Elektr dvigatellari ancha oldin paydo bo'lgan, ammo ular ichki yonuv dvigatellariga muqobil bo'la boshlaganlarida ularga katta qiziqish paydo bo'lgan. Elektr dvigatelining samaradorligi masalasi alohida qiziqish uyg'otadi, bu uning asosiy xususiyatlaridan biridir.
Har bir tizim qandaydir samaradorlikka ega boʻlib, u umuman uning ish samaradorligini tavsiflaydi. Ya'ni, u tizim yoki qurilma energiyani qanchalik yaxshi etkazib berishini yoki o'zgartirishini aniqlaydi. Qiymat boʻyicha samaradorlik hech qanday qiymatga ega emas va koʻpincha u foiz yoki noldan birgacha boʻlgan raqam sifatida taqdim etiladi.
Elektr dvigatellarida samaradorlik parametrlari
Elektr dvigatelining asosiy vazifasi elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirishdir. Samaradorlik bu funktsiyaning samaradorligini belgilaydi. Dvigatel samaradorligi formulasi quyidagicha:
n=p2/p1
Bu formulada p1 - berilgan elektr quvvati, p2 - to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqariladigan foydali mexanik quvvat.dvigatel. Elektr quvvati quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi: p1=UI (kuchlanish oqimga ko'paytiriladi), mexanik quvvat qiymati esa P=A/t formula bo'yicha (ishning vaqt birligiga nisbati). Elektr dvigatelining samaradorligini hisoblash shunday ko'rinadi. Biroq, bu uning eng oddiy qismi. Dvigatelning maqsadiga va uning ko'lamiga qarab, hisoblash farqlanadi va boshqa ko'plab parametrlarni hisobga oladi. Aslida, vosita samaradorligi formulasi yana ko'p o'zgaruvchilarni o'z ichiga oladi. Eng oddiy misol yuqorida berilgan.
Samarali samaradorlik
Dvigatelni tanlashda elektr motorining mexanik samaradorligini hisobga olish kerak. Dvigatelni isitish, quvvatni kamaytirish va reaktiv oqimlar bilan bog'liq yo'qotishlar juda muhim rol o'ynaydi. Ko'pincha samaradorlikning pasayishi dvigatelning ishlashi paytida tabiiy ravishda yuzaga keladigan issiqlikning chiqishi bilan bog'liq. Issiqlikni chiqarish sabablari boshqacha bo'lishi mumkin: vosita ishqalanish vaqtida, shuningdek, elektr va hatto magnit sabablarga ko'ra qizib ketishi mumkin. Eng oddiy misol sifatida biz elektr energiyasiga 1000 rubl sarflangan va 700 rubl uchun ish olib borilgan vaziyatni keltira olamiz. Bu holda samaradorlik 70% ga teng bo'ladi.
Elektr dvigatellarini sovutish uchun ventilyatorlar yaratilgan bo'shliqlar orqali havo o'tkazish uchun ishlatiladi. Dvigatellar sinfiga qarab, isitish ma'lum bir haroratgacha amalga oshirilishi mumkin. Masalan, A sinfidagi motorlar qizib ketishi mumkin85-90 darajagacha, B klassi - 110 darajagacha. Agar harorat ruxsat etilgan chegaradan oshib ketgan bo'lsa, bu stator qisqa tutashuvini ko'rsatishi mumkin.
Elektr dvigatellarining oʻrtacha samaradorligi
Ta'kidlash joizki, doimiy (va o'zgaruvchan tok) dvigatelining samaradorligi yukga qarab o'zgaradi:
- Bosh rejimda samaradorlik 0%.
- 25% yukda samaradorlik 83% ni tashkil qiladi.
- 50% yukda samaradorlik 87% ni tashkil qiladi.
- 75% yukda samaradorlik 88% ni tashkil qiladi.
- 100% yukda samaradorlik 87% ni tashkil qiladi.
