Энергетический баланс асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель потребляет из сети активную и реактивную мощ­ность. Рассмотрим каждую из них.

Активная мощность

(11.26)

Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении обмотки

, (11.27)

часть – в виде магнитных потерь в магнитопроводе статора

. (11.28)

Оставшаяся часть мощности

(11.29)

представляет собой электромагнитную мощность, передаваемую с помощью магнитного поля из статора в ротор. На схеме замещения (рис. 11.6 в) этой мощности соответствует мощность, пропорциональная активному сопротивле­нию . Поэтому

. (11.30)

Другая часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в актив­ном сопротивлении обмотки ротора

. (11.31)

Остальная часть электромагнитной мощности преобразуется в механическую мощность ротора

(11.32)

или, с учетом уравнений (11.30) и (11.31)

. (11.33)

Полезная механическая мощность на валу двигателя меньше механиче­ской мощности на величину механических и добавочных потерь

. (11.34)

Из уравнений (11.30)…(11.32) следует, что

, (11.35)

. (11.36)

Таким образом, активная мощность представляет собой сред­нюю мощность преобразования в двигателе электрической энер­гии, потребляемой из сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии. Процесс преобразований активной энергии в режиме двигателя изображен на рис. 11.8 а в виде энергетической диаграммы.

Сумма потерь в двигателе

вычитается из потребляемой мощности и определяет полезную мощность на валу

.

а) б) Рис. 11.8

КПД двигателя

. (11.37)

Непременным условием работы асинхронного двигателя является потребле­ние реактивной мощности

. (11.38)

Часть этой мощности расходуется на создание магнитных полей рассеяния

. (11.39)

Оставшаяся мощность

(11.40)

расходуется на создание основного магнитного потока, а мощность

(11.41)

расходуется на создание полей рассеяния в роторе.

Диаграмма реактивных мощностей изображена на рис. 11.8 б.