Elektriese motors het redelik lank gelede verskyn, maar groot belangstelling daarin het ontstaan toe hulle 'n alternatief vir binnebrandenjins begin verteenwoordig het. Van besondere belang is die vraag na die doeltreffendheid van die elektriese motor, wat een van sy hoofkenmerke is.
Elke stelsel het 'n soort doeltreffendheid, wat die doeltreffendheid van sy werk as geheel kenmerk. Dit wil sê, dit bepaal hoe goed 'n stelsel of toestel energie lewer of omskakel. Volgens waarde het die doeltreffendheid geen waarde nie, en word dit meestal as 'n persentasie of 'n getal van nul tot een aangebied.
Doeltreffendheidparameters in elektriese motors
Die hooftaak van 'n elektriese motor is om elektriese energie in meganiese energie om te skakel. Doeltreffendheid bepaal die doeltreffendheid van hierdie funksie. Die motordoeltreffendheidformule is soos volg:
n=p2/p1
In hierdie formule is p1 die verskafde elektriese krag, p2 is die nuttige meganiese krag wat direk opgewek wordenjin. Elektriese drywing word bepaal deur die formule: p1=UI (spanning vermenigvuldig met stroom), en die waarde van meganiese drywing volgens die formule P=A/t (die verhouding van werk tot tydeenheid). Dit is hoe die berekening van die doeltreffendheid van die elektriese motor lyk. Dit is egter die eenvoudigste deel daarvan. Afhangende van die doel van die enjin en sy omvang, sal die berekening verskil en baie ander parameters in ag neem. Trouens, die motoriese doeltreffendheidsformule sluit baie meer veranderlikes in. Die eenvoudigste voorbeeld is hierbo gegee.
Verlaagde doeltreffendheid
Die meganiese doeltreffendheid van 'n elektriese motor moet in ag geneem word wanneer 'n motor gekies word. Verliese wat verband hou met motorverhitting, kragvermindering en reaktiewe strome speel 'n baie belangrike rol. Dikwels word die afname in doeltreffendheid geassosieer met die vrystelling van hitte, wat natuurlik tydens die werking van die enjin plaasvind. Die redes vir die vrystelling van hitte kan anders wees: die enjin kan verhit word tydens wrywing, sowel as vir elektriese en selfs magnetiese redes. As die eenvoudigste voorbeeld kan ons 'n situasie noem waar 1 000 roebels aan elektriese energie bestee is, en werk gedoen is vir 700 roebels. In hierdie geval sal die doeltreffendheid gelyk wees aan 70%.
Om elektriese motors af te koel, word waaiers gebruik om lug deur die geskepte gapings te dwing. Afhangende van die klas enjins, kan verhitting tot 'n sekere temperatuur uitgevoer word. Klas A-motors kan byvoorbeeld warm wordtot 85-90 grade, klas B - tot 110 grade. In die geval dat die temperatuur die toelaatbare limiet oorskry, kan dit 'n statorkortsluiting aandui.
Gemiddelde doeltreffendheid van elektriese motors
Dit is die moeite werd om daarop te let dat die doeltreffendheid van 'n GS (en AC) motor wissel na gelang van die las:
- Doeltreffendheid is 0% by ledig.
- Teen 25% vrag is doeltreffendheid 83%.
- Teen 50% vrag is die doeltreffendheid 87%.
- Teen 75% vrag is die doeltreffendheid 88%.
- Teen 100% vrag is die doeltreffendheid 87%.
Een van die redes vir die daling in doeltreffendheid is die asimmetrie van die strome, wanneer 'n ander spanning aan elk van die drie fases toegepas word. As die eerste fase byvoorbeeld 'n spanning van 410 V het, die tweede - 403 V, en die derde - 390 V, dan sal die gemiddelde waarde 401 V wees. Die asimmetrie in hierdie geval sal gelyk wees aan die verskil tussen die maksimum en minimum spannings op die fases (410 -390), dit wil sê 20 V. Die motordoeltreffendheidsformule vir die berekening van verliese sal in ons situasie soos volg lyk: 20/401100=4,98%. Dit beteken dat ons 5% doeltreffendheid tydens werking verloor as gevolg van die spanningsverskil in die fases.
Totale verliese en afname in doeltreffendheid
Daar is baie negatiewe faktore wat die daling in die doeltreffendheid van 'n elektriese motor beïnvloed. Daar is sekere metodes wat jou toelaat om dit te bepaal. Jy kan byvoorbeeld bepaal of daar 'n gaping is waardeur krag gedeeltelik van die netwerk na die stator en dan na die rotor oorgedra word.
Beginnerverliese kom ook voor, en dit bestaan uit verskeiewaardes. Eerstens kan dit verliese wees wat verband hou met werwelstrome en hermagnetisering van die statorkerne.
