誘導電動機のエネルギー損失と効率

電気モーターでは、ある形式のエネルギーを別の形式に変換するときに、モーターのさまざまな部分で放散される熱の形でエネルギーの一部が失われます。電気モーターには、 エネルギーの損失 巻線損失、鋼損、機械損失の 3 種類…さらに、軽微な追加損失もあります。

エネルギーの損失 非同期エンジン 彼のエネルギー図 (図 1) を使用することを検討してください。この図では、P1 は主電源からモーターのステーターに供給される電力です。このパワーフレームの大部分からステーター損失を差し引いたものが、ギャップを介してローターに電磁的に伝達されます。それをラム電磁力といいます。

米。 1. モーター出力図

固定子での電力損失は、その巻線での電力損失 Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 と鉄損 Pc1 の合計です。 Power Pc1 は渦電流反転損失とステータコアの磁化です。

誘導電動機の回転子コアにも鉄損がありますが、これらは小さいため考慮できません。これは、固定子に対する磁束の回転速度 n0 が回転子に対する磁束の回転速度 n0 倍であるという事実によるものです。これは、非同期モーターの回転子の速度 n が安定した速度に対応しているためです。自然な機械的特性の一部です。

回転子シャフト上で発生する機械的出力非同期モーター Pmx は、電磁的出力 Pem よりも、回転子巻線での電力値 P だけ約 2 損失小さくなります。

Rmx = ラム — Pvol2

モーターシャフト出力:

P2 = Pmx — strmx、

ここで、strmx は、ベアリング内の摩擦損失、空気に対する回転部品の摩擦 (換気損失)、およびリング上のブラシの摩擦 (フェーズ ローターを備えたモーターの場合) の合計に等しい機械的損失の力です。

電磁力と機械力は等しい：

牡羊座 = ω0M、Pmx = ωM、

ここで、ω0 と ω - モーターローターの同期速度と回転速度。 M はモータによって発生するモーメント、つまり回転磁界がロータに作用するモーメントです。

これらの式から、回転子巻線での電力損失は次のようになります。

または Pokolo 2 = NS PEm を使用

回転子巻線の相の有効抵抗 r2 が既知の場合、この巻線の損失も式 Pabout 2 = m2NS r2NS I22 から求めることができます。

非同期電気モーターでは、ローターとステーターの歯車装置、モーターのさまざまな構造ユニットの渦電流、その他の理由により追加の損失も発生します。モーターの全負荷損失では、Pd は定格電力の 0.5% に等しいと想定されます。

誘導電動機の効率係数 (COP):

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

ここで、Rob = About1 + Rob2 — 非同期モーターの固定子巻線と回転子巻線の合計電力損失です。

総損失は負荷に依存するため、誘導電動機の効率も負荷の関数となります。

図では。 2 曲線 η = e(P / Pnom) が与えられます。ここで、P / Pnom は相対パワーです。

米。 2. 誘導電動機の性能特性

誘導モーターは効率を最大化するように設計されており、公称値よりわずかに低い負荷で ηmax が維持されます。モーターの効率は非常に高く、広範囲の負荷で (図 2、a)、ほとんどの最新の非同期モーターの効率は 80 ～ 90%、強力なモーターの場合は 90 ～ 96% です。