ElektroPrůmysl.cz, září 2018

Elektro Průmysl .cz ENERGETIKA, TRANSFORMÁTORY, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE září 2018 | 69 jmenovitým výkonem. Víceotáčkové moto- ry s jedním vinutím (například Dahlande- rovým vinutím) jsou obecně účinnější než víceotáčkové motory s dvojím vinutím. Motory, které pracují trvale nebo po dlouhou dobu, poskytují významnou pří- ležitost ke snížení spotřeby energie. Příkla- dy takových aplikací jsou výrobní stroje, zařízení s prouděním vzduchu, čerpadla a mnoho druhů průmyslových zařízení. Zatímco mnoho motorů je provozová- no trvale, některé motory se používají po velmi krátkou dobu a velmi nízký počet ho- din za rok. Příklady takových aplikací jsou ventilové motory, otvírače přehradních vrat, otvírače průmyslových vrat, požární čerpadla a kalová čerpadla. V těchto přípa- dech by změna účinnosti motoru nevedla k podstatné změně nákladů na celkovou energii, protože se týká velmi malé části celkové energie a mohla by snížit požado- vaný výkon. Mírný nárůst účinnosti motoru o něko- lik procentních bodů může představovat dosti významný procentní pokles ztrát motoru. Například zvýšení účinnosti z 75 % na 78,9 %, z 85 % na 87,6 %, nebo z 90 % na 91,8 % vždy představuje pro stejný vý- kon snížení ztrát o 20 %. Jelikož se účinnost typicky zvyšuje s veli- kostí motoru, mají obvykle vysokonapěťo- vé motory s výstupním výkonem přesahu- jícím 1 MW účinnost vyšší než 95 %. Zatímco se výkon elektrického motoru zvyšuje s kvadrátem jeho průměru, odvod tepla roste téměř lineárně. Proto je vyšší účinnost nevyhnutelným předpokladem při návrhu větších motorů. Ztráty motoru Elektrický motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou, přitom vznikají ztráty, které se obvykle popisují takto: a) Elektrické (statorové, rotorové) ztráty (mění se v závislosti na zatížení) - Proud protékající statorovými a rotorovými vinutími vyvolává ztráty, které jsou úměrné součinu kvadrátu proudu a odporu vinutí (l 2 R). Rotorové ztráty se zvyšují se skluzem. b) Ztráty v železe (jádře) (v podstatě nezávislé na zatížení) - Tyto ztráty jsou vyvolány především v listěném jádře statoru a v menší míře i v rotoru. Magnetické pole, které je zásadní pro vyvolání točivého momentu v motoru, způsobuje hysterezní ztráty a ztráty vířivými proudy. c) Mechanické ztráty (ztráty třením a ventilační ztráty) (v podstatě nezávislé na zatížení) - Mechanické ztráty vznikají v ložiscích, ventilátorech a těsněních motoru. Tyto ztráty jsou obvykle nízké u pomaloběžných motorů s krytím IP2X, IP4X a IP5X, ale mohou být značné u velkých, vysokootáčkových a úplně uzavřených motorů s krytím IP6X. d) Přídavné ztráty při zatížení (ztráty rozptylem při zatížení). Přídavné ztráty v železe díky základnímu a vysokému kmitočtu; ztráty ve vodiči a ztráty vyrovnávacími proudy ve statorovém vinutí; ztráty harmonickými v rotoro- vých vodičích při zatížení. Předpokládá se, že tyto ztráty jsou úměrné kvadrátu točivého momentu. Tab. 1 Rozdělení ztrát u trojfázového, 4-pólového asynchronního motoru nakrátko Typické % ztrát 4-pólovéhomotoru Faktory ovlivňující tyto ztráty Statorové ztráty 30 až 50 Velikost a materiál statorového vodiče. Rotorové ztráty 20 až 25 Velikost a materiál rotorového vodiče. Ztráty v jádře 20 až 25 Druh a množství magnetického materiálu. Přídavné ztráty při zatížení 5 až 15 Zejména metoda primárního zpracování a způsob konstrukce. Ztráty třeníma ventilační ztráty 5 až 10 Výběr/konstrukce ventilátoru a ložisek.