Цахилгаан хөдөлгүүрүүд нэлээд эрт гарч ирсэн боловч дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн өөр хувилбар болж эхэлснээр тэдний сонирхол ихээхэн нэмэгдсэн. Гол шинж чанаруудын нэг болох цахилгаан моторын үр ашгийн тухай асуудал онцгой анхаарал татаж байна.
Систем бүр нь бүхэлдээ ажлын үр ашгийг тодорхойлдог зарим төрлийн үр ашигтай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь систем эсвэл төхөөрөмж эрчим хүчийг хэр сайн хүргэж, хувиргаж байгааг тодорхойлдог. Үнийн хувьд үр ашиг нь ямар ч утгагүй бөгөөд ихэнхдээ үүнийг хувь эсвэл тэгээс нэг хүртэлх тоогоор илэрхийлдэг.
Цахилгаан моторын үр ашгийн үзүүлэлт
Цахилгаан хөдөлгүүрийн гол үүрэг бол цахилгаан энергийг механик энерги болгон хувиргах явдал юм. Үр ашиг нь энэ функцын үр ашгийг тодорхойлдог. Моторын үр ашгийн томъёо дараах байдалтай байна:
n=p2/p1
Энэ томъёонд p1 нь нийлүүлсэн цахилгаан эрчим хүч, p2 нь шууд үүсдэг ашигтай механик хүч юм.хөдөлгүүр. Цахилгаан эрчим хүчийг дараах томъёогоор тодорхойлно: p1=UI (хүчдэлийг гүйдлээр үржүүлсэн), механик чадлын утгыг P=A/t (ажлын нэгж хугацааны харьцаа) томъёогоор тодорхойлно. Цахилгаан хөдөлгүүрийн үр ашгийг тооцоолох нь иймэрхүү харагдаж байна. Гэсэн хэдий ч энэ бол түүний хамгийн энгийн хэсэг юм. Хөдөлгүүрийн зорилго, түүний хамрах хүрээнээс хамааран тооцоолол нь ялгаатай бөгөөд бусад олон параметрүүдийг харгалзан үзнэ. Үнэн хэрэгтээ моторын үр ашгийн томъёонд өөр олон хувьсагч багтдаг. Хамгийн энгийн жишээг дээр өгөв.
Үр ашиг буурсан
Хөдөлгүүр сонгохдоо цахилгаан моторын механик үр ашгийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Хөдөлгүүрийн халаалт, эрчим хүчний бууралт, реактив гүйдэлтэй холбоотой алдагдал нь маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ихэнхдээ үр ашгийн бууралт нь хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааны явцад байгалийн гаралтай дулаан ялгарахтай холбоотой байдаг. Дулаан ялгарах шалтгаан нь өөр байж болно: хөдөлгүүр нь үрэлтийн үед, мөн цахилгаан, тэр ч байтугай соронзон шалтгаанаар халж болно. Хамгийн энгийн жишээ болгон бид 1000 рубль цахилгаан эрчим хүч зарцуулж, 700 рублийн ажил хийсэн нөхцөл байдлыг дурдаж болно. Энэ тохиолдолд үр ашиг нь 70% байх болно.
Цахилгаан моторыг хөргөхийн тулд сэнс нь үүссэн цоорхойгоор агаарыг шахахад ашигладаг. Хөдөлгүүрийн ангиллаас хамааран халаалтыг тодорхой температур хүртэл хийж болно. Жишээлбэл, А ангиллын моторууд халж болно85-90 градус хүртэл, В ангилал - 110 градус хүртэл. Температур нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтэрсэн тохиолдолд энэ нь статорын богино холболтыг илтгэнэ.
Цахилгаан моторын дундаж үр ашиг
Тогтмол гүйдлийн (болон хувьсах гүйдлийн) моторын үр ашиг нь ачааллаас хамаарч өөр өөр байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй:
- Сул зогсолтын үед үр ашиг 0% байна.
- 25% ачаалалтай үед үр ашиг 83% байна.
- 50% ачаалалтай үед үр ашиг нь 87% байна.
- 75% ачаалалтай үед үр ашиг нь 88% байна.
- 100% ачаалалтай үед үр ашиг 87% байна.
