Động cơ điện lấy điện năng từ lưới điện vào với P1 = m1U1I1cos 1. Một phần nhỏ của công suất đó biến thành tổn hao đồng của dây quấn stator PCu1 = m1I12
R1 và tổn hao trong lõi sắt stator Pst = m1I02 Rm, còn phần lớn công suất đưa vào chuyển thành công suất điện từ Pđt truyền qua rotor.
Đồ thị quá trình năng lượng được vẽ trên hình, trong đó số pha stator m1 = 3
Hình 7.1. Giản đồ năng lượng của động cơ không đồng bộ
Sự phân phối công suất phản kháng trong máy điện không đồng bộ có thể thấy rõ từ mạch điện thay thế hình T.
P1 = m1U1I1cos 1 = 3U1I1 cos 1
với U1, I1 :là điện áp pha và dòng điện pha Công suất điện từ: Pđt
Pđt = P1 - Pđ1 - Pst Pđt = 3.I 2. = m2. I22 . Pđ1 = m1I12 R1 = 3.I12.R1
Tổn hao trong lõi sắt stator: Pst
Pst = m1.I02
.Rm
Pcơ: công suất cơ trên trục
Pcơ = 3. I 2. . (1 − )= m2. I22 . .(1-s)= Pđt - Pđ2 =(1-s)Pđt
Công suất cơ hữu ích trên trục động cơ P2 sẽ nhỏ hơn công suất cơ trên trục động cơ và khi máy quay có tổn hao cơ Pcơ và tổn hao phụ Pf
P2 = Pcơ - Pcf
Vì trong rotor có dòng điện nên có tổn hao đồng trong rotor: Pđ2
Pđ2 = m1I 2 R = 3. I 2 R = m2.I22
.R2 = s.Pđt
Do đó công suất cơ trên trục động cơ Pcơ bằng: Pcơ = Pđt -Pd2 Pcf: tổn hao cơ do ma sát ổ trục, quạt gió và tổn hao phụ
Như vậy tổng tổn hao trong động cơ điện bằng: ∑ P = Pst + Pđ1 + Pđ2 + Pcf Và công suất cơ hữu ích là: P2 = P1 - ∑ P
Ví dụ minh họa: Một động cơ không đồng bộ 3 pha f = 60Hz, tần số dòng điện rôto f2 = 3Hz, p =2, công suất điện tử Pđ = 120 KW, tổn hao đồng ổ stato Pđ = 3KW, tổn hao cơ và phụ P ơ = 2KW, tổn hao sắt từ P = 1,7KW
Tính:
- Hệ số trượt s, tốc độ động cơ n.
- Công suất điện động cơ tiêu thụ P .
- Hiệu suất động cơ. Giải:
Hệ số trượt s = = = 0,05 Tốc độ động cơ
n = n (1 − s) = (1 − s) = (1 − 0,05) = 1710 vòng/phút Công suất điện động cơ tiêu thụ
P = Pđ + Pđ + P =120+3+1,7=124,7(KW) Pđ2 = m1I 2 R = 3. I 2 R = m2.I22.R2 = s.Pđt
Pđ2 = s.Pđt = 0,05 . 120 = 6 (KW)
∑ P = Pst + Pđ1 + Pđ2 + Pcf = 1,7 + 3 + 6 + 2= 12,7 (KW) Hiệu suất động cơ:
= =