Uch fazaning har biriga boshqa kuchlanish qo'llanilganda, samaradorlikning pasayishining sabablaridan biri oqimlarning assimetriyasidir. Agar, masalan, birinchi faza 410 V kuchlanishga ega bo'lsa, ikkinchisi - 403 V, uchinchisi - 390 V bo'lsa, unda o'rtacha qiymat 401 V bo'ladi. Bu holda assimetriya o'rtasidagi farqga teng bo'ladi. fazalardagi maksimal va minimal kuchlanishlar (410 -390), ya'ni 20 V. Yo'qotishlarni hisoblash uchun vosita samaradorligi formulasi bizning holatimizga o'xshaydi: 20/401100=4,98%. Bu fazalardagi kuchlanish farqi tufayli ish vaqtida 5% samaradorlikni yo'qotganimizni anglatadi.
Jami yo'qotishlar va samaradorlikning pasayishi
Elektr dvigatelining samaradorligini pasayishiga ta'sir qiluvchi ko'plab salbiy omillar mavjud. Ularni aniqlashga imkon beruvchi muayyan usullar mavjud. Misol uchun, tarmoqdan statorga, keyin esa rotorga qisman quvvat uzatiladigan bo'shliq mavjudligini aniqlashingiz mumkin.
Starter yo'qotishlari ham sodir bo'ladi va ular bir nechtadan iboratqiymatlar. Avvalo, bu girdab oqimlari va stator yadrolarining qayta magnitlanishi bilan bog'liq yo'qotishlar bo'lishi mumkin.
Agar vosita asenkron bo'lsa, u holda rotor va statordagi tishlar tufayli qo'shimcha yo'qotishlar mavjud. Eddy oqimlari alohida dvigatel qismlarida ham paydo bo'lishi mumkin. Bularning barchasi jami elektr motorining samaradorligini 0,5% ga kamaytiradi. Asenkron motorlarda ish paytida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan barcha yo'qotishlar hisobga olinadi. Shuning uchun samaradorlik diapazoni 80 dan 90% gacha o'zgarishi mumkin.
Avtomobil dvigatellari
Elektr dvigatellarining rivojlanish tarixi elektromagnit induksiya qonunining ochilishi bilan boshlanadi. Unga ko'ra, induksion oqim doimo uni keltirib chiqaradigan sababga qarshi turadigan tarzda harakat qiladi. Aynan shu nazariya birinchi elektr motorini yaratishga asos bo'ldi.
Zamonaviy modellar bir xil printsipga asoslanadi, lekin birinchi nusxalardan tubdan farq qiladi. Elektr dvigatellari ancha kuchliroq, ixchamroq bo'ldi, lekin eng muhimi, ularning samaradorligi sezilarli darajada oshdi. Biz yuqorida elektr motorining samaradorligi haqida yozgan edik va ichki yonish dvigateli bilan taqqoslaganda, bu ajoyib natijadir. Masalan, ichki yonuv dvigatelining maksimal samaradorligi 45% ga etadi.
Elektr motor afzalliklari
Yuqori samaradorlik - bunday dvigatelning asosiy afzalligi. Va agar ichki yonish dvigateli energiyaning 50% dan ko'prog'ini isitishga sarflasa, elektr motorida ozgina qismi isitish uchun sarflanadi.energiya.
Ikkinchi afzallik - engil vazn va ixcham o'lcham. Misol uchun, Yasa Motors og'irligi atigi 25 kg bo'lgan motorni yaratdi. U 650 Nm quvvatga ega, bu juda munosib natijadir. Bundan tashqari, bunday motorlar bardoshli, vites qutisi kerak emas. Ko'pgina elektr avtomobil egalari elektr motorlarining samaradorligi haqida gapirishadi, bu ma'lum darajada mantiqiydir. Axir, ish paytida elektr motor hech qanday yonish mahsulotlarini chiqarmaydi. Biroq, ko'plab haydovchilar elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ko'mir, gaz yoki boyitilgan urandan foydalanish kerakligini unutishadi. Bu elementlarning barchasi atrof-muhitni ifloslantiradi, shuning uchun elektr motorlarining ekologik tozaligi juda munozarali masala. Ha, ular ish paytida havoni ifloslantirmaydi. Ular uchun elektr stansiyalari buni elektr energiyasi ishlab chiqarishda qiladi.