As die motor asinchroon is, is daar bykomende verliese as gevolg van die tande in die rotor en stator. Wervelstrome kan ook in individuele enjinkomponente voorkom. Dit alles in totaal verminder die doeltreffendheid van die elektriese motor met 0,5%. In asinchrone motors word alle verliese wat tydens werking mag voorkom, in ag geneem. Daarom kan die doeltreffendheidreeks wissel van 80 tot 90%.
Motorenjins
Die geskiedenis van die ontwikkeling van elektriese motors begin met die ontdekking van die wet van elektromagnetiese induksie. Volgens hom beweeg die induksiestroom altyd so dat dit die oorsaak wat dit veroorsaak, teëwerk. Dit was hierdie teorie wat die basis gevorm het vir die skepping van die eerste elektriese motor.
Moderne modelle is op dieselfde beginsel gebaseer, maar verskil radikaal van die eerste kopieë. Elektriese motors het baie kragtiger, meer kompak geword, maar die belangrikste is dat hul doeltreffendheid aansienlik toegeneem het. Ons het reeds hierbo geskryf oor die doeltreffendheid van 'n elektriese motor, en in vergelyking met 'n binnebrandenjin is dit 'n wonderlike resultaat. Byvoorbeeld, die maksimum doeltreffendheid van 'n binnebrandenjin bereik 45%.
Elektriese motorvoordele
Hoë doeltreffendheid is die grootste voordeel van so 'n motor. En as 'n binnebrandenjin meer as 50% van energie aan verhitting spandeer, dan word 'n klein deel in 'n elektriese motor aan verhitting besteeenergie.
Die tweede voordeel is ligte gewig en kompakte grootte. Yasa Motors het byvoorbeeld 'n motor met 'n gewig van slegs 25 kg geskep. Dit is in staat om 650 Nm te lewer, wat 'n baie skaflike resultaat is. Sulke motors is ook duursaam, het nie 'n ratkas nodig nie. Baie eienaars van elektriese motors praat oor die doeltreffendheid van elektriese motors, wat tot 'n mate logies is. Die elektriese motor gee immers geen verbrandingsprodukte tydens werking nie. Baie bestuurders vergeet egter dat dit nodig is om steenkool, gas of verrykte uraan te gebruik om elektrisiteit op te wek. Al hierdie elemente besoedel die omgewing, so die omgewingsvriendelikheid van elektriese motors is 'n baie omstrede kwessie. Ja, hulle besoedel nie die lug tydens werking nie. Vir hulle doen kragsentrales dit in die produksie van elektrisiteit.
Verbeter die doeltreffendheid van elektriese motors
Elektriese motors het 'n paar nadele wat 'n slegte uitwerking op werkdoeltreffendheid het. Dit is swak aanvangswringkrag, hoë aansitstroom en inkonsekwentheid tussen die meganiese wringkrag van die as en die meganiese las. Dit lei daartoe dat die doeltreffendheid van die toestel afneem.
Om doeltreffendheid te verbeter, probeer hulle die enjin tot 75% of meer laai en kragfaktore verhoog. Daar is ook spesiale toestelle vir die regulering van die frekwensie van die verskafde stroom en spanning, wat ook lei tot verhoogde doeltreffendheid en verhoogde doeltreffendheid.
Een van die gewildste toestelle om die doeltreffendheid van 'n elektriese motor te verhoog, is 'n gladdebegin, wat die groeitempo van die aanloopstroom beperk. Dit is ook gepas om frekwensie-omsetters te gebruik om die rotasiespoed van die motor te verander deur die frekwensie van die spanning te verander. Dit lei tot 'n vermindering in kragverbruik en bied 'n gladde aansit van die enjin, hoë verstellingsakkuraatheid. Die aansitwringkrag neem ook toe, en met’n veranderlike las stabiliseer die rotasiespoed. As gevolg hiervan word die doeltreffendheid van die elektriese motor verbeter.
Maksimum motordoeltreffendheid
Afhangende van die tipe konstruksie, kan die doeltreffendheid van elektriese motors wissel van 10 tot 99%. Dit hang alles af van watter soort enjin dit sal wees. Byvoorbeeld, die doeltreffendheid van 'n suier-tipe pompmotor is 70-90%. Die finale resultaat hang af van die vervaardiger, die ontwerp van die toestel, ens. Dieselfde kan gesê word oor die doeltreffendheid van die hyskraanmotor. As dit gelyk is aan 90%, dan beteken dit dat 90% van die verbruikte elektrisiteit gebruik sal word om meganiese werk te verrig, die oorblywende 10% sal gebruik word om onderdele te verhit. Tog is daar die suksesvolste modelle van elektriese motors, waarvan die doeltreffendheid 100% nader, maar nie gelyk is aan hierdie waarde nie.
