Процесс преобразования электрической энергии, подведенной к двигателю из сети, в механическую, снимаемую с вала машины, сопровождается потерями.
Наглядное представление о распределении подведенной к двигателю мощности дает энергетическая диаграмма (рисунок 2.8).
асинхронному двигателю из сети подводится активная мощность
. (2.27)
Часть этой мощности затрачивается на потери в статоре ΔРМ1 и ΔРЭЛ1, где ΔРМ1 – магнитные потери в стали статора, ΔРЭЛ1 – электрические потери в обмотке статора,
ΔРЭЛ1 = 3 
.. (2.28)
Остальная мощность электромагнитным путем передается на ротор и называется электромагнитной мощностью,
ΔРМ1 – ΔРЭЛ1 
(2.29)
Частично РЭМ расходуется на потери в обмотке ротора ΔРЭЛ2,
ΔРЭЛ2 
(2.30)
Магнитные потери в роторе из-за небольшой частоты перемагничивания стали [ 
(0,5 – 2) Гц] малы, и поэтому их обычно не учитывают.
Мощность РЭМ– ΔРЭЛ2 = РМЕХ представляет собой полную механическую мощность.
Полезная механическая мощность Р2, снимаемая с вала двигателя, меньше РМЕХ на значение потерь внутри машины в виде механических потерь ΔРМЕХ (трение в подшипниках, вентиляцию) и добавочных потерь ΔРДОБ, возникающих при нагрузке:
РМЕХ – ΔРМЕХ – ΔРДОБ. (2.31)
Добавочные потери являются следствием наличия высших гармоник в магнитном поле из-за зубчатого строения статора и ротора и из-за высших гармоник МДС. Данные потери трудно поддаются расчету и экспериментальному определению. Они обычно принимаются равными 0,5% подводимой мощности при номинальной нагрузке. При других нагрузках эти потери пропорциональны квадрату тока статора.
Номинальное значение полезной мощности Р2Н приводится на заводском щитке двигателя.
|
|
КПД асинхронных двигателей достаточно высокий – от 0,7 до 0,95, причем КПД увеличивается с повышением мощности двигателя и с увеличением его частоты вращения.
Векторная диаграмма АМ, уравнение напряжений и ЭДС
По характеру протекающих электромагнитных процессов асинхронный двигатель во многом подобен трансформатору. Так, первичной обмоткой здесь является обмотка статора, а вторичной — обмотка ротора. Разница между ними состоит в том, что у трансформатора нагрузка электрическая, а у двигателя — механическая; у трансформатора рабочий магнитный поток в сердечнике пульсирующий, у двигателя — вращающийся; у трансформатора магнитное поле токов первичной обмотки ослабляется полем токов вторичной, у двигателя поле токов статора ослабляется полем токов ротора. Однако работа двигателя и трансформатора имеет и существенные отличия. Например, в обмотках трансформатора частота токов неизменна, у двигателя (в роторе) частота зависит от скорости его вращения и т. д. При этом отметим, что роторные токи создают свое магнитное поле, вращающееся с той же скоростью, что и поле статора: поле токов ротора вращается относительно обмотки
ЭДС приведенной вторичной обмотки
Уравнения токов, напряжений статора и ротора
