Потери асинхронного двигателя.

Работа асинхронного электродвигателя сопровождается различными потерями. Они в конечном результате, приводят к нагреву двигателя и падению его КПД.
Потери и КПД асинхронного двигателя

КПД асинхронного двигателя это отношение полезной мощности на выходе P2 к подводимой к электродвигателю (ЭД) мощности P1, выраженная в процентном отношении.

η=(P2/P1)×100%

Мощность, подводимая к ЭД, будет вычисляться по следующей формуле:

P1=m×U1×I1×cosφ1
где m – количество фаз, U1 – напряжение на статорной обмотке, I1 – ток в статорной обмотке, cosφ1 – коэффициент мощности двигателя

Полезная мощность на выходе P2, будет ниже подводимой мощности P1 на величину общих потерь ∑P

P2=P1-∑P
Сумарные потери асинхронного двигателя состоят из магнитных, механических и электрических потерь. В первую очередь часть подводимой мощности P1 тратится на покрытие электрических Pэ1 и магнитных Pм1 потерь в статоре асинхронного ЭД

Электрические потери в статоре, можно расчитать по формуле:

Pэ1=mI12R1
r1 активное сопротивление статорной обмотки

Магнитные потери в статоре можно вычислить приблизительно так:

f1 – частота тока перемагничивания, равна частоте протекающего тока в сети. V = 1.3-1.5 Магнитные потери в роторе, но обычно при расчетах на практике ими можно пренебречь. Это связано с низкой частотой перемагничивания ротора.

Та мощность, которая остается после восполнения потерь в статоре, получила название электромагнитной:

Pэм=P1-Pэ1-Pм1

Электромагнитная мощность передается ротору двигателя посредством магнитного поля, через некоторый воздушный зазор η . Часть ее затрачивается на электрические потери в роторе, которые будут прямо пропорциональны скольжению.

Pэ2=sPэм

Отсюда выведем выражение формулы для скольжения

s=Pэ2/Pэм

Не трудно догадаться, что с ростом коэффициента скольжения электрические потери в роторе также растут, а это вызывает снижение КПД двигателя.

В асинхронных электродвигателях с фазным ротором, имееются еще дополнительные потери в щеточном узле, которые обычно плюсуют к потерям в роторе.

I2 – ток протекающий через обмотку ротора, Uщ – падение напряжения на щетках

Оставшуюся мощность можно назвать механической.

Pм=Pэм-Pэ2

Часть механической мощности тратится на добавочные и механические потери. К последним можно отнести потери от трения в щетках, подшипниках и вентиляционные.

К добавочным потерям относят все остальные трудно учитываемые, которые, обычно, состоят из поверхностных и пульсационных потерь, которые всегда появляются в зубцах статора и ротора. Ориентировочное значение добавочных потерь можно рассчитать по формуле.

Pдоб=0,005P1

Все что после этого осталось это полезная мощность на валу электродвигателя

P2=Pм-Pмех-Pдоб