Втрати асинхронного електродвигуна
В асинхронному двигуні, що є трифазним, виникає два типи втрат. Ось ці втрати:
1.Постійні або фіксовані втрати.
2.Змінні втрати.
Постійні чи фіксовані втрати
Постійними втратами називають такі втрати, які залишаються постійними у нормальному режимі роботи асинхронного двигуна. Такі втрати можуть бути легко отримані шляхом проведення тесту без навантаження трифазного двигуна. Ці втрати поділяються на такі види:
1. Втрати заліза чи втрати сердечника.
2. Механічні втрати.
3. Втрати тертя щіток.
Втрати заліза або втрати осердя
Дані втрати також можна поділити на гістерезисні втрати та втрати вихрового струму. Втрати вихрового електричного струму мінімізуються рахунок використання нашарування на сердечнику. Раз застосовується нашарування на сердечнику, зменшується область, і тому збільшується опір, внаслідок чого зменшуються вихрові струми.
Гістерезисні втрати мінімізуються за допомогою кремнистої сталі високої якості. Втрати сердечника залежать від частоти напруги, що надходить. Частота статора завжди є частотою, що подається, f, а частота ротора є прослизанням, помноженим на частоту, що подається, (sf), яка завжди менше частоти статора.
Частота статора становить 50 герц. Частота ротора становить близько 1,5 герца. Так відбувається тому, що у нормальному робочому стані прослизання становить 3%. Звідси втрати осердя ротора дуже малі в порівнянні з втратами сердечника статора, і ними зазвичай нехтують при робочих станах.
Механічні втрати та втрати тертя щіток
Механічні втрати мають місцев підшипнику втрати тертя щіток виникають в асинхронному двигуні з обмотаним ротором. Ці втрати становлять нуль на старті. У міру того, як зростає швидкість, ці втрати збільшуються. У трифазних двигунах швидкість зазвичай залишається незмінною. Звідси випливає, що ці втрати майже залишаються постійними.
Змінні втрати
Ці втрати також називаються втратами міді. Дані втрати відбуваються через електричний струм, що йде по обмотках статора і ротора. Коли навантаження змінюється, цей електричний струм також змінюється, а тому й ці втрати також зазнають змін. Тому їх і назвали змінними втратами. Їх можна отримати за допомогою проведення тесту із заблокованим ротором трифазного двигуна.
Основна функція асинхронного двигуна полягає в тому, щоб перетворювати електричну енергію на механічну енергію. Протягом цього перетворення однієї енергії на іншу, енергія проходить через різні етапи. Ця енергія, що проходить через різні щаблі, відображається на діаграмі течії енергії.
Як відомо, на вході трифазного асинхронного двигуна трифазна подача. Так що ця трифазна подача йде на статор трифазного електродвигуна.Допустимо, Pin = електрична енергія, яка йде на статор трифазного двигуна,VL = лінійна напруга, що надходить статору трифазного двигуна,IL = лінійний струм,Cos = коефіцієнт потужності трифазного двигуна.Вхід електричної енергії на статор, Pin = 3VLILcos.
Частина цієї енергії на вході використовується для підтримки втрати статора, якими є втрати статора заліза і втрати міді статора. Енергія, що зберігається (електроенергія на вході – втрати статора) йде на ротор як вхідна ротор. Так що вхід на ротор, P2 = Pin - втрати статора (втрати міді статора та втрати заліза статора). Тепер ротор повинен перетворити цей вхід на ротор на механічну енергію, але цей завершений вхід не може бути перетворений на механічний вихід, оскільки він повинен підтримувати втрати ротора.
Буває два типи втрат ротора, а саме втрати міді та втрати заліза. Втрати заліза залежить від частоти ротора, що дуже мала, коли ротор обертається. Тому цим зазвичай нехтують. Тож можна сказати, що ротор має лише втрати міді. Тому вхід на ротор повинен підтримувати ці втрати міді. Після цієї підтримки, частина входу ротора, що залишилася, P2 перетворюється в механічну енергію, Pm.
Припустимо, Pc буде втратами міді ротора,I2 буде струмом ротора в робочому стані,R2 - опором ротора,Pm - загальна механічна енергія, що виробляється.
Тепер ця механічна енергія, що створюється, йде на навантаження за рахунок валу, але з'являються деякі механічні втрати, такі як втрати тертя і втрати опору повітря. Так що загальна механічна енергія, що відтворюється, повинна бути подана на підтримку цих втрат.
Тому вихід енергії, що утворюється, йде на вал, який в кінцевому підсумку подає її навантаженню, Pout. Pout = Pm – механічні втрати (втрати тертя, і навіть втрати, пов'язані з опором повітря). Pout називається енергією валу. Також його називають корисною енергією.