Загуба на мощност и ефективност на асинхронен двигател - Студопедия
Преобразуването на енергия в асинхронен двигател, както и в други електрически машини, е свързано със загуби на енергия. Тези загуби се разделят на механични, магнитни и електрически.
Захранването P1 се подава от мрежата към намотката на статора. Част от тази мощност се изразходва за покриване намагнитни загуби в ядрото на статора pc1, както и в намотката на статора за покриване наелектрически загуби поради нагряване на намотката,
Останалата част от мощността се прехвърля към ротора с помощта на магнитен поток и затова се наричаелектромагнитна мощност
Част от електромагнитната мощност се използва за покриване наелектрически загуби в намотката на ротора
Останалата електромагнитна мощност се преобразува в механична мощност на двигателя, наричанаБрутна механична мощност.
По този начин общата механична мощност
След извършване на прости трансформации, получаваме
т.е.Мощността на електрическите загуби в ротора е пропорционална на приплъзването. Следователно работата на асинхронен двигател е по-икономична при ниски приплъзвания.
Трябва да се отбележи, че магнитните загуби възникват и в ротора на двигателя, но поради ниската честота на тока на ротора (f2 = f1s), тези загуби са толкова малки, че обикновено се пренебрегват.
Механичната мощност на вала на двигателя P2 е по-малка от общата механична мощност P'2 със стойността на механичната pmech и допълнителните rd загуби
Механичните загуби в асинхронния двигател се причиняват от триене в лагерите и триене на въртящите се части срещу въздуха. Допълнителни загуби се причиняват от наличието на разсеяни полета в двигателя и пулсации на полето в зъбите на ротора и статора.
По този начин, полезната мощност на асинхронен двигател
където ∑p е сумата от загубите в асинхронния двигател, ∑p = pc1 + pe1 + pe2 + pmex + rd.
Ефективност на индукционния двигател
Поради липсата на колектор ефективността на асинхронните двигатели е по-висока от тази на двигателите с постоянен ток. В зависимост от мощността на асинхронните двигатели, тяхната ефективност при номинално натоварване може да варира от 83 до 95% (горната граница съответства на двигатели с висока мощност).
| 56. Двуклетъчни и дълбоко-слотови асинхронни двигатели Асинхронни двигатели с катерица с увеличен пусков момент |
| Необходимостта от осигуряване на високи стартови въртящи моменти без използването на стартови резистори доведе до създаването. двигатели с ротор с катерица, при които се използва феноменът на изместване на тока в прътите по време на стартиране, когато при s \u003d 1, /a \u003d * fx. Както знаете, когато токът е принуден в горната част на проводника, неговото използваемо напречно сечение намалява, което е еквивалентно на увеличаване на активното съпротивление на пръта; в допълнение, изместването на тока води до намаляване на индуктивното съпротивление, тъй като общата проводимост на потока на магнитно изтичане на слота намалява. Всичко това създава, както е показано в параграф 1, условията за получаване на висок начален въртящ момент. |
 |
Тези свойства се притежават от двигатели с двуклетъчни и дълбокослотови ротори. Двигател с двойно затворена клетка. Роторът има две късо свързани намотки (фиг. 1, а). Външната клетка 1 е началната; пръчките му имат малко напречно сечение и са направени от манганов месинг или бронз, така че активното съпротивление на тази клетка G2n е доста високо. Вътрешенклетка 2 е основната (работеща); той е направен от медни пръти с по-голямо напречно сечение, така че активното му съпротивление Ggr е сравнително малко. В някои случаи двете клетки са комбинирани и излети от алуминий. Индуктивните съпротивления на клетките се определят от стойността на потока на изтичане Fgras, свързан с техните пръти. Тъй като началната клетка е разположена по-близо до повърхността на ротора, потокът на изтичане, свързан с нея, е малък и, следователно, нейното индуктивно съпротивление X2n е малко. В работната клетка връзката на потока на разсейване е голяма, което означава, че има голям X2P. Съотношението между хгп и х2р, както и увеличаването на последното се осигуряват от подходящия избор на широчината и височината на прореза в жлеба над горната клетка и пролуката между прътите. И двете клетки са електрически свързани паралелно, така че токовете между тях се разпределят обратно пропорционално на техните импеданси:
При стартиране (s = 1) индуктивните съпротивления са изключително големи в сравнение с активните; следователно токът на ротора преминава главно през горната стартова клетка, тъй като Xsh Xgr. Но същата клетка има голямо r2n, което води до появата на голям стартов момент. Тъй като роторът се ускорява, приплъзването s и честотата fa = /iS намаляват. Заедно с приплъзването и честотата, индуктивното съпротивление xgr намалява и токът постепенно преминава от началната клетка към работната.
 |
Така че, в двуклетъчен ротор, токът в началния момент на стартиране се измества в горната (стартова) клетка, което създава голям начален момент; докато се ускорява, токът постепенно прониква в долната (работна) клетка и в края на стартапротича почти изцяло през него. На фиг. 1b показва механичните характеристики на стартовите и работни клетки, както и получената крива, която е сбор от двете предходни (M = в Mn - + - Alp). За двуклетъчни двигатели с висока мощност, кратността на началния стартов въртящ момент = 1,7 - 2 със значително по-нисък стартов ток, отколкото за конвенционалните двигатели: Lstart / Lnom = 4 5 (сравнете с началните параметри на конвенционалните двигатели). Двигател с дълбоки канали. Може да се покаже, че ефектът от изместването на тока към горната част на проводника, когато s - 1 и /2 = /x = 50 Hz, започва да се появява в медния проводник на неговата височина h> gt; 12 mm, а за алуминий - при h > 16 мм. Например, активното съпротивление на меден проводник при h \u003d 50 mm е 5 пъти по-голямо, а индуктивното съпротивление е 3,33 пъти по-малко в началния момент на стартиране, отколкото в режим на работа при Shom - 0,01 0,03. Следователно "катерица" на двигателите с дълбоки канали е направена от тесни и високи (30-60 мм) пръти. Разпределението на плътността на тока по височината на пръта h в момента на стартиране е показано на фиг. 2, и крива /. Може да си представим, че по време на стартиране работи само горната част на пръта, активното му съпротивление се увеличава, а индуктивното намалява и се създават условия за възникване на голям стартов момент. По време на ускорение с намаляваща честота fa токът се разпределя все по-равномерно по височината на пръта (крива 2 на фиг. 2, а)'. Има един вид плавно увеличаване на работното сечение на проводника и намаляване на активното му съпротивление. В номинален режим няма феномен на изместване на тока, активното съпротивление на пръта става минимално, плътността на тока е равномерно разпределена по височината на проводника (линия 3 на фиг. 2, а). На фиг. 1, b, Mtl кривата представлява механичната характеристика на дълбока браздадвигател. Той заема междинна позиция между характеристиките на конвенционалните и двуклетъчните двигатели. Има разновидности на двигатели с дълбоки прорези с трапецовидни, двустепенни и колбовидни пръти (фиг. 2, b). Тези ротори са по-евтини от двуклетъчните, така че са станали по-често срещани. За да се подобри ефектът от изместването на тока по време на пускане в съвременните двигатели с катерица с мощност до 100 kW с алуминиева отливка на ротори, на жлебовете на последните се придава специално силно удължена форма в радиална посока (фиг. 2, в).
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: