Science >> Wetenschap >  >> Energie

Waarom is de energieoverdracht van elektrisch naar kinetisch in een motor niet 100 procent?

De energieoverdracht van elektrische naar kinetische energie in een motor is nooit 100% efficiënt vanwege verschillende factoren:

1. Weerstandsverliezen:

* Koperverliezen: De draden in de motor hebben weerstand, waardoor enige elektrische energie verloren gaat als warmte. Dit is evenredig met het kwadraat van de stroom die door de draden stroomt.

* wervelstromen: Dit zijn stromen geïnduceerd in de metalen delen van de motor vanwege veranderende magnetische velden. Ze veroorzaken verwarming en energieverlies.

2. Magnetische verliezen:

* Hysteresis verlies: Wanneer het magnetische veld in de motor verandert, moeten de magnetische domeinen in de ijzeren kern opnieuw afstemmen, waardoor enig energieverlies als warmte ontstaat.

* magnetische lekkage: Een deel van de magnetische flux geproduceerd door de motor draagt ​​niet bij aan de koppelproductie, maar ontsnapt in de omringende lucht, wat leidt tot energieverlies.

3. Mechanische verliezen:

* Wrijving: Er is wrijving in de lagers, borstels (indien aanwezig) en andere bewegende delen van de motor, die wat kinetische energie omzet in warmte.

* Windage: Bewegende delen in de motor creëren luchtweerstand, wat resulteert in energieverlies.

4. Andere factoren:

* Commutation Losses: In DC -motoren kan het commutatieproces (schakelstroom tussen spoelen) leiden tot energieverliezen.

* Cogging: In sommige motoren kan het magnetische veld een "COG" -effect creëren, wat leidt tot ongelijk koppel- en energieverlies.

5. Verliezen van de belastingverlies: Dit zijn diverse verliezen als gevolg van factoren zoals trillingen, ruis en elektromagnetische interferentie.

Over het algemeen:

De efficiëntie van een motor is de verhouding van het uitgangsmechanische vermogen tot het elektrische vermogen van de ingang. Het kan worