Elektriske motorer dukket opp for lenge siden, menstor interesse oppsto da de ble et alternativ til forbrenningsmotorer. Av spesiell interesse er effektiviteten til den elektriske motoren, som er en av dens viktigste egenskaper.
Hvert system har en koeffisientnyttig handling, som kjennetegner effektiviteten til arbeidet som helhet. Det vil si at det avgjør hvor godt systemet eller enheten leverer eller konverterer energi. Verdien av effektiviteten har ikke en verdi, og som oftest presenteres den som en prosentandel eller tall fra null til en.
Hovedoppgaven til den elektriske motoren ertil konvertering av elektrisk energi til mekanisk energi. Effektivitet bestemmer effektiviteten til denne funksjonen. Formelen for effektiviteten til den elektriske motoren er som følger:
I denne formelen er p1 den mislykkedeelektrisk kraft, p2 - nyttig mekanisk kraft som genereres direkte av motoren. Den elektriske kraften bestemmes av formelen: p1 = UI (spenning ganger strømstyrken), og verdien av den mekaniske kraften med formelen P = A / t (forholdet mellom arbeid og enhet). Slik ser beregningen av effektiviteten til den elektriske motoren ut. Imidlertid er dette den enkleste delen av det. Avhengig av formålet med motoren og omfanget av dens anvendelse, vil beregningen variere og ta hensyn til mange andre parametere. Faktisk inkluderer motoreffektivitetsformelen mange flere variabler. Det enkleste eksemplet ble gitt ovenfor.
Den mekaniske effektiviteten til den elektriske motoren måmå tas i betraktning når du velger motor. En veldig stor rolle spilles av tap som er assosiert med motorvarme, redusert effekt og reaktive strømmer. Oftest er reduksjonen i virkningsgrad assosiert med frigjøring av varme, som naturlig oppstår under motorens drift. Årsakene til frigjøring av varme kan være forskjellige: motoren kan varme opp under friksjon, så vel som av elektriske og til og med magnetiske årsaker. Som det enkleste eksempelet kan vi sitere en situasjon der 1000 rubler ble brukt på elektrisk energi, og det ble arbeidet med 700 rubler. I dette tilfellet vil effektiviteten være lik 70%.
For kjøling av elektriske motorerDet brukes vifter som driver luft gjennom de skapte hullene. Avhengig av klasse av motorer, kan oppvarming utføres til en viss temperatur. For eksempel kan klasse A-motorer varme opp til 85-90 grader, klasse B - opp til 110 grader. I tilfelle temperaturen overskrider den tillatte grensen, kan dette indikere en stator-kortslutning.
Det er verdt å merke seg at effektiviteten til en likestrømsmotor (og vekselstrøm også) varierer avhengig av belastning:
En av grunnene til reduksjonen i effektivitethandlinger - asymmetri av strømmer, når en annen spenning tilføres hver av de tre fasene. Hvis det for eksempel er 410 V i den første fasen, 403 V i den andre, og 390 V i den tredje, vil gjennomsnittsverdien være 401 V. Asymmetrien i dette tilfellet vil være lik forskjellen mellom maksimal og minste spenning i fasene (410 -390), det vil si 20 V. Formelen for effektiviteten til den elektriske motoren for å beregne tap vil ha formen i vår situasjon: 20/401 * 100 = 4,98%. Dette betyr at vi mister effektiviteten på 5% når vi jobber på grunn av spenningsforskjellen i fasene.
Negative faktorer som påvirkerfall i motoreffektiviteten, mye. Det er visse teknikker for å bestemme dem. For eksempel kan du bestemme om det er et gap der strømmen delvis blir overført fra nettverket til statoren og deretter til rotoren.
Tap i starteren finner også sted, og de består av flere verdier. Først av alt kan det være tap relatert til virvelstrømmer og magnetisering reversering av statorkjerner.
