Энергетическая диаграмма и КПД асинхронного двигателя

Рассмотрим асинхронный двигатель, на валу которого имеется нагрузка и обмотка статора которого потребляет из сети электроэнергию мощностью Р₁=I₁U₁соsφ₁. На рисунке изображена полоса, ширина которой численно соответствует этой мощности. При токе статора I₁ происходит потеря мощности в проводах обмотки статора

затрачиваемая на нагрев обмотки. Созданный током статора магнитный поток (как вращающийся, так и рассеяния) обусловливает потери мощности Р_пс1 в стальном магнитопроводе статора. Все эти потери ком­пенсируются источником электроэнергии за счет мощности Р₁. Оставшаяся часть электрической мощности посредством вращающегося магнитного потока передается со статора на ротор:

Электромагнитная мощность Р_эм определяется током и ЭДС ротора. Ток в роторе обусловливает также потери мощности на нагрев его обмоток:

Так как частота вращения ротора п₂ мало отличается от n₁ потери мощности в стальном магнитопроводе ротора в режиме двигателя очень малы и ими обычно пренебрегают. Поэтому на энергетической диаграмме эти потери мощности не изображены.

Та часть электромагнитной мощности, которая остается после компенсации потерь на нагрев обмоток ротора, преобразуется в механическую мощность Р_мех, под действием которой ротор асинхронного двигателя вращается. При вращении возникают механические потери мощности Р_п.мех, обусловленные трением в подшипниках, трением щеток о кольца (у двигателя с фазным ротором), потерями на вентиляцию.

Полезную механическую мощность на валу двигателя

указывают в паспорте асинхронного двигателя.

Коэффициент полезного действия двигателя

Максимального значения КПД двигателя (как и в трансформаторе) достигает при нагрузке, близкой к номинальной. Двигатели малой и средней мощности имеют номинальный КПД пределах 70÷90%, двигатели большой мощности имеют КПД ~94÷96%.