Motor elektrik muncul agak lama dahulu, tetapi minat yang besar terhadapnya timbul apabila ia mula mewakili alternatif kepada enjin pembakaran dalaman. Kepentingan khusus ialah persoalan kecekapan motor elektrik, yang merupakan salah satu ciri utamanya.
Setiap sistem mempunyai beberapa jenis kecekapan, yang mencirikan kecekapan kerjanya secara keseluruhan. Iaitu, ia menentukan sejauh mana sistem atau peranti menghantar atau menukar tenaga. Mengikut nilai, kecekapan tidak mempunyai nilai dan selalunya ia ditunjukkan sebagai peratusan atau nombor dari sifar hingga satu.
Parameter kecekapan dalam motor elektrik
Tugas utama motor elektrik ialah menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal. Kecekapan menentukan kecekapan fungsi ini. Formula kecekapan motor adalah seperti berikut:
n=p2/p1
Dalam formula ini, p1 ialah kuasa elektrik yang dibekalkan, p2 ialah kuasa mekanikal berguna yang dijana secara langsungenjin. Kuasa elektrik ditentukan oleh formula: p1=UI (voltan didarab dengan arus), dan nilai kuasa mekanikal mengikut formula P=A/t (nisbah kerja kepada unit masa). Beginilah rupa pengiraan kecekapan motor elektrik. Walau bagaimanapun, ini adalah bahagian yang paling mudah. Bergantung pada tujuan enjin dan skopnya, pengiraan akan berbeza dan mengambil kira banyak parameter lain. Malah, formula kecekapan motor merangkumi lebih banyak pembolehubah. Contoh paling mudah diberikan di atas.
Kecekapan dikurangkan
Kecekapan mekanikal motor elektrik mesti diambil kira semasa memilih motor. Kerugian yang berkaitan dengan pemanasan motor, pengurangan kuasa, dan arus reaktif memainkan peranan yang sangat penting. Selalunya, penurunan kecekapan dikaitkan dengan pelepasan haba, yang secara semula jadi berlaku semasa operasi enjin. Sebab pembebasan haba boleh berbeza: enjin boleh menjadi panas semasa geseran, serta untuk sebab elektrik dan juga magnet. Sebagai contoh paling mudah, kita boleh memetik situasi di mana 1,000 rubel dibelanjakan untuk tenaga elektrik, dan kerja telah dilakukan untuk 700 rubel. Dalam kes ini, kecekapan akan sama dengan 70%.
Untuk menyejukkan motor elektrik, kipas digunakan untuk memaksa udara melalui celah yang dicipta. Bergantung pada kelas enjin, pemanasan boleh dijalankan sehingga suhu tertentu. Sebagai contoh, motor kelas A boleh menjadi panassehingga 85-90 darjah, kelas B - sehingga 110 darjah. Sekiranya suhu melebihi had yang dibenarkan, ini mungkin menunjukkan litar pintas stator.
Purata kecekapan motor elektrik
Perlu diperhatikan bahawa kecekapan motor DC (dan AC) berbeza-beza bergantung pada beban:
- Kecekapan ialah 0% semasa melahu.
- Pada beban 25%, kecekapan ialah 83%.
- Pada beban 50%, kecekapan ialah 87%.
- Pada beban 75%, kecekapan ialah 88%.
- Pada beban 100%, kecekapan ialah 87%.
Salah satu sebab penurunan kecekapan ialah asimetri arus, apabila voltan berbeza digunakan pada setiap tiga fasa. Jika, sebagai contoh, fasa pertama mempunyai voltan 410 V, yang kedua - 403 V, dan yang ketiga - 390 V, maka nilai purata akan menjadi 401 V. Asimetri dalam kes ini akan sama dengan perbezaan antara voltan maksimum dan minimum pada fasa (410 -390), iaitu, 20 V. Formula kecekapan motor untuk mengira kerugian akan kelihatan seperti dalam situasi kita: 20/401100=4.98%. Ini bermakna kami kehilangan kecekapan 5% semasa operasi disebabkan perbezaan voltan dalam fasa.
Jumlah kerugian dan penurunan kecekapan
Terdapat banyak faktor negatif yang mempengaruhi penurunan kecekapan motor elektrik. Terdapat kaedah tertentu yang membolehkan anda menentukannya. Sebagai contoh, anda boleh menentukan sama ada terdapat jurang yang melaluinya kuasa dipindahkan sebahagian daripada rangkaian ke stator dan kemudian ke pemutar.
Kerugian permulaan juga berlaku, dan ia terdiri daripada beberapanilai. Pertama sekali, ini boleh menjadi kehilangan yang berkaitan dengan arus pusar dan pengmagnetan semula teras pemegun.
