Энергетические показатели асинхронного двигателя

Важными в энергетическом отношении характеристиками двигателя являются зависимость КПД η и коэффициента мощности cos φ от нагрузки на его валу КПД двигателя равен отношению мощности, отдаваемой двигателем с вала, Р _в к мощности, потребляемой двигателем из сети, Р ₁:

где Δ Р — потери мощности в двигателе. Как было показано в § 10.9,

Δ Р = Δ Р _о6м1 + Δ Р _о6м2 + Δ Р _ст1 + Δ Р _ст2 + Δ Р _мех.

Потери мощности в двигателе можно разделить на две части: часть

Δ Р _к = Δ Р _ст1 + Δ Р _ст2 + Δ Р _мех

почти не зависит от нагрузки и называется постоянными потерями, другая часть

Δ P_v = Δ Р _о6м1 + Δ Р _о6м2

зависит от нагрузки и называется переменными потерями.

Зависимость КПД от нагрузки изображена на рис. 10.38, где нагрузка дана в относительных единицах.

Как видно из графика, КПД в зоне нагрузок от 0,4 до 1,2 изменяется относительно мало, что является благоприятным в энергетическом отношении.

Коэффициент мощности двигателя равен отношению активной мощности, потребляемой двигателем из сети, к полной мощности:

cos φ = Р ₁/ S ₁ = Р ₁/√ Р ₁² + Q ₁². (10.66)

Реактивная мощность Q складывается из мощности Q _г, обусловленной главным магнитным потоком, и мощности Q _p, обусловленной потоками рассеяния:

Q _г = I ₀² x ₀, Q _p = I ₁² x ₁ + I ₂² x ₂,

где х ₀ — индуктивное сопротивление, обусловленное главным магнитным потоком; х ₁, х ₂ — индуктивные сопротивления, обусловленные потоками рассеяния обмоток статора и ротора.

Рис. 10.38. Зависимость η, cos φ от нагрузки асинхронного двигателя

Поскольку главный магнитный поток намного больше потоков рассеяния и почти не зависит от нагрузки, реактивная мощность, потребляемая двигателем из сети, мало зависит от нагрузки и, как следует из выражения (10.66), cos φ существенно изменяется при изменении нагрузки. На рис. 10.38 изображен график зависимости cos φ от нагрузки на валу двигателя. Из графика видно, что при малых нагрузках cos φ довольно низкий, что является в энергетическом отношении весьма невыгодным.

У двигателей средней мощности (1 — 100 кВт) при номинальной нагрузке КПД η_ном = 0,7 ÷ 0,9,
cos φ_ном = 0,7 ÷ 0,9;
у двигателей большой мощности (больше 100 кВт) КПД
η_ном = 0,9 ÷ 0,94, cos φ_ном = 0,8 ÷ 0,92.