Меню

Определите кпд электродвигателя мощностью 660 вт если

Понятие КПД электродвигателя

Что такое КПД электродвигателя и его простейшая формула

Эффективность работы любого электропривода, в первую очередь, определяется коэффициентом полезного действия электродвигателя (КПД). Говоря простым языком, электрическая машина, потребляя электрическую энергию, преобразует её в механическую для работы различных устройств, станков, инструментов и проч. Соотношение величин полезной механической мощности на валу двигателя (Р2) к мощности, потребляемой из сети (Р1), и есть КПД (η). КПД является номинальной величиной и указывается в процентах: η = (Р2/Р1) х 100%.

Совершенно очевидно: чем большая механическая мощность развивается на валу электродвигателя, тем больше полезной работы выполняется и выше КПД электрической машины.

Важность такого показателя как КПД обусловлена прежде всего тем, что около 70% вырабатываемой во всём мире электроэнергии потребляется электродвигателями, начиная от простейших бытовых электроприборов до вентиляционных установок и приводов оборудования крупнейших предприятий.

Величины КПД современных электродвигателей

У большинства современных электродвигателей КПД лежит в пределах 80-90%. Нередко встречаются маломощные модели с КПД до 75%.

Для машин, работающих в особых условиях, современные технологии позволяют увеличивать КПД до 96%. Это достигается не только за счёт их высокоточного производства, но и благодаря использованию дорогостоящих материалов для сердечников, перемагничивание которых не сопряжено с высокими энергетическими затратами.

Факторы, влияющие на изменение КПД электрической машины

Сразу следует сделать уточнение: КПД электропривода никогда не превышает 100%.

Это объясняется расходом потребляемой мощности на нагрев обмоток двигателя, перемагничивание статора (в асинхронных двигателях), вихревые токи, механическое сопротивление при движении ротора.

Нагрев обмоток двигателя – явление закономерное. Из курса физики известно:

  1. при прохождении электрического тока проводник нагревается;
  2. чем однороднее среда, тем легче происходит теплоотдача.

Если с первым пунктом всё ясно, то пункт 2 требует дополнительных объяснений. Традиционно внимание акцентируется на том, что пропитка обмоток статора делается для их защиты от влияния влаги или агрессивной среды. Но также следует учитывать, что после пропитки не остаётся свободных зазоров между обмоткой и сердечником статора, а это позволяет значительно увеличить теплоотдачу и снизить нагрев во время работы. Для этой же цели предусмотрена такая конструктивная особенность как монолитная отливка корпуса с охлаждающими рёбрами, что в значительной мере стабилизирует рабочий нагрев электропривода и препятствует снижению КПД.

Бывает так, что во время работы электродвигателя наблюдается стремительный рост температуры. Зачастую это происходит из-за замыкания в обмотках статора.

Расчётная температура нагрева для двигателей класса “А” лежит в пределах 90℃, для класса “В” не превышает 110℃.

Любая электрическая машина — это воплощение взаимодействия электрических и магнитных полей. Поэтому в обязательном порядке следует учитывать такое явление как перемагничивание сердечника статора в результате изменения направления тока в обмотках. Чтобы не углубляться в теорию, достаточно вспомнить, что магнитная индукция (В) запаздывает от изменения напряжённости магнитного поля (Н). Эта зависимость отражается на графике под названием “петля гистерезиса”. Дешёвые материалы для сердечников почти всегда имеют широкий график, что указывает на большие энергозатраты на более длительное перемагничивание. И наоборот: чем уже петля гистерезиса, тем быстрее перемагничивается сердечник, и выше КПД двигателя.

Вихревые токи или токи Фуко (иногда можно встретить термин “паразитарные токи”) возникают в металлических элементах там, где есть переменное магнитное поле. Согласно закону Ленца они являются причиной наведения магнитных потоков, противодействующих рабочему магнитному потоку вокруг катушек. Понятно, что это влияет на крутящий момент и вызывает дополнительный нагрев двигателя, снижая КПД.