Hvis motoren er asynkron, er det detekstra tap på grunn av tenner i rotoren og statoren. Virvelstrømmer kan også forekomme i individuelle motorkomponenter. Alt dette reduserer effektiviteten til den elektriske motoren med 0,5%. Asynkronmotorer tar hensyn til alle tap som kan oppstå under drift. Derfor kan effektivitetsområdet variere fra 80 til 90%.
Historie om utvikling av elektriske motorerstarter fra det øyeblikket loven om elektromagnetisk induksjon oppdages. Ifølge ham beveger induksjonsstrømmen seg alltid på en slik måte at den motvirker årsaken som forårsaker den. Det var denne teorien som dannet grunnlaget for etableringen av den første elektriske motoren.
Moderne modeller er basert på samme prinsipp,imidlertid vesentlig forskjellig fra de første eksemplarene. Elektriske motorer har blitt mye kraftigere, mer kompakte, men viktigst - effektiviteten har økt betydelig. Vi skrev allerede over effektiviteten til den elektriske motoren, og sammenlignet med en forbrenningsmotor er dette et fantastisk resultat. For eksempel når maksimal virkningsgrad for en forbrenningsmotor 45%.
Høy effektivitet er den viktigste fordelen med en slik motor. Og hvis en forbrenningsmotor bruker mer enn 50% av sin energi på oppvarming, blir en liten del av energien brukt på oppvarming i en elektrisk motor.
Den andre fordelen er lett vekt ogkompakte størrelser. For eksempel har Yasa Motors laget en motor med bare en vekt på 25 kg. Den er i stand til å levere 650 Nm, noe som er et veldig anstendig resultat. Også slike motorer er holdbare, trenger ikke girkasse. Mange eiere av elbiler snakker om effektiviteten til elektriske motorer, som til en viss grad er logisk. Under drift avgir ikke den elektriske motoren noen forbrenningsprodukter. Imidlertid glemmer mange bilførere at kull, gass eller anriket uran må brukes til å generere strøm. Alle disse elementene forurenser miljøet, så miljøvennligheten til elektriske motorer er et veldig kontroversielt spørsmål. Ja, de forurenser ikke luften under drift. Kraftverk gjør dette for dem i produksjon av elektrisitet.
Elektriske motorer har noenulemper som påvirker arbeidseffektiviteten negativt. Dette er et svakt startmoment, høy startstrøm og inkonsekvens av det mekaniske momentet på akselen med den mekaniske belastningen. Dette fører til at enhetens effektivitet reduseres.
For å øke effektiviteten prøver de å gimotorbelastning opp til 75% og høyere og øke effektfaktorene. Det finnes også spesielle enheter for å regulere frekvensen til den tilførte strømmen og spenningen, noe som også fører til økt effektivitet og økt effektivitet.
En av de mest populære enhetene for å økeMotoreffektivitet er en myk startmotor som begrenser økningen i innstrømstrømmen. Det er også aktuelt å bruke frekvensomformere for å endre rotasjonshastigheten til motoren ved å endre frekvensen på spenningen. Dette fører til en reduksjon i energiforbruket og gir en jevn start av motoren, høy justeringsnøyaktighet. Startmomentet øker også, og ved variabel belastning stabiliserer rotasjonshastigheten. Som et resultat øker effektiviteten til den elektriske motoren.
Avhengig av konstruksjonstype, koeffisienteneffektiviteten i elektriske motorer kan variere fra 10 til 99%. Det kommer an på hva slags motor det vil være. For eksempel er effektiviteten til en elektrisk motor med stempeltype 70-90%. Det endelige resultatet avhenger av produsenten, strukturen på enheten osv. Det samme kan sies om effektiviteten til kranelektrisk motor. Hvis det er 90%, betyr det at 90% av den forbrukte strømmen blir brukt til mekanisk arbeid, de resterende 10% vil bli brukt til å varme opp deler. Likevel er det de mest vellykkede modellene av elektriske motorer, hvis effektivitet nærmer seg 100%, men ikke er lik denne verdien.
