Efeito da carga do motor elétrico na eficiência e potência
A reserva de energia em geral ou a subcarga do motor elétrico causam degradação da eficiência e da potência. Às vezes é necessário conhecer os valores reais desses coeficientes para determinar os valores da potência ativa e reativa consumida pelo motor elétrico da rede.
A eficiência dos motores elétricos em cargas menores que a nominal pode ser determinada pela fórmula:
onde ηnom é a eficiência nominal do motor elétrico.
Para determinar β, use a fórmula:
onde Kz é a relação entre a carga real e a nominal (fator de carga);
α — coeficiente assumido igual a:
• para motores DC com excitação em série - de 0,5 (para baixa velocidade) a 1 (para alta velocidade);
• para motores elétricos com excitação paralela - de 1 (para baixa velocidade) a 2 (para alta velocidade);
• para motores elétricos assíncronos — de 0,5 a 1; para guindastes e motores elétricos síncronos — até 2.
Os valores fator de potência motor de indução depende de muitos fatores e, a rigor, é diferente para cada motor elétrico, mesmo do mesmo tipo.
No entanto, nas condições de projeto, é suficiente conhecer apenas os valores médios aproximados do fator de potência em função das cargas esperadas.
A partir de um gráfico de pizza simplificado, obtém-se a seguinte relação:
Designações — veja o figo. 1.
onde tanφ1, é a tangente do ângulo de fase correspondente à carga real do motor elétrico P1, kW; tanφnom — a tangente do ângulo de defasagem correspondente à carga nominal do motor elétrico PH0M (determinado pelo cosφnom especificado no passaporte do motor); σ-razão do momento de tombamento para o nominal (está dentro dos limites estreitos de 1,8-2);
K3 — fator de carga.
Arroz. 1. Curvas de rendimento de diferentes motores elétricos assíncronos em função da carga.
Arroz. 2. Curvas do fator de potência de motores elétricos assíncronos em função da carga.
As curvas de dependência de η e cosφ da carga para os tipos mais comuns de motores elétricos assíncronos são dadas na fig. 1 e 2.