Для уменьшения потерь от вихревых токов надо увеличить электрическое сопротивление магнитопровода. Поэтому магнитопроводы и сердечники якорей набирают (шихтуют) из очень тонких (до 0,5 мм) пластин электротехнической стали, иногда с добавлением кремния, покрытых специальным лаком для их изоляции друг от друга. До сих пор существуют производственные участки, где для этой цели применяют тяжёлый ручной труд.

Механические факторы снижения КПД электродвигателя возникают в результате конструктивных изменений, трения в подшипниках, воздушного сопротивления

Нередко в процессе эксплуатации наблюдаются искривление вала и другие дефекты, вызывающие вибрации на опорных подшипниках ротора, и, соответственно, увеличение механического сопротивления.

Бывает так, что в случае заводского брака при изготовлении обмоток (несоблюдении расчётного количества витков одной из обмоток) нарушается плавность хода ротора, что тоже сказывается на эффективности работы электродвигателя. (Утверждение, что опытный электромеханик определяет эту неполадку на слух, является правдой.)

Также следует указать на недопустимость превышения номинальной нагрузки, как на один из факторов снижения КПД. В этом случае нагрев элементов электродвигателя приближается к критическому, и коэффициент полезного действия начинает снижаться.

Важно помнить: никогда производитель электродвигателей не указывает КПД при максимальной (предельной) нагрузке на валу электрической машины. В техническом паспорте прописывается величина КПД при номинальной нагрузке.

Может ли КПД быть более 100%?

Если говорить об электродвигателях, то следует однозначно заявить: нет!

Выше уже отмечалось, что в электрических машинах мы сталкиваемся с энергией магнитного поля, электрической энергией, тепловой и механической. Достаточно минимальных знаний из области физики и основ электротехники, чтобы раз и навсегда усвоить: преобразованию одного вида энергии в другой всегда сопутствуют процессы обратной направленности. Для примера можно вспомнить токи Фуко.

Существует ещё один важный аргумент в пользу утверждения о невозможности достижения КПД свыше 100%. На данном этапе развития человечество не обладает технологиями производства универсальных материалов, которые не нагревались бы в процессе работы или демонстрировали молниеносное перемагничивание, а также не подвергались бы механической усталости.

Многочисленные энтузиасты не оставляют попыток создать устройства, которые могли бы, выполнять механическую работу и одновременно вырабатывать электроэнергию, покрывая потери и собственные энергозатраты. При этом они не учитывают элементарный принцип обратимости электрических машин: либо генератор, либо двигатель.

Источник



Чему равен КПД элек тро плит ки мощностью 660 Вт, если на ней за 35 мин на гре ли 2 кг воды от 20 до 100 С?

1 Задания 26. Расчетная задача 1. Электровоз, работающий при напряжении 3 кв, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кн. КПД двигателя электровоза равен 85%. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя? 2. В электропечи мощностью 100 квт полностью расплавили слиток стали за 2,3 часа. Какова масса слитка, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 С? Потерями энергии пренебречь. 3. Сколько времени потребуется электрическому нагревателю, чтобы довести до кипения 2,2 кг воды, начальная температура ко то рой 10 С? Сила тока в на гре ва те ле 7 А, на пря же ние в сети 220 В, КПД на гре ва те ля равен 45%. 4. Электрический нагреватель за 20 мин доводит до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой 10 С. Сила тока в на гре ва те ле 7 А, КПД на гре ва те ля равен 45%. Чему равно на пря же ние в элек три че ской сети? 5. В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%? 6. В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреется на 24 C, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20 %? (Удельная теплоёмкость алюминия 920 Дж/(кг С), воды 4200 Дж/(кг С).) 7. Чему равен КПД элек тро плит ки мощностью 660 Вт, если на ней за 35 мин на гре ли 2 кг воды от 20 до 100 С? 8. Чему равна масса воды, которую нагревают от 20 до 100 С с помощью электронагревателя мощностью 500 Вт в течение 35 мин, если известно, что КПД нагревателя 64%? 9. Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v 1 = 200 м/с, пробивает ее и вылетает из нее с некоторой скоростью. При этом пуля нагревается на 75 С. С какой скоростью пуля вылетела из преграды, если на ее нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты? (Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/(кг С).) 10. Воду массой 1,5 кг нагрели до температуры кипения за 5 мин. Мощность электрического чайника равна 2 квт, КПД чайника 84%. Какова была начальная температура воды? 11. При прохождении электрического тока 5,5 А через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 0,84 мм 2, за 10 мин выделилось количество теплоты Дж. Чему равна длина проволоки, из которой изготовлена спираль? (Удельное сопротивление никелина 0,4 Ом мм 2 /м.) 12. Стальной осколок, падая без начальной скорости с высоты 500 м, имел у поверхности земли скорость 50 м/с. На сколько градусов по вы си лась температура оскол ка за время полета, если считать, что вся по те ря механической энер гии пошла на на гре ва ние осколка? 13. При прохождении электрического тока через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой проволоки длиной 80 м и площадью поперечного сечения 0,84 мм 2, за 10 мин выделилось количество теплоты Дж. Чему равно напря же ние сети, в ко то рую вклю чи ли нагреватель? 14. С высоты 2 м вертикально вниз бросают мяч. Абсолютно упруго отразившись от горизонтальной поверхности, мяч поднимается на высоту 4 м. С какой скоростью бросили мяч? 15. Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v 1, пробивает её и вылетает со скоростью v 2 = 100 м/с. При этом пуля нагревается на 75 С. С какой скоростью пуля подлетела к преграде, если на её нагревание пошло 65% выделившего /6