Үр ашгийн бууралтын нэг шалтгаан нь гурван үе шат бүрт өөр өөр хүчдэл хэрэглэх үед гүйдлийн тэгш бус байдал юм. Жишээлбэл, эхний үе шат нь 410 В, хоёр дахь нь 403 В, гурав дахь нь 390 В хүчдэлтэй бол дундаж утга нь 401 В байх болно. Энэ тохиолдолд тэгш бус байдал нь хоёр дахь хүчдэлийн хоорондох зөрүүтэй тэнцүү байх болно. үе шатуудын хамгийн их ба хамгийн бага хүчдэл (410 -390), өөрөөр хэлбэл 20 В. Алдагдлыг тооцоолох моторын үр ашгийн томъёо нь бидний нөхцөл байдалд харагдах болно: 20/401100=4.98%. Энэ нь бид фазуудын хүчдэлийн зөрүүгээс болж ашиглалтын явцад 5%-ийн үр ашгийг алддаг гэсэн үг.
Нийт алдагдал ба үр ашгийн бууралт
Цахилгаан моторын үр ашиг буурахад маш олон сөрөг хүчин зүйл нөлөөлдөг. Тэдгээрийг тодорхойлох боломжийг олгодог тодорхой аргууд байдаг. Жишээлбэл, та сүлжээнээс статор руу, дараа нь ротор руу хэсэгчлэн цахилгаан дамжуулах завсар байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжтой.
Starter алдагдал нь бас тохиолддог бөгөөд тэдгээр нь хэд хэдэн хэсгээс бүрдэнэүнэт зүйлс. Юуны өмнө эдгээр нь эргэлтийн гүйдэл болон статорын судлын дахин соронзлолтой холбоотой алдагдал байж болно.
Хэрэв мотор асинхрон бол ротор болон статор дахь шүднүүдийн улмаас нэмэлт алдагдал үүсдэг. Эдди гүйдэл нь хөдөлгүүрийн бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ч тохиолдож болно. Энэ бүхэн нь цахилгаан моторын үр ашгийг 0.5% -иар бууруулдаг. Асинхрон моторт ажиллах явцад гарч болох бүх алдагдлыг харгалзан үздэг. Тиймээс үр ашгийн хүрээ 80-90% хооронд хэлбэлзэж болно.
Авто машины хөдөлгүүр
Цахилгаан хөдөлгүүрийн хөгжлийн түүх нь цахилгаан соронзон индукцийн хуулийг нээсэн үеэс эхэлдэг. Түүний хэлснээр индукцийн гүйдэл үргэлж түүнийг үүсгэсэн шалтгааныг эсэргүүцэх байдлаар хөдөлдөг. Энэ онол нь анхны цахилгаан моторыг бүтээх үндэс болсон юм.
Орчин үеийн загварууд нь ижил зарчим дээр суурилдаг боловч анхны хуулбаруудаас эрс ялгаатай. Цахилгаан мотор нь илүү хүчирхэг, илүү авсаархан болсон боловч хамгийн чухал нь тэдний үр ашиг мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн. Цахилгаан хөдөлгүүрийн үр ашгийн талаар бид аль хэдийн дээр бичсэн бөгөөд дотоод шаталтат хөдөлгүүртэй харьцуулахад энэ нь гайхалтай үр дүн юм. Жишээлбэл, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн хамгийн их үр ашиг 45% хүрдэг.
Цахилгаан моторын давуу тал
Өндөр үр ашиг нь ийм моторын гол давуу тал юм. Хэрэв дотоод шаталтат хөдөлгүүр нь эрчим хүчнийхээ 50 гаруй хувийг халаахад зарцуулдаг бол цахилгаан хөдөлгүүрт багахан хэсгийг халаахад зарцуулдаг.эрчим хүч.
Хоёр дахь давуу тал нь хөнгөн жинтэй, авсаархан хэмжээтэй. Жишээлбэл, Яса Моторс ердөө 25 кг жинтэй мотор бүтээжээ. Энэ нь 650 Нм-ийг дамжуулах чадвартай бөгөөд энэ нь маш сайн үр дүн юм. Түүнчлэн, ийм мотор нь удаан эдэлгээтэй, хурдны хайрцаг шаардлагагүй. Олон тооны цахилгаан машины эзэд цахилгаан моторын үр ашгийн талаар ярьдаг бөгөөд энэ нь тодорхой хэмжээгээр логик юм. Эцсийн эцэст, үйл ажиллагааны явцад цахилгаан мотор нь шаталтын бүтээгдэхүүн ялгаруулдаггүй. Гэтэл цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхийн тулд нүүрс, хий, баяжуулсан уран ашиглах шаардлагатай гэдгийг олон жолооч мартдаг. Эдгээр бүх элементүүд хүрээлэн буй орчныг бохирдуулдаг тул цахилгаан моторын байгаль орчинд ээлтэй байдал нь маш маргаантай асуудал юм. Тиймээ, тэд үйл ажиллагааны явцад агаарыг бохирдуулдаггүй. Тэдний хувьд цахилгаан станцууд үүнийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхдээ хийдэг.