Is dit moontlik om meer as 100% doeltreffendheid te bereik?
Dit is geen geheim dat elektriese motors wie se doeltreffendheid 100% oorskry nie in die natuur kan bestaan nie, aangesien dit die basiese wet van behoud van energie weerspreek. Die feit is dat energie nie van nêrens kan kom en op dieselfde manier verdwyn nie. Elke enjin benodigenergiebron: petrol, elektrisiteit. Petrol is egter nie ewig, soos elektrisiteit nie, want hul voorraad moet aangevul word. Maar as daar 'n energiebron was wat nie aangevul hoef te word nie, sou dit heel moontlik wees om 'n motor met 'n doeltreffendheid van meer as 100% te skep. Russiese uitvinder Vladimir Chernyshov het 'n beskrywing van die enjin gewys, wat op 'n permanente magneet gebaseer is, en die doeltreffendheid daarvan, soos die uitvinder self verseker, is meer as 100%.
Hidroëlektriese as 'n voorbeeld van 'n ewigdurende bewegingsmasjien
Kom ons neem byvoorbeeld 'n hidroëlektriese kragsentrale, waar energie opgewek word deur van 'n groot hoogte water te val. Die water draai die turbine, wat elektrisiteit produseer. Die val van water word uitgevoer onder die invloed van die swaartekrag van die aarde. En hoewel die werk om elektrisiteit te produseer gedoen word, word die swaartekrag van die Aarde nie swakker nie, dit wil sê, die aantrekkingskrag verminder nie. Dan verdamp die water onder die werking van sonlig en gaan weer die reservoir binne. Dit voltooi die siklus. As gevolg hiervan is elektrisiteit opgewek, en die koste van die produksie daarvan is herstel.
Natuurlik kan ons sê dat die Son nie ewig is nie, dit is waar, maar dit sal 'n paar biljoen jaar hou. Wat swaartekrag betref, doen dit voortdurend werk en trek vog uit die atmosfeer. Oor die algemeen is 'n hidro-elektriese kragsentrale 'n enjin wat meganiese energie in elektriese energie omskakel, en die doeltreffendheid daarvan is meer as 100%. Dit maak dit duidelik dat dit nie die moeite werd is om op te hou om maniere te soek om 'n elektriese motor te skep waarvan die doeltreffendheid meer as 100% kan wees nie. Nie net swaartekrag kan immers as 'n onuitputlike bron gebruik word nieenergie.
Permanente magnete as energiebronne vir motors
Die tweede interessante bron is 'n permanente magneet, wat nie energie van enige plek ontvang nie, en die magneetveld word nie verbruik nie, selfs wanneer jy werk doen. Byvoorbeeld, as 'n magneet iets na homself aantrek, dan sal dit die werk doen, en sy magneetveld sal nie swakker word nie. Hierdie eiendom is al meer as een keer probeer om die sogenaamde perpetual motion-masjien te skep, maar tot dusver het niks min of meer normaal daarvan gekom nie. Enige meganisme sal vroeër of later verslyt, maar die bron self, wat 'n permanente magneet is, is feitlik ewig.
Daar is egter kenners wat sê dat permanente magnete met verloop van tyd hul krag verloor as gevolg van veroudering. Dit is nie waar nie, maar al was dit waar, dan sou dit moontlik wees om hom met net een elektromagnetiese puls weer tot lewe te bring. 'n Enjin wat een keer elke 10-20 jaar sal herlaai, hoewel dit nie kan beweer dat dit ewig is nie, is baie naby hieraan.
Daar was reeds baie pogings om 'n ewigdurende bewegingsmasjien te skep wat op permanente magnete gebaseer is. Tot dusver was daar ongelukkig geen suksesvolle oplossings nie. Maar gegewe die feit dat daar 'n vraag na sulke enjins is (daar kan eenvoudig nie wees nie), is dit heel moontlik dat ons in die nabye toekoms iets sal sien wat baie naby aan die ewigdurende bewegingsmasjienmodel sal kom wat deur hernubare energie aangedryf sal word.
Gevolgtrekking
Die doeltreffendheid van 'n elektriese motor is die belangrikste parameter wat die doeltreffendheid van 'n spesifieke motor bepaal. Hoe hoër die doeltreffendheid, hoe beter is die motor. In 'n enjin met 'n doeltreffendheid van 95%, byna almaldie energie wat spandeer word om werk te doen en slegs 5% word nie aan behoefte bestee nie (byvoorbeeld aan verhitting van onderdele). Moderne dieselenjins kan 'n doeltreffendheid van 45% bereik, en dit word as 'n koel resultaat beskou. Die doeltreffendheid van petrolenjins is selfs minder.