Читайте также:  Генератор обратной мощности что это

2 ся количества теплоты? 16. В электропечи полностью расплавили слиток стали массой 1 т за 2,3 ч. Какова мощность электропечи, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 С? Потерями энергии пренебречь. 17. Металлический шар упал с вы со ты h = 26 м на свин цо вую пластину мас сой m 2 = 1 кг и остановился. При этом пластина нагрелась на 3,2 С. Чему равна масса шара, если на нагревание пластины пошло 80% выделившегося при ударе количе ства теплоты? 18. Поезд, масса которого 4000 т, движущийся со скоростью 36 км/ч, начал торможение. За 1 минуту поезд проехал 510 м. Чему равна сила трения, дей ству ю щая на поезд? 19. Тело массой 5 кг с помощью каната начинают равноускоренно поднимать вертикально вверх. На какую высоту был поднят груз за 3 с, если сила, действующая на канат, равна 63,3 Н? 20. Электрическая цепь состоит из соединённых последовательно источника постоянного напряжения, идеального амперметра и длинной однородной проволоки постоянного сечения. При этом амперметр показывает ток силой I 1. Эту же проволоку складывают в виде правильного пятиугольника и снова включают в ту же цепь так, как показано на рисунке. При таком подключении амперметр показывает ток силой I 2. Найдите отношение показаний амперметра в первом и во втором случаях. 21. Вещество в твёрдом состоянии массой 5 кг с удельной теплотой плавления 60 кдж/кг помещают в электрическую печь с КПД 80%. График зависимости температуры t этого вещества от времени τ изображён на рисунке. Определите мощность элек три че ской печи. 22. К клеммам источника постоянного напряжения подключены две последовательно соединённые проволоки одинаковой длины. Первая проволока стальная, с площадью поперечного сечения 1 мм 2, вторая алюминиевая, с площадью поперечного сечения 2 мм 2. Известно, что через некоторое время после замыкания ключа стальная проволока нагрелась на 9,2 С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Удельное электрическое сопротивление стали λ cт = 0,1 Ом мм 2 /м. Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа. 23. К клеммам источника постоянного напряжения подключены две параллельно соединённые проволоки одинаковой длины и одинакового поперечного сечения. Первая проволока медная, вторая алюминиевая. Известно, что через /6