Цахилгаан моторын үр ашгийг дээшлүүлэх
Цахилгаан мотор нь ажлын үр ашигт муугаар нөлөөлдөг сул талуудтай. Эдгээр нь сул эхлэх момент, өндөр эхлэх гүйдэл, босоо амны механик эргэлт ба механик ачааллын хоорондох үл нийцэх байдал юм. Энэ нь төхөөрөмжийн үр ашиг буурахад хүргэдэг.
Үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд тэд хөдөлгүүрийг 75% ба түүнээс дээш ачаалж, чадлын хүчин зүйлийг нэмэгдүүлэхийг хичээдэг. Мөн нийлүүлсэн гүйдэл ба хүчдэлийн давтамжийг зохицуулах тусгай төхөөрөмж байдаг бөгөөд энэ нь үр ашгийг нэмэгдүүлж, үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
Цахилгаан моторын үр ашгийг нэмэгдүүлэх хамгийн алдартай төхөөрөмжүүдийн нэг бол гөлгөр хөдөлгүүр юм.эхлэх бөгөөд энэ нь гүйдлийн өсөлтийн хурдыг хязгаарладаг. Мөн хүчдэлийн давтамжийг өөрчлөх замаар моторын эргэлтийн хурдыг өөрчлөхийн тулд давтамж хувиргагчийг ашиглах нь тохиромжтой. Энэ нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, хөдөлгүүрийг жигд ажиллуулж, тохируулгын өндөр нарийвчлалтай болгодог. Эхлэх момент нь мөн нэмэгдэж, хувьсах ачаалалтай үед эргэлтийн хурд тогтворждог. Үүний үр дүнд цахилгаан моторын үр ашиг сайжирсан.
Хөдөлгүүрийн хамгийн их үр ашиг
Барилгын төрлөөс хамааран цахилгаан моторын үр ашиг нь 10-99% хооронд хэлбэлздэг. Энэ бүхэн ямар төрлийн хөдөлгүүр байхаас хамаарна. Жишээлбэл, поршений төрлийн насосны моторын үр ашиг 70-90% байна. Эцсийн үр дүн нь үйлдвэрлэгч, төхөөрөмжийн дизайн зэргээс шалтгаална Кран моторын үр ашгийн талаар мөн адил хэлж болно. Хэрэв энэ нь 90% -тай тэнцүү бол хэрэглэсэн цахилгааны 90% нь механик ажил гүйцэтгэхэд, үлдсэн 10% нь эд ангиудыг халаахад зарцуулагдана гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч үр ашиг нь 100% ойртдог боловч энэ утгатай тэнцэхгүй байгаа цахилгаан моторын хамгийн амжилттай загварууд байдаг.
100%-иас дээш үр ашигтай ажиллах боломжтой юу?
Энерги хэмнэлтийн үндсэн хуультай зөрчилдөж байгаа тул үр ашиг нь 100% -иас дээш цахилгаан мотор байгальд байх боломжгүй нь нууц биш юм. Үнэн хэрэгтээ энерги хаанаас ч гарч ирэхгүй, мөн адил алга болдоггүй. Хөдөлгүүр болгонд хэрэгтэйэрчим хүчний эх үүсвэр: бензин, цахилгаан. Гэсэн хэдий ч бензин нь цахилгаан шиг мөнхийн биш, учир нь тэдний нөөцийг нөхөх ёстой. Гэхдээ нөхөх шаардлагагүй эрчим хүчний эх үүсвэр байсан бол 100% -иас дээш үр ашигтай мотор бий болгох бүрэн боломжтой байсан. Оросын зохион бүтээгч Владимир Чернышов байнгын соронз дээр суурилсан хөдөлгүүрийн тодорхойлолтыг үзүүлсэн бөгөөд түүний үр ашиг нь 100% -иас илүү гэж зохион бүтээгч өөрөө баталж байна.
