 --кількість фаз обмотки статора.

Потужність на валу двигуна (корисна потужність):

Рівняння енергетичного балансу має вигляд:

де ∑Р —сумарні втрати.

ККД асинхронного двигуна:

Звичайно втрати в електричних машинах вивчають за енергетичними діаграмами.

На рис.1 наведено енер­гетичну діаграму асинхронного двигуна. З енергетичної діагра­ми випливає висновок про втра­ти потужності:

а) Pe1 – електричні втрати у статорі;

б) PМ1- магнітні втрати у статорі;

в) Pе2- електричні втрати у роторі;

г) PМ2- магнітні втрати у роторі;

д) PТ- втрати від тертя та на охолодження машини.

Електромагнітна потужність визначається співвідношеннями:

Мал.1

Механічна потужність:

ККД двигуна:

а струм, що споживається двигуном,

Чим більший cosφ1 (коефіцієнт потужності), тим меншим буде струм, що споживає двигун. У асинхронних двигунів звичайно соsф1= 0,75...0,95. Намагаються робити малі зазори між статором і ротором. Це зменшує індуктивність та реактивну потужність, тобто збільшує соsф1.

Загальні втрати у двигуні за­лежать від навантаження, тому й ККД двигуна залежить від його навантажен­ня (рис.2). Двигуни конструюють­ся таким чином, що максимальний ККД забезпечується при навантаженні, дещо меншому за номінальне. Звичайно ККД асинхронних двигунів досить високий і сягає 80...90%. У потужних двигунах ККД вищий й досягає 90...96%.

Мал. 2

2. Електромагнітний момент

У статор асинхронного двигуна надходить із мережі потужність:

Частина цієї потужності втрачається у статорі (електричні та магнітні втрати статора). У ротор надходить електромагнітна по­тужність

де М— електромагнітний або обертальний момент асинхронного двигуна. Якщо врахувати втрати потужності у роторі, то механічну потуж­ність можна визначити за аналогічною формулою:

Електромагнітна потужність більша за механічну на величину втрат у роторі. Оскільки магнітні втрати у роторі наближаються до нуля,

де т_г — число фаз обмотки ротора.

Втрати у роторі можна визначити за допомогою ЕРС і стру­му обмотки ротора:

де ψ₂ — зсув фаз між ЕРС та струмом.

За рівнянням трансформаторної ЕРС

електромагнітний момент можна визначити за формулою

В еличина

називається сталою машини і залежить тільки від конструктивних особливостей машини. Тому остаточний вираз електромагнітного мо­менту має вигляд:

Електромагнітний момент асинхронного двигуна пропорційний магнітному потоку та струму ротора. Треба враховувати, що

Поряд з терміном «електромагнітний момент» часто вжива­ється термін «обертальний момент». Взагалі це не одне й те саме. Обер­тальний момент на валу двигуна дещо менший за електромагнітний через механічні та додаткові втрати. В машинах середньої та великої потужності ці втрати порівняно невеликі. Якщо ними нехтувати, то мож­на вважати, що обертальний момент дорівнює електромагнітному.