3 некоторое время после замыкания ключа медная проволока нагрелась на 23 С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа. 24. Для того чтобы сдвинуть брусок вдоль шероховатой горизонтальной плоскости, требуется приложить горизонтально направленную силу F 1. Для того чтобы сдвинуть этот же брусок вверх вдоль шероховатой наклонной плоскости с углом при основании 45 и с тем же коэффициентом трения, требуется сила F 2, направленная параллельно наклонной плоскости. Учитывая, что коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью плоскости равен 0,5, определите отношение модулей этих сил. Ответ округлите до сотых долей. 25. Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения и двух резисторов 1 и 2, включённых параллельно (см. рисунок). Резистор 1 представляет собой две последовательно соединённые проволоки A и Б одинаковой длины l A = l Б = l и различных поперечных сечений:. Резистор 2 представляет собой две последовательно соединённые проволоки В и Г одинакового поперечного сечения S В = S Г = S, но различной длины:. Проволоки A и Г сделаны из одного материала с удельным сопротивлением ρ; проволоки Б и В также сделаны из одного материала с удельным сопротивлением 2ρ. Найдите отношение текущих через сопротивления 1 и 2. сил токов, 26. Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 800 Вт каждый. Сколько времени потребуется для на гре ва ния 1 л воды на 80 С, если на гре ва те ли будут вклю че ны параллельно? По те ря ми энергии пренебречь. 27. Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагрева ния 1 л воды на 40 С, если на гре ва те ли будут вклю че ны в элек тро сеть параллельно? По те ря ми энер гии пренебречь. 28. Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 С, если нагреватели будут включены в электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь. 29. Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой 1 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, если их начальная температура составляла 20 С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. (Удельная теплоёмкость алюминия 920 Дж/(кг С), воды 4200 Дж/(кг С).) 30. Кусок олова мас сой m = 200 г с начальной температурой T 0 = 0 C нагревают в тигле на электроплитке, включённой в сеть постоянного тока с напряжением U = 230 В. Амперметр, включённый последовательно с плиткой, показывает силу тока I = 0,1 А. На рисунке приведён полученный экспериментально график зависимости температуры T олова от времени t. Считая, что вся теплота, поступающая от электроплитки, идёт на нагрев олова, определите его удельную теплоёмкость в твёрдом состоянии /6

Читайте также:  Определить реактивную мощность для заданных параметров цепи

4 31. Кусок олова мас сой m = 100 г с начальной температурой T 0 = 0 C нагревают в тигле на электроплитке, включённой в сеть постоянного тока с напряжением U = 12 В. Амперметр, включённый последовательно с плиткой, показывает силу тока I = 1 А. На рисунке приведён полученный экспериментально график зависимости температуры T олова от времени t. Считая, что вся теплота, поступающая от электроплитки, идёт на нагрев олова, определите его удельную теплоёмкость в твёрдом состоянии. 32. Двум ученикам выдали по четыре одинаковых резистора сопротивлением 2 Ом каждый, соединительные провода, источник постоянного напряжения U = 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик собрал цепь, изображённую на рисун ке 1, вто рой уче ник со брал цепь, изображённую на ри сун ке Определите раз ность по ка за ний ам пер мет ров вто ро го и пер во го учеников. Двум ученикам выдали по четыре одинаковых резистора сопротивлением 2 Ом каждый, соединительные провода, источник постоянного напряжения U = 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик собрал цепь, изображённую на рисун ке 1, вто рой уче ник со брал цепь, изображённую на ри сун ке Определите раз ность по ка за ний ам пер мет ров вто ро го и пер во го учеников. Имеются две порции воды одинаковой массы, находящиеся при температуре 0 C. Первую порцию нагревают, затрачи вая при этом ко ли че ство теп ло ты Q 1. Если заморозить вторую порцию, чтобы она полностью превратилась в лёд, то она выделит в 2,7 раза большее количество теплоты. Определите, на сколько градусов Δ t нагревается первая порция воды при со об ще нии ей ко ли че ства теп ло ты Q Имеются две порции воды одинаковой массы, находящиеся при температуре 0 C. Первую порцию нагревают на 17 C, затрачивая при этом количество теплоты Q 1. Во сколько раз n большее количество теплоты выделяется при пол ном пре вра ще нии в лёд вто рой пор ции воды? /6