Jika motor tidak segerak, maka terdapat kerugian tambahan akibat gigi dalam rotor dan stator. Arus pusar juga boleh berlaku dalam komponen enjin individu. Kesemua ini secara keseluruhan mengurangkan kecekapan motor elektrik sebanyak 0.5%. Dalam motor tak segerak, semua kerugian yang mungkin berlaku semasa operasi diambil kira. Oleh itu, julat kecekapan boleh berbeza dari 80 hingga 90%.
Enjin automotif
Sejarah perkembangan motor elektrik bermula dengan penemuan hukum aruhan elektromagnet. Menurutnya, arus aruhan sentiasa bergerak sedemikian rupa untuk mengatasi punca yang menyebabkannya. Teori inilah yang menjadi asas kepada penciptaan motor elektrik pertama.
Model moden adalah berdasarkan prinsip yang sama, tetapi berbeza secara radikal daripada salinan pertama. Motor elektrik telah menjadi lebih berkuasa, lebih padat, tetapi yang paling penting, kecekapannya telah meningkat dengan ketara. Kami telah menulis di atas tentang kecekapan motor elektrik, dan berbanding dengan enjin pembakaran dalaman, ini adalah hasil yang menakjubkan. Contohnya, kecekapan maksimum enjin pembakaran dalaman mencapai 45%.
Kelebihan motor elektrik
Kecekapan tinggi adalah kelebihan utama motor sedemikian. Dan jika enjin pembakaran dalaman membelanjakan lebih daripada 50% tenaga untuk pemanasan, maka dalam motor elektrik sebahagian kecil dibelanjakan untuk pemanasantenaga.
Kelebihan kedua ialah ringan dan saiz yang padat. Sebagai contoh, Yasa Motors telah mencipta motor dengan berat hanya 25 kg. Ia mampu menyampaikan 650 Nm, yang merupakan hasil yang sangat baik. Juga, motor sedemikian tahan lama, tidak memerlukan kotak gear. Ramai pemilik kereta elektrik bercakap tentang kecekapan motor elektrik, yang sedikit sebanyak logik. Lagipun, semasa operasi, motor elektrik tidak mengeluarkan sebarang produk pembakaran. Walau bagaimanapun, ramai pemandu terlupa bahawa perlu menggunakan arang batu, gas atau uranium yang diperkaya untuk menjana elektrik. Semua elemen ini mencemarkan alam sekitar, jadi keramahan alam sekitar motor elektrik adalah isu yang sangat kontroversi. Ya, mereka tidak mencemarkan udara semasa operasi. Bagi mereka, loji kuasa melakukan ini dalam pengeluaran elektrik.
Tingkatkan kecekapan motor elektrik
Motor elektrik mempunyai beberapa kelemahan yang mempunyai kesan buruk terhadap kecekapan kerja. Ini adalah tork permulaan yang lemah, arus permulaan yang tinggi dan ketidakkonsistenan antara tork mekanikal aci dan beban mekanikal. Ini membawa kepada fakta bahawa kecekapan peranti berkurangan.
Untuk meningkatkan kecekapan, mereka cuba memuatkan enjin kepada 75% atau lebih dan meningkatkan faktor kuasa. Terdapat juga peranti khas untuk mengawal selia kekerapan arus dan voltan yang dibekalkan, yang juga membawa kepada peningkatan kecekapan dan peningkatan kecekapan.
Salah satu peranti paling popular untuk meningkatkan kecekapan motor elektrik ialah peranti yang licinmula, yang mengehadkan kadar pertumbuhan arus masuk. Ia juga sesuai untuk menggunakan penukar frekuensi untuk menukar kelajuan putaran motor dengan menukar frekuensi voltan. Ini membawa kepada pengurangan penggunaan kuasa dan menyediakan permulaan enjin yang lancar, ketepatan pelarasan yang tinggi. Tork permulaan juga meningkat, dan dengan beban berubah-ubah, kelajuan putaran menjadi stabil. Hasilnya, kecekapan motor elektrik dipertingkatkan.
Kecekapan motor maksimum
Bergantung pada jenis pembinaan, kecekapan motor elektrik boleh berbeza dari 10 hingga 99%. Ia semua bergantung pada jenis enjinnya. Sebagai contoh, kecekapan motor pam jenis omboh ialah 70-90%. Keputusan akhir bergantung pada pengilang, reka bentuk peranti, dll. Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai kecekapan motor kren. Jika ia bersamaan dengan 90%, maka ini bermakna 90% daripada tenaga elektrik yang digunakan akan digunakan untuk melakukan kerja mekanikal, baki 10% akan digunakan untuk memanaskan bahagian. Namun, terdapat model motor elektrik yang paling berjaya, kecekapannya menghampiri 100%, tetapi tidak sama dengan nilai ini.
Adakah mungkin untuk mencapai kecekapan melebihi 100%?
