Perda de energia e eficiência de motores de indução

Em um motor elétrico, ao converter uma forma de energia em outra, parte da energia é perdida na forma de calor dissipado em várias partes do motor. Os motores elétricos têm perda de energia três tipos: perdas de enrolamento, perdas de aço e perdas mecânicas... Além disso, existem pequenas perdas adicionais.

Perda de energia em motor assíncrono considere usar seu diagrama de energia (Fig. 1). No diagrama, P1 é a potência fornecida ao estator do motor pela rede elétrica. A maior parte dessa estrutura de potência, menos as perdas do estator, é transmitida eletromagneticamente ao rotor através do intervalo. É chamado de energia eletromagnética Ram.

Arroz. 1. Diagrama de potência do motor

A perda de potência no estator é a soma da perda de potência em seu enrolamento Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 e perdas de aço Pc1. Power Pc1 são as perdas de reversão de correntes parasitas e a magnetização do núcleo do estator.

Também existem perdas de aço no núcleo do rotor do motor de indução, mas são pequenas e não podem ser levadas em consideração.Isso se deve ao fato de que a velocidade de rotação do fluxo magnético em relação ao estator n0 vezes a velocidade de rotação do fluxo magnético em relação ao rotor n0 - pois a velocidade do rotor de um motor assíncrono n corresponde ao estável parte da característica mecânica natural.

A potência mecânica do motor assíncrono Pmx desenvolvida no eixo do rotor é menor que a potência eletromagnética Pem pelo valor da potência Pcerca de 2 perdas no enrolamento do rotor:

Rmx = RAM - Pvol2

Potência do eixo do motor:

P2 = Pmx — strmx,

onde strmx é a força das perdas mecânicas igual à soma das perdas por atrito nos mancais, atrito das partes rotativas contra o ar (perdas por ventilação) e atrito das escovas nos anéis (para motores com rotor de fase).

Potência eletromagnética e mecânica são iguais:

Áries = ω0M, Pmx = ωM,

onde ω0 e ω — velocidade síncrona e velocidade de rotação do rotor do motor; M é o momento desenvolvido pelo motor, ou seja, o momento com que o campo magnético rotativo atua sobre o rotor.

A partir dessas expressões, segue-se que as perdas de potência no enrolamento do rotor:

ou Pokolo 2 = com NS PEm

Nos casos onde a resistência ativa r2 da fase do enrolamento do rotor é conhecida, as perdas neste enrolamento também podem ser encontradas a partir da expressão Pcerca de 2 = m2NS r2NS I22.

Nos motores elétricos assíncronos, também existem perdas adicionais devido ao engrenamento do rotor e do estator, correntes parasitas em várias unidades estruturais do motor e outros motivos. Nas perdas a plena carga do motor, Pd é assumido igual a 0,5% de sua potência nominal.

Coeficiente de eficiência (COP) de um motor de indução:

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

onde Rob = About1 + Rob2 — perdas totais de potência nos enrolamentos do estator e do rotor de um motor assíncrono.

Como a perda total depende da carga, a eficiência do motor de indução também é função da carga.

Na fig. 2 uma curva η = e(P / Pnom) é dada, onde P / Pnom — potência relativa.

Arroz. 2. Características de desempenho do motor de indução

O motor de indução é projetado para maximizar sua eficiência ηmax é mantido em uma carga ligeiramente menor que a nominal. A eficiência do motor é bastante alta e em uma ampla gama de cargas (Fig. 2, a) Para a maioria dos motores assíncronos modernos, a eficiência é de 80-90% e para motores potentes de 90-96%.