5 В электрической печи нагревается некоторое твёрдое вещество с удельной теплоёмкостью 400 Дж/(кг С) и удельной теплотой плавления 112 кдж/кг. Сколько времени понадобится, чтобы нагреть это вещество на 10 С (в твёрдом состоянии), если процесс полного расплавления вещества занимает 9 минут и 20 секунд? Мощность печи остаётся постоянной. 37. В электрической печи нагревается некоторое твёрдое вещество с удельной теплоёмкостью 250 Дж/(кг С) и удельной теплотой плавления 87 кдж/кг. Нагревание этого вещества на 10 С (в твёрдом состоянии) занимает 50 секунд. Сколько вре ме ни по на до бит ся для пол но го рас плав ле ния этого вещества? Мощ ность печи остаётся постоянной. 38. В калориметре смешивают две жидкости. Объём второй жидкости в 1,2 раза больше объёма первой; плотность первой жидкости в 1,6 раза больше плотности второй; удельная теплоёмкость первой жидкости в 2 раза меньше, чем удельная теплоёмкость второй, а температура первой жидкости, равная 20 С, в 2 раза больше, чем температура второй. Определите уста но вив шу ю ся тем пе ра ту ру смеси. По те ря ми теп ло ты можно пренебречь. 39. В калориметре смешивают две жидкости. Объём первой жидкости в полтора раза меньше объёма второй; плотность второй жидкости в 1,25 раза меньше плотности первой; удельная теплоёмкость второй жидкости составляет 2/3 удельной теплоёмкости первой, а температура первой жидкости, равная 25 С, в 2,8 раза меньше, чем температура второй. Определи те уста но вив шу ю ся тем пе ра ту ру смеси. По те ря ми теп ло ты можно пренебречь. 40. Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом поместили в сосуд, содержащий 400 г воды, и включили в сеть с напряжением 220 В. За какое время вода в сосуде нагреется на 57,6 С? Теплообменом с окружающей средой пренебречь. 41. Три резистора имеют одинаковые сопротивления. Минимальное сопротивление участка цепи, который включает все эти три резистора, равно R min = 3 Ом. За какое время t в одном таком резисторе выделится 4,5 кдж теплоты при протекании через него тока силой 2 А? Со про тив ле ни ем ис точ ни ка и со еди ни тель ных про во дов можно пренебречь. 42. Три резистора имеют одинаковые сопротивления. Минимальное сопротивление участка цепи, который включает все эти три резистора, R min = 4 Ом. Какое количество теплоты выделится в одном таком резисторе за 10 минут при протекании через него тока силой 3 А? Со про тив ле ни ем ис точ ни ка и со еди ни тель ных про во дов можно пренебречь. 43. Подъемный кран поднимает равномерно груз массой 760 кг на некоторую высоту за 40 с. На какую высоту поднят груз, если напряжение на обмотке двигателя крана равно 380 В, сила тока 20 А, а КПД крана 50%? 44. В горизонтальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см. рис.). Через проводник пропускают электрический ток, при силе тока в 10 А вес проводника становится равным нулю. Чему равно расстояние между рельсами? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,02 Тл. 45. Электродвигатель подъёмного крана поднимает груз на высоту 18 м за 50 с. КПД установки составляет 50%. Чему равна масса груза, если известно, что элек тро дви га тель ра бо та ет под на пря же ни ем 360 В и по треб ля ет силу тока 20 А? 46. Электрочайник мощностью 2,4 квт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В, включают в сеть напряжением 120 В. За какое время 600 г воды с начальной температурой 18 ºС можно довести до кипения, если КПД чайника в этом слу чае равен 82%? 47. Чему равен КПД электродвигателя подъёмного крана, который за 20 с равномерно поднимает груз массой 152 кг на вы со ту 12 м? На пря же ние в элек три че ской сети 380 В, сила тока в элек тро дви га те ле 4 А. 48. Горизонтальный проводник длиной 25 см, электрическое сопротивление которого равно 2,4 Ом, подвешен на двух тонких вертикальных изолирующих нитях в горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 0,02 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какое напряжение приложили к проводнику, если общее натяжение нитей после за /6