Elektr dvigatellari samaradorligini oshirish
Elektr dvigatellari ish samaradorligiga yomon ta'sir ko'rsatadigan kamchiliklarga ega. Bular zaif boshlanish momenti, yuqori boshlang'ich oqimi va milning mexanik momenti va mexanik yuk o'rtasidagi nomuvofiqlikdir. Bu qurilma samaradorligining pasayishiga olib keladi.
Samarali samaradorlikni oshirish uchun ular dvigatelni 75% yoki undan ko'proq yuklashga va quvvat omillarini oshirishga harakat qilishadi. Shuningdek, ta'minlangan oqim va kuchlanish chastotasini tartibga solish uchun maxsus qurilmalar mavjud, bu ham samaradorlikni oshirishga va samaradorlikni oshirishga olib keladi.
Elektr dvigatelining samaradorligini oshirish uchun eng mashhur qurilmalardan biri silliqboshlang'ich oqimining o'sish tezligini cheklaydi. Dvigatelning aylanish tezligini kuchlanish chastotasini o'zgartirish orqali o'zgartirish uchun chastota konvertorlaridan foydalanish ham o'rinlidir. Bu quvvat sarfini kamaytirishga olib keladi va dvigatelning silliq boshlanishini, yuqori sozlash aniqligini ta'minlaydi. Boshlanish momenti ham ortadi va o'zgaruvchan yuk bilan aylanish tezligi barqarorlashadi. Natijada, elektr motorining samaradorligi yaxshilanadi.
Dvigatelning maksimal samaradorligi
Qurilish turiga qarab, elektr motorlarining samaradorligi 10 dan 99% gacha o'zgarishi mumkin. Hammasi qanday dvigatel bo'lishiga bog'liq. Misol uchun, piston tipidagi nasosli motorning samaradorligi 70-90% ni tashkil qiladi. Yakuniy natija ishlab chiqaruvchiga, qurilma dizayniga va hokazolarga bog'liq bo'lib, kran motorining samaradorligi haqida ham aytish mumkin. Agar u 90% ga teng bo'lsa, demak, iste'mol qilingan elektr energiyasining 90% mexanik ishlarni bajarish uchun sarflanadi, qolgan 10% qismlarni isitish uchun ishlatiladi. Shunga qaramay, elektr motorlarining eng muvaffaqiyatli modellari mavjud bo'lib, ularning samaradorligi 100% ga yaqinlashadi, lekin bu qiymatga teng emas.
100% dan ortiq samaradorlikka erishish mumkinmi?
Sir emaski, unumdorligi 100% dan oshadigan elektr motorlar tabiatda mavjud emas, chunki bu energiyani tejashning asosiy qonuniga ziddir. Gap shundaki, energiya yo'q joydan kelib, xuddi shunday yo'qolib qolishi mumkin emas. Har bir dvigatel kerakenergiya manbai: benzin, elektr energiyasi. Biroq, benzin elektr energiyasi kabi abadiy emas, chunki ularning zaxiralarini to'ldirish kerak. Ammo agar to'ldirishni talab qilmaydigan energiya manbai bo'lsa, unda 100% dan yuqori samaradorlikka ega dvigatelni yaratish juda mumkin edi. Rossiyalik ixtirochi Vladimir Chernishov doimiy magnitga asoslangan dvigatelning tavsifini ko'rsatdi va ixtirochining o'zi ta'kidlaganidek, uning samaradorligi 100% dan ortiq.
