ElektroPrůmysl.cz, září 2018

Elektro Průmysl .cz ENERGETIKA, TRANSFORMÁTORY, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE 8 | září 2018 Elektrické motory dimenzované na 50 Hz a 60 Hz Protože využití a velikost motorů vlastně souvisí spíše s točivým momentem než s výkonem, výkon se teoreticky zvyšuje lineárně s otáčkami, tj. o 20 % z 50 Hz na 60 Hz. Ztráty ve vinutí l 2 R převládají především u malých a středních asynchronních mo- torů. Pokud je točivý moment udržován konstantní, tyto ztráty zůstávají v podstatě konstantní jak při 50 Hz, tak při 60 Hz. I když se ventilační ztráty, ztráty třením a ztráty v železe zvyšují s kmitočtem, hrají běžně tyto ztráty menší roli u motorů se čtyřmi nebo více póly. Z tohoto důvodu se při 20 % zvýšení výkonu v porovnání s 50 Hz zvýší celkové ztráty při 60 Hz ve skutečnos- ti méně než o 20 %. Účinnost (výkon vůči příkonu) se tedy relativně zvyšuje. Tab. 1 shrnuje předcházející text ve for- mě tabulky. V praxi jsou označení výkonů při 60 Hz a 50 Hz v souladu se standardními úrov- němi výkonů podle IEC 60072. Zvýšené dimenzování výkonu motoru o 20 % proto není vždy možné. Obecná výhoda motorů 60 Hz je však stále platná, pokud je kon- strukce motoru optimalizována spíše pro příslušný napájecí kmitočet, než jen pro nové dimenzování motoru. Rozdíl účinnosti motoru mezi 50 Hz a 60 Hz se také mění s počtem pólů a fy- zickou velikostí motoru. Obecně platí, že účinnost při 60 Hz u trojfázových asyn- chronních motorů v rozsahu výkonu od 0,75 kW do 370 kW je přibližně o 2,5 až 0,5 procentních bodů vyšší v porovnání s účinností při 50 Hz. Pouze velké 2-pólové motory mohou mít nepatrně nižší účinnost při 60 Hz v důsledku jejich vyššího podílu ventilačních ztrát a ztrát třením. Tab. 1 Typická kalkulace účinnosti motoru provozovaného při 50 Hz a 60 Hz se stejným točivým momentem za použití motoru 50 Hz jako základu 50 Hz 60 Hz Točivý moment 100 % 100 % Otáčky 100 % 120 % Výkon 100 % 120 % Ztráty v % výkonu l 2 R 20 % 20 % třením a ventilační 4 % 4 x (1,2)1'5= 5,25 % v železe 4 % 4 x (1,2)1,5= 5,25 % Celkové ztráty 28 % 30.5 % Příkon 100 + 28 = 128 % 120 + 30,5 = 150,5 % Účinnost 100/128 = 78,1 % 120/150,5 = 79,7 % Obr. 1Typické snížení energetické účinnosti v%-bodech pro 4-pólové, nízkonapěťovémotorymezi 50 Hz a 60 Hz při porovnání se stejným točivýmmomentem (při 60 Hz o 20%zvýšený výkon) Obr. 2Typické snížení energetické účinnosti v%-bodech pro 4-pólové, nízkonapěťovémotorymezi 50 Hz a 60 Hz při porovnání se stejnýmvýkonem (při 60 Hz o 20% snížený točivýmoment) Účinnostpři60Hz Sníženíúčinnostipři50Hz (%) 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 70 75 80 85 90 95 100 Účinnostpři60Hz Sníženíúčinnostipři50Hz (%) 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 70 75 80 85 90 95 100