Det er ingen hemmelighet at det er elektriskmotorer hvis effektivitet overstiger 100% kan ikke eksistere i naturen, siden dette er i strid med grunnleggende lov om energibesparing. Fakta er at energi ikke kan komme fra ingensteds og forsvinne på samme måte. Enhver motor trenger en energikilde: bensin, strøm. Bensin er imidlertid ikke evig, og det samme gjelder strøm, fordi reservene deres må fylles på. Men hvis det var en energikilde som ikke trengte påfylling, ville det være fullt mulig å lage en motor med en virkningsgrad på mer enn 100%. Den russiske oppfinner Vladimir Chernyshov viste en beskrivelse av motoren, som er basert på en permanent magnet, og dens effektivitet, ifølge oppfinneren selv, er mer enn 100%.
Ta for eksempel et vannkraftverk, hvorenergi genereres av fallende vann fra stor høyde. Vannet snur turbinen, og det genererer strøm. Vannfallet utføres under påvirkning av jordens tyngdekraft. Og selv om arbeidet med å generere elektrisitet gjøres, svekkes ikke jordens tyngdekraft, det vil si at tyngdekraften ikke avtar. Videre fordamper vannet under påvirkning av sollys og kommer igjen inn i reservoaret. Dette fullfører syklusen. Som et resultat er strømmen brukt opp, og kostnadene for produksjonen er gjenopptatt.
Selvfølgelig kan vi si at solen ikke er evig, det er denså, men det vil vare et par milliarder år. Når det gjelder tyngdekraften, fungerer det hele tiden, og trekker fuktighet ut av atmosfæren. Generelt sett er et vannkraftverk en motor som konverterer mekanisk energi til elektrisk energi, og dens effektivitet er mer enn 100%. Dette gjør det klart at du ikke bør slutte å lete etter måter å lage en elektrisk motor på, hvis effektivitet kan være mer enn 100%. Tross alt kan ikke bare tyngdekraften brukes som en uuttømmelig energikilde.
Den andre interessante kilden er en permanent magnet,som ikke mottar energi fra noe sted, og magnetfeltet forbrukes ikke selv når du arbeider. For eksempel, hvis en magnet tiltrekker seg noe for seg selv, vil den gjøre arbeidet, og magnetfeltet vil ikke bli svakere. De har allerede prøvd å bruke denne egenskapen mer enn en gang for å lage den såkalte evigvarende bevegelsesmaskinen, men så langt har ingenting mer eller mindre normalt kommet ut av den. Enhver mekanisme vil slites ut før eller senere, men selve kilden, som er en permanent magnet, er praktisk talt evig.
Det er imidlertid eksperter som hevder detat over tid mister permanente magneter styrken som et resultat av aldring. Dette er ikke sant, men selv om det var sant, ville det være mulig å bringe ham tilbake til livet med bare en elektromagnetisk puls. En motor som vil kreve lading hvert 10.-20. År, selv om den ikke kan late som om den er en evig, kommer veldig nær dette.
Det har allerede vært mange forsøk på å lage en evigvarende bevegelsesmaskin.basert på permanente magneter. Så langt har det ikke vært noen vellykkede løsninger, dessverre. Men gitt det faktum at det er etterspørsel etter slike motorer (det kan rett og slett ikke være), er det ganske mulig at vi i nær fremtid vil se noe som kommer veldig nær modellen til en evigvarende motor som vil kjøre på fornybar energi.
Effektiviteten til en elektrisk motor er den viktigste parameteren,som bestemmer effektiviteten til en bestemt motor. Jo høyere effektivitet, jo bedre er motoren. I en motor med en virkningsgrad på 95%, brukes nesten all energien som brukes til å utføre arbeid, og bare 5% blir brukt unødvendig (for eksempel til oppvarming av reservedeler). Moderne dieselmotorer kan oppnå 45% effektivitet, og dette anses som et kult resultat. Effektiviteten til bensinmotorer er enda mindre.
