Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя

Энергетическая диаграмма позволяет судить о характере распределения мощности, потребляемой двигателем из сети. Ее можно получить с помощью векторной диаграммы (рис.4.9). При работе асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность

.

Из векторной диаграммы можно получить следующие соотношения:

С учетом этих соотношений выражение для мощности преобразуется к виду

.

Отсюда следует, что мощность расходуется в статоре на покрытие электрических потерь в обмотке статора,

и на покрытие потерь в стали,

.

Остальная мощность поступает через воздушный зазор в ротор. Эта мощность определяет электромагнитный момент двигателя, поэтому ее называют электромагнитной мощностью

.

Из векторной диаграммы можно получить следующее соотношение:

,

поэтому для электромагнитной мощности справедливо второе выражение:

.

Часть электромагнитной мощности, как мы выяснили выше, теряется в виде электрических потерь в обмотке ротора,

,

а остальная часть мощности преобразуется в механическую мощность

.

Часть механической мощности теряется внутри самой машины в виде механических потерь , магнитных потерь и добавочных потерь . Механические потери включают потери на трение и на вентиляцию. Их расчет выполняется по эмпирическим формулам. Магнитные потери обычно малы и отдельно не определяются , а учитываются в вместе с потерями в стали статора. Добавочные потери вызваны в основном высшими гармониками магнитных полей. Они трудно поддаются расчету. Поэтому добавочные потери оценивают приближенно величиной 0,5% от номинальной мощности двигателя.

Полезная мощность на валу двигателя

.

В соответствии с изложенным энергетическую диаграмму двигателя можно представить в виде, показанном на рис. 4.10. Сумма потерь определяет КПД двигателя

.

КПД двигателей мощностью от 1 кВт до 1000 кВт лежит в пределах .