Мөнхийн хөдөлгөөнт машины жишээ болох усан цахилгаан
Жишээ нь усан цахилгаан станцыг авч үзье. Усны их өндрөөс унаснаар эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Ус нь турбиныг эргүүлж, цахилгаан үүсгэдэг. Усны уналт нь дэлхийн таталцлын нөлөөн дор явагддаг. Хэдийгээр цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх ажил хийгдэж байгаа ч дэлхийн таталцал сулрахгүй, өөрөөр хэлбэл таталцлын хүч буурахгүй байна. Дараа нь нарны гэрлийн нөлөөн дор ус ууршиж, дахин усан сан руу ордог. Энэ нь мөчлөгийг дуусгана. Үүний үр дүнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэж, түүнийг үйлдвэрлэх зардал сэргэсэн.
Мэдээж бид нар мөнх биш гэж хэлж болно, энэ нь үнэн, гэхдээ энэ нь хэдэн тэрбум жил үргэлжилнэ. Таталцлын хувьд энэ нь байнга ажил хийж, агаар мандлаас чийгийг татаж байдаг. Ерөнхийдөө усан цахилгаан станц нь механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг хөдөлгүүр бөгөөд түүний үр ашиг нь 100% -иас дээш байдаг. Энэ нь үр ашиг нь 100% -иас дээш байж болох цахилгаан моторыг бий болгох арга замыг хайхыг зогсоох нь үнэ цэнэтэй зүйл биш гэдгийг тодорхой харуулж байна. Эцсийн эцэст зөвхөн таталцлыг шавхагдашгүй эх үүсвэр болгон ашиглаж болохгүйэрчим хүч.
Хөдөлгүүрийн эрчим хүчний эх үүсвэр болох байнгын соронз
Хоёр дахь сонирхолтой эх үүсвэр бол хаанаас ч эрчим хүч хүлээн авдаггүй байнгын соронз бөгөөд ажил хийж байх үед ч соронзон орон нь иддэггүй. Жишээлбэл, хэрэв соронз ямар нэг зүйлийг өөртөө татах юм бол тэр ажлыг гүйцэтгэх бөгөөд соронзон орон нь сулрахгүй. Энэ өмчийг мөнхийн хөдөлгөөнт машин гэж нэрлэгдэх машиныг бүтээхийн тулд аль хэдийн нэг бус удаа туршиж үзсэн боловч одоог хүртэл үүнээс илүү эсвэл дутуу хэвийн зүйл гараагүй байна. Аливаа механизм эрт орой хэзээ нэгэн цагт элэгдэнэ, гэхдээ байнгын соронз болох эх үүсвэр нь өөрөө мөнхийн байдаг.
Гэсэн хэдий ч цаг хугацаа өнгөрөх тусам байнгын соронз нь хөгшрөлтийн үр дүнд хүч чадлаа алддаг гэж хэлэх мэргэжилтнүүд байдаг. Энэ нь худлаа, гэхдээ энэ нь үнэн байсан ч түүнийг ганцхан цахилгаан соронзон импульсээр дахин амилуулж чадна. 10-20 жилд нэг удаа цэнэглэх шаардлагатай хөдөлгүүр нь мөнхийн гэж хэлэх боломжгүй ч үүнд маш ойрхон байна.
Байнгын соронз дээр суурилсан мөнхийн хөдөлгөөнт машин бүтээх оролдлого аль хэдийн олон байсан. Харамсалтай нь амжилттай шийдэл хараахан гараагүй байна. Гэхдээ ийм хөдөлгүүрийн эрэлт хэрэгцээ байгааг харгалзан үзвэл (байх боломжгүй) ойрын ирээдүйд сэргээгдэх эрчим хүчээр ажилладаг мөнхийн хөдөлгөөнт машины загварт маш ойртох зүйлийг харах боломжтой..
Дүгнэлт
Цахилгаан моторын үр ашиг нь тухайн моторын үр ашгийг тодорхойлдог хамгийн чухал үзүүлэлт юм. Үр ашиг өндөр байх тусам мотор илүү сайн болно. 95% -ийн үр ашигтай хөдөлгүүрт бараг бүгдээрээзарцуулсан эрчим хүч нь ажил хийхэд зарцуулагддаг бөгөөд зөвхөн 5% нь хэрэгцээнд зарцуулагддаггүй (жишээлбэл, сэлбэг хэрэгслийг халаахад). Орчин үеийн дизель хөдөлгүүрүүд 45% -ийн үр ашигт хүрч чаддаг бөгөөд энэ нь гайхалтай үр дүн гэж тооцогддог. Бензин хөдөлгүүрийн бүтээмж бүр ч бага.
