Diagrama puterilor si pierderilor in motorul asincron

Diagrama puterilor si pierderilor in motorul asincron

Motorul asincron, ca toate motoarele electrice, transforma energia electrica in energie mecanica. Aceasta transformare este legata de pierderi de energie. Iata de ce puterea mecanica utila, P₂, cedata de motor este totdeauna mai mica decat puterea electrica, P₁, pe care el o consuma (absoarbe) din retea. Toate pierderile ce apar in timpul functionarii motorului asincron, pot fi reprezentate concret prin diagrama de puteri (fig.3.14).

Fig.3.14 Diagrama de puteri si pierderi la motorul asincron

Puterea electrica absorbita de motor din reteaua de alimentare este

(3.31)

unde:

- U_f, I_f, sunt valorile efective ale tensiunilor si curentilor de faza cu defazajul intre si ;

- m₁ este numarul de faze ale statorului.

O parte din aceasta putere,

(3.32)

se consuma pentru acoperirea pierderilor prin efect Joule in infasurarea statorului (R₁ este rezistenta unei faze a statorului). O alta parte din aceasta putere P₁, se consuma pentru acoperirea pierderilor prin histerezis si curenti turbionari in miezul feromagnetic al statorului.

Restul de putere

(3.33)

este puterea electromagnetica care se transmite pe cale electromagnetica rotorului.

O parte din puterea electromagnetica, si anume se consuma pentru acoperirea pierderilor in infasurarea rotorului, unde R₂ este rezistenta unei faze a rotorului, m₂ este numarul de faze ale rotorului, iar I₂ este curentul ce trece prin conductoarele rotorice.

Pierderile in fierul magnetic rotoric, practic, nu exista (p_Fe2=0), deoarece la sarcina nominala a motorului, frecventa curentului rotoric, f₂=sf₁, este foarte mica - de la (1 la 3) Hz. In acest caz, puterea mecanica totala a motorului este:

P_mec=P-p_Cu2

Puterea mecanica utila P₂ la arborele motorului se obtine, daca din puterea mecanica totala P_mec se scad pierderile mecanice de frecare in lagare, pierderile mecanice de contact la inele, pierderile de ventilatie, precum si pierderile supli-mentare, adica:

(3.35)

Pierderile p_s apar in miez si infasurari datorita pulsatiilor campului magnetic, urmare danturarii suprafetelor interioara a statorului si exterioara a rotorului pre-cum si fenomenului de refulare a curentului. La sarcina nominala, ele se estimeaza la 0,5% din puterea nominala a motorului (p_s=0,5%P_n), iar la alte sarcini . Suma pierderilor de putere in procesul de transformare a energiei electrice in energie mecanica utila este:

Puterea electromagnetica, P, se poate exprima prin momentul electromag-netic M al masinii si viteza unghiulara a campului magnetic invartitor rezul-tant, adica P=·M, iar puterea mecanica totala P_mec - cu momentul electromag-netic si viteza unghiulara de rotatie a arborelui masinii, adica P_mec=·M.

Potrivit diagramei energetice, diferenta intre aceste puteri reprezinta pierde-rile in cuprul rotorului (pierderi electrice) adica:

(3.36)

Din relatia (3.36) rezulta ca pierderile in cuprul rotorului (pierderile electrice din rotor) sunt proportionale cu alunecarea si puterea electromagnetica a motorului.