7. Потери и кпд асинхронного двигателя

Потери мощности при преобразовании энергии в электрической машине, переходящие в тепло, подразделяют на основные и добавочные.

Основные потери  это потери, связанные с основными электро­магнитными и механическими процессами, происходящими в элек­трической машине. Основные потери разделяются на магнитные, электрические и механические.

Основные магнитные потери. Расчетные массы стали, кг:

спинки статора – G_с1 = 7,810^6l_i k_c1h_c1(D_1н  h_c1) ; (7.1)

зубцового слоя – G_z1 = 7,810^6l_i k_c1h_z1(D₁+ h_z1)  S_п1Z₁. (7.2)

Основные магнитные потери в спинке статора при частоте переменного тока f₁ = 50 Гц, Вт,

P_м.с1 = k_м.т P_1,0/50B²_с1G_с1. (7.3)

Основные магнитные потери в зубцовом слое статора, Вт,

P_мz1 = k_м.т P_1,0/50B²_z1G_z1, (7.4)

где k_{м. т} = 1,7 – технологический коэффициент, учитывающий увеличение магнитных потерь из-за наличия в сердечнике статора различных дефектов.

Удельные магнитные потери P_1,0/50 = 2,5 Вт/кг для стали 2013; P_1,0/50 = 1,75 Вт/кг – для стали 2312.

Основные магнитные потери в асинхронном двигателе, Вт,

P_м = P_м.с1 + P_мz1. (7.5)

Основные электрические потери в обмотке статора, Вт,

P_э1 = m₁I₁² r₁. (7.6)

Основные электрические потери в обмотке ротора, Вт,

P_э2 = m₂I₂² r₂ = m₁I₂ ²r₂. (7.7)

Для проверки расчета электрических потерь в обмотке ротора можно воспользоваться выражением, Вт:

P_э2 = sP_эм, (7.8)

где P_эм = P₁ P_м1 P_э1  электромагнитная мощность АД, Вт;

P₁ = m₁I₁U_1н cos₁  мощность, подводимая к двигателю из сети, Вт.

Основные механические потери, Вт, для АД со степенью защиты IP44 и способом охлаждения IC0141

Р_мех = k_т (n₁10^3)²(D_1н10^2)⁴, (7.9)

где k_т = 1,3(1  D_1н10^3) при 2р = 2; k_т = 1 при 2р  2;

Для АД со степенью защи­ты IP23 и способом охлаждения IC01 без радиальных вентиляци­онных каналов с вентиляционными лопатками на короткозамыкающих кольцах

Р_мех = k_т (n₁10^3)²(D₁10^3)⁴ Вт. (7.10)

Значение коэффициента k_т принимается в зависимости от внут­реннего диаметра сердечника статора D₁: для двигателей с 2р = 2 k_т = 6 при D₁  250 мм и k_т = 5 при D₁  250 мм; для двигателей с 2р > 2 k_т = 7 при D₁ > 250 мм и k_т = 6 при D₁  250 мм.

Добавочные потери АД в со­ответствии с ГОСТ 11828-75 принимают равными 0,5% потребляе­мой двигателем мощности P₁ в номинальном режиме, Вт:

P_доб = 0,005P₂/, (7.11)

где   предварительное значение КПД двигателя.

Суммарные потери

P = (P_м + P_э1 + P_э2 + P_мех + P_доб ); (7.12)

Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя

 = P₂/P₁ = 1  P/P₁, (7.13)

с учетом того, что P₁ = P₂ + P.

Расчетное значение КПД не должно значительно отличаться от предварительно выбранного .