ККД електродвигунів і що впливає на його значення.

Підписка на розсилку

Дефіцит електроенергії відзначається у багатьох країнах, у тому числі промислово розвинених та мають великий енергетичний потенціал. Проблема постала настільки гостро, що вимога збільшити ККД електродвигунів, що використовуються в промисловості, пролунала з найвищих трибун. Стандарти на мінімальну енергоефективність були прийняті США та ЄС, інших країнах. Використання обладнання, ККД електродвигунів якого буде не менше 95%, здатне не тільки зробити рентабельним багато виробництва за рахунок економії коштів на оплату електроенергії, а й покращити екологічну ситуацію у багатьох регіонах планети. Від чого залежить цей коефіцієнт?

Причини втрати ККД електродвигуна

Будь-який електродвигун споживає певну кількість електричної енергії та віддає енергію механічну. Порівняння їх величин і називається ККД електродвигунів, що вище цей показник, то ефективніше працює мотор. Домогтися 100% віддачі неможливо, а ось наблизитися до цієї величини максимально близько - завдання здійсненне. Сьогодні більшість силових агрегатів мають ККД у районі 80-90%. Втрати складаються з різних чинників, серед яких основними є такі:

магнітні втрати у статорі;
вихрові струми;
перемагнічування ротора;
електричні втрати в обмотках статора та ротора;
тертя підшипників, геометрія зубів;
товщина ізолюючого шару обмотки.

Все це впливає на ККД електродвигуна постійного струму, знижує ефективність найсучасніших асинхронних двигунів. Також на зменшення ККД впливає необхідність охолодження двигуна, адже вентилятор також споживаєЕлектричну енергію. Не слід забувати і про навантаження: ККД двигуна на холостих оборотах дорівнює нулю, а свого максимуму зазвичай коефіцієнт досягає ¾ навантаження.

Як підвищити ККД електродвигуна

Збільшення ККД асинхронними двигунами може бути досягнуто за рахунок використання якісніших матеріалів та удосконалення конструкції. Це дозволить знизити втрати і ефективність двигуна стане вищою. Наприклад, чим чистіша мідь в обмотці, тим менший її опір, а якісніша магнітна сталь дозволить зменшити втрати на перемагнічування. В результаті будуть менші втрати потужності і двигун грітиметься не так сильно. Звідси випливає висновок, що на його охолодження витрачається менше енергії, яку споживає вентилятор.

Дозволить підвищити ККД двигуна тонший шар ізоляції обмоток, робота над такими матеріалами ведеться постійно. Ще одним перспективним напрямком є робота над зміною геометрії зубів двигуна, яка дозволить збільшити концентрацію магнітного поля та уникнути втрат за рахунок розсіювання енергії. Розрахунок ККД електродвигуна зазвичай враховує і асиметрію струму. Якщо різних фазах напруга істотно відрізняється, це може знизити коефіцієнт на 5-7%, але це значна величина. Усунення проблем електромережі, таким чином, стає чудовим способом збільшити ККД устаткування, що використовується.

Зосереджуватись на якійсь одній проблемі при розробці двигуна – це шлях у нікуди. Тільки комплексне вирішення проблем дозволить підвищити ККД до найвищих значень. При цьому власники виробничого обладнання не повинні забувати, що працювати ефективний двигун має з не менш економічними трансмісіями. Якщо електродвигун із ККД у 95% підключити до зношеноїпередачі, що видає максимум 50-60%, то про економію електроенергії можна буде забути.