Bukan rahsia bahawa motor elektrik yang kecekapannya melebihi 100% tidak boleh wujud di alam semula jadi, kerana ini bercanggah dengan undang-undang asas pemuliharaan tenaga. Hakikatnya tenaga tidak boleh datang entah dari mana dan hilang dengan cara yang sama. Setiap enjin memerlukansumber tenaga: petrol, elektrik. Walau bagaimanapun, petrol tidak kekal, seperti elektrik, kerana stok mereka perlu diisi semula. Tetapi jika terdapat sumber tenaga yang tidak perlu diisi semula, maka sangat mungkin untuk mencipta motor dengan kecekapan lebih daripada 100%. Pencipta Rusia Vladimir Chernyshov menunjukkan penerangan tentang enjin, yang berasaskan magnet kekal, dan kecekapannya, seperti yang dipastikan oleh pencipta sendiri, adalah lebih daripada 100%.
Hidroelektrik sebagai contoh mesin gerakan kekal
Sebagai contoh, mari kita ambil loji kuasa hidroelektrik, di mana tenaga dijana dengan jatuh dari air yang tinggi. Air memutar turbin, yang menghasilkan elektrik. Kejatuhan air dilakukan di bawah pengaruh graviti Bumi. Dan walaupun kerja-kerja menghasilkan tenaga elektrik sedang dilakukan, graviti Bumi tidak menjadi lebih lemah, iaitu, daya tarikan tidak berkurangan. Kemudian air menyejat di bawah tindakan cahaya matahari dan sekali lagi memasuki takungan. Ini melengkapkan kitaran. Akibatnya, tenaga elektrik telah dijana dan kos pengeluarannya telah dipulihkan.
Sudah tentu, kita boleh mengatakan bahawa Matahari tidak kekal, memang benar, tetapi ia akan bertahan selama beberapa bilion tahun. Bagi graviti, ia sentiasa melakukan kerja, menarik kelembapan keluar dari atmosfera. Secara umumnya, loji kuasa hidroelektrik ialah enjin yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik, dan kecekapannya adalah lebih daripada 100%. Ini menjelaskan bahawa ia tidak berbaloi untuk berhenti mencari cara untuk mencipta motor elektrik, yang kecekapannya boleh melebihi 100%. Lagipun, bukan sahaja graviti boleh digunakan sebagai sumber yang tidak habis-habistenaga.
Magnet kekal sebagai sumber tenaga untuk motor
Sumber menarik kedua ialah magnet kekal, yang tidak menerima tenaga dari mana-mana, dan medan magnet tidak digunakan walaupun semasa melakukan kerja. Sebagai contoh, jika magnet menarik sesuatu kepada dirinya sendiri, maka ia akan melakukan kerja, dan medan magnetnya tidak akan menjadi lebih lemah. Hartanah ini telah pun dicuba lebih daripada sekali untuk mencipta apa yang dipanggil mesin gerakan kekal, tetapi setakat ini tidak ada yang lebih atau kurang biasa yang diperoleh daripadanya. Sebarang mekanisme akan luput lambat laun, tetapi sumber itu sendiri, yang merupakan magnet kekal, boleh dikatakan kekal.
Namun, terdapat pakar yang mengatakan bahawa dari masa ke masa, magnet kekal kehilangan kekuatannya akibat penuaan. Ini tidak benar, tetapi walaupun ia benar, maka ia mungkin untuk menghidupkannya semula dengan hanya satu nadi elektromagnet. Enjin yang memerlukan pengecasan semula sekali setiap 10-20 tahun, walaupun ia tidak boleh mendakwa sebagai kekal, sangat hampir dengan ini.
Terdapat banyak percubaan untuk mencipta mesin gerakan kekal berdasarkan magnet kekal. Setakat ini tidak ada penyelesaian yang berjaya, malangnya. Tetapi memandangkan fakta bahawa terdapat permintaan untuk enjin sedemikian (tidak mungkin ada), agak mungkin dalam masa terdekat kita akan melihat sesuatu yang akan datang sangat dekat dengan model mesin gerakan kekal yang akan dikuasakan oleh tenaga boleh diperbaharui..
Kesimpulan
Kecekapan motor elektrik ialah parameter terpenting yang menentukan kecekapan motor tertentu. Lebih tinggi kecekapan, lebih baik motor. Dalam enjin dengan kecekapan 95%, hampir semuatenaga yang dibelanjakan dibelanjakan untuk melakukan kerja dan hanya 5% dibelanjakan bukan untuk keperluan (contohnya, untuk memanaskan alat ganti). Enjin diesel moden boleh mencapai kecekapan 45%, dan ini dianggap sebagai hasil yang hebat. Kecekapan enjin petrol lebih kurang.