Читайте также:  Формула мощности тока для трехфазного напряжения

6 мы ка ния ключа уве ли чи лось на 20 мн? 49. С помощью электрического нагревателя сопротивлением 200 Ом нагревают 440 г молока. Электронагреватель включён в сеть с напряжением 220 В. За какое время молоко в сосуде нагреется на 55 С? Удельную теплоёмкость молока при нять рав ной 3900 Дж/(кг С). Теп ло об ме ном с окру жа ю щей сре дой пренебречь. 50. Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 ºС, если на гре ва те ли будут вклю че ны в элек тро сеть последовательно? По те ря ми энер гии пренебречь. 51. Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 600 Вт каждый. На сколько градусов можно нагреть 2 л воды за 7 мин, если нагреватели будут включены параллельно в электросеть с напряжением, на которое рассчитан каждый из них? По те ря ми энер гии пренебречь. 52. Кусок свинца, имеющего температуру 27 С, начинают нагревать на плитке постоянной мощности. Через 10 минут от начала нагревания свинец нагрелся до температуры плавления. Сколько ещё времени потребуется для плавления свинца? /6

Источник

КПД электродвигателей

Электрическими двигателями переменного или постоянного тока комплектуются приводы станков, насосов и вентиляторов, а также других механизмов, используемых на предприятиях тяжелой и легкой промышленности. Рентабельность производства напрямую зависит от себестоимости продукции, на которую в большой степени влияет эффективность эксплуатации оборудования, поэтому КПД и мощность электродвигателя являются основными параметрами, на основании которых выполняется подбор привода.

Определение КПД электродвигателя

Принцип работы любой электрической машины основан на преобразовании энергии тока, протекающего по обмоткам статора и создающего магнитное поле, во вращение ротора. Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя определяется соотношением вырабатываемой им механической мощности на валу (p2) к полной мощности, потребляемой из сети (p1) и выражается в процентах:

Исходя из формулы, следует, что чем ближе этот параметр к единице, тем выше будет эффективность использования оборудования.

Факторы, влияющие на величину КПД

Коэффициент полезного действия никогда не может быть равным единице, так как существуют неизбежные потери, снижающие полезную мощность. Они делятся на три группы:

  • электрические;
  • магнитные;
  • механические.

Электрические потери зависят от степени нагрузки двигателя и являются следствием нагрева обмоток статора, вызванного работой тока по преодолению электрического сопротивления проводников, из которых они выполнены. Поэтому максимальный КПД электродвигателя достигается, когда нагрузка на двигатель составляет 75% от максимальной расчетной величины.

Магнитные потери происходят из-за неизбежного перемагничивания активного железа статора и ротора, а также возникновения в нем вихревых токов.

Третья группа обусловлена наличием трения в подшипниках, на которых вращается вал, а также сопротивлением, оказываемым воздухом крыльчатке вентилятора и самому ротору (якорю). Из-за наличия щеточно-коллекторного узла КПД электродвигателя постоянного тока несколько ниже коэффициента полезного действия машин с короткозамкнутым ротором. Это также относится к асинхронным электродвигателям с фазным ротором из-за дополнительного трения щеток об контактные кольца.

Способы повысить КПД двигателя

Следует помнить, что реальный коэффициент полезного действия может несколько отличатся от паспортных величин, указанных на шильдике двигателя. Чтобы выполнить расчет КПД электродвигателя в реальных условиях эксплуатации, необходимо учитывать неравномерность распределения питающего напряжения в фазах. В зависимости от величины асимметрии падение полезной мощности может достигать 5-7%.

Увеличение КПД электрической машины возможно только за счет снижения потерь и контроля качества силовой сети.

Механические потери можно уменьшить благодаря более качественным подшипникам, установки крыльчатки вентилятора, выполненной из современных материалов для уменьшения сопротивлению воздуху. Нагрев обмоток можно уменьшить благодаря использованию обмоточных проводов, выполненных из очищенной меди, имеющих меньшее сопротивление.

Снизить потери на перемагничивание активного железа и минимизировать влияние вихревых токов можно используя для набора сердечника необходимо использовать качественную электромагнитную сталь с надежной изоляцией. Кроме того, ведутся работы по разработке наилучшей геометрии зубцов статора, благодаря которым будет увеличена концентрация магнитного поля.

В реальности КПД асинхронного электродвигателя можно несколько увеличить за счет использования частотного преобразователя, позволяющего оптимизировать расход электроэнергии. Следует помнить, что эффективность эксплуатации двигателя с КПД 98% сильно упадет, если его использовать для приведения в движения механизма, имеющего более низкий коэффициент полезного действия.

Источник