Gidroelektrik doimiy harakatlanuvchi mashinaga misol sifatida
Masalan, GESni olaylik, bu yerda energiya suvning katta balandlikdan tushishi natijasida hosil boʻladi. Suv turbinani aylantiradi, bu esa elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Suvning tushishi Yerning tortishish kuchi ta'sirida amalga oshiriladi. Va elektr energiyasi ishlab chiqarish bo'yicha ish olib borilayotgan bo'lsa-da, Yerning tortishish kuchi zaiflashmaydi, ya'ni tortishish kuchi kamaymaydi. Keyin suv quyosh nuri ta'sirida bug'lanadi va yana suv omboriga kiradi. Bu tsiklni yakunlaydi. Natijada elektr energiyasi ishlab chiqarildi va uni ishlab chiqarish xarajatlari tiklandi.
Albatta, Quyosh abadiy emas, deyishimiz mumkin, bu haqiqat, lekin u bir necha milliard yil davom etadi. Gravitatsiyaga kelsak, u doimo ish olib boradi, namlikni atmosferadan tortib oladi. Umuman olganda, gidroelektrostantsiya mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan dvigatel bo'lib, uning samaradorligi 100% dan yuqori. Bu shuni ko'rsatadiki, samaradorligi 100% dan ortiq bo'lishi mumkin bo'lgan elektr motorini yaratish yo'llarini izlashni to'xtatish kerak emas. Axir, tuganmas manba sifatida nafaqat tortishish kuchidan foydalanish mumkinenergiya.
Dvigatellar uchun energiya manbalari sifatida doimiy magnitlar
Ikkinchi qiziqarli manba - bu doimiy magnit bo'lib, u hech qayerdan energiya olmaydi va ish paytida ham magnit maydon iste'mol qilinmaydi. Misol uchun, agar magnit o'ziga biror narsani tortsa, u holda u ishni bajaradi va uning magnit maydoni zaiflashmaydi. Bu xususiyat abadiy harakat mashinasini yaratish uchun bir necha marta sinab ko'rilgan, ammo hozirgacha undan ko'proq yoki kamroq normal narsa chiqmadi. Har qanday mexanizm ertami-kechmi eskiradi, lekin doimiy magnit bo'lgan manbaning o'zi amalda abadiydir.
Ammo, vaqt o'tishi bilan doimiy magnitlar qarish natijasida o'z kuchini yo'qotishini aytadigan mutaxassislar bor. Bu to'g'ri emas, lekin agar bu haqiqat bo'lsa ham, uni faqat bitta elektromagnit impuls bilan hayotga qaytarish mumkin edi. Har 10-20 yilda bir marta zaryadlashni talab qiladigan dvigatel, garchi u abadiy deb da'vo qila olmasa ham, bunga juda yaqin.
Doimiy magnitlar asosida doimiy harakatlanuvchi mashina yaratishga allaqachon koʻp urinishlar boʻlgan. Hozircha, afsuski, muvaffaqiyatli yechimlar topilmadi. Ammo bunday dvigatellarga talab mavjudligini hisobga olsak (shunchaki bo'lishi mumkin emas), yaqin kelajakda biz qayta tiklanadigan energiyadan quvvat oladigan doimiy harakatlanuvchi mashina modeliga juda yaqin keladigan narsani ko'rishimiz mumkin..
Xulosa
Elektr dvigatelining samaradorligi ma'lum bir dvigatelning samaradorligini belgilaydigan eng muhim parametrdir. Samaradorlik qanchalik yuqori bo'lsa, vosita shunchalik yaxshi bo'ladi. 95% samaradorlikka ega dvigatelda deyarli barchasisarflangan energiya ishni bajarishga sarflanadi va faqat 5% ehtiyojga emas (masalan, ehtiyot qismlarni isitish uchun) sarflanadi. Zamonaviy dizel dvigatellari samaradorligi 45% ga yetishi mumkin va bu ajoyib natija hisoblanadi. Benzinli dvigatellarning samaradorligi bundan ham past.
