Perte d'énergie et efficacité des moteurs à induction
Dans un moteur électrique, lors de la conversion d'une forme d'énergie en une autre, une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur dissipée dans diverses parties du moteur. Les moteurs électriques ont perte d'énergie trois types : pertes de bobinage, pertes d'acier et pertes mécaniques… De plus, il existe des pertes supplémentaires mineures.
Perte d'énergie dans moteur asynchrone pensez à utiliser son diagramme d'énergie (Fig. 1). Dans le diagramme, P1 est la puissance fournie au stator du moteur à partir du réseau. La majeure partie de ce châssis de puissance, moins les pertes du stator, est transmise électromagnétiquement au rotor à travers l'entrefer. C'est ce qu'on appelle la puissance électromagnétique de Ram.
Riz. 1. Diagramme de puissance du moteur
La puissance dissipée dans le stator est la somme de la puissance dissipée dans son enroulement Ptom 1 = m1 NS r1 NS I12 et des pertes dans l'acier Pc1. La puissance Pc1 correspond aux pertes par inversion des courants de Foucault et à l'aimantation du noyau du stator.
Il existe également des pertes d'acier dans le noyau du rotor du moteur à induction, mais elles sont faibles et peuvent ne pas être prises en compte.Cela est dû au fait que la vitesse de rotation du flux magnétique par rapport au stator n0 fois la vitesse de rotation du flux magnétique par rapport au rotor n0 — car la vitesse du rotor d'un moteur asynchrone n correspond à la stabilité partie de la caractéristique mécanique naturelle.
La puissance mécanique du moteur asynchrone Pmx développée sur l'arbre du rotor est inférieure à la puissance électromagnétique Pem de la valeur de puissance Penviron 2 pertes dans l'enroulement du rotor :
Rmx = Bélier — Pvol2
Puissance arbre moteur :
P2 = Pmx — strmx,
où strmx est la force des pertes mécaniques égale à la somme des pertes par frottement dans les paliers, du frottement des pièces tournantes contre l'air (pertes par ventilation) et du frottement des balais sur les bagues (pour les moteurs à rotor phasé).
Les puissances électromagnétique et mécanique sont égales :
Bélier = ω0M, Pmx = ωM,
où ω0 et ω — vitesse synchrone et vitesse de rotation du rotor du moteur ; M est le moment développé par le moteur, c'est-à-dire le moment avec lequel le champ magnétique tournant agit sur le rotor.
De ces expressions, il résulte que les pertes de puissance dans l'enroulement du rotor :
ou Pokolo 2 = avec NS PEm
Dans les cas où la résistance active r2 de la phase de l'enroulement du rotor est connue, les pertes dans cet enroulement peuvent également être trouvées à partir de l'expression Penviron 2 = m2NS r2NS I22.
Dans les moteurs électriques asynchrones, il existe également des pertes supplémentaires dues à l'engrenage du rotor et du stator, aux courants de Foucault dans diverses unités structurelles du moteur et à d'autres raisons. Aux pertes à pleine charge du moteur, Pd est supposé égal à 0,5 % de sa puissance nominale.
Coefficient de rendement (COP) d'un moteur à induction :
η = P2 / P1 = (P1 — (Pc — Pc — Pmx — Pd)) / P1,
où Rob = About1 + Rob2 — pertes de puissance totales dans les enroulements du stator et du rotor d'un moteur asynchrone.
Étant donné que la perte totale dépend de la charge, le rendement du moteur à induction est également fonction de la charge.
En figue. 2 une courbe η = e(P / Pnom) est donnée, où P / Pnom — puissance relative.
Riz. 2. Caractéristiques de performance du moteur à induction
Le moteur à induction est conçu pour maximiser son rendement ηmax est maintenu à une charge légèrement inférieure à la charge nominale. Le rendement du moteur est assez élevé et dans une large gamme de charges (Fig.2, a).Pour la plupart des moteurs asynchrones modernes, le rendement est de 80 à 90% et pour les moteurs puissants de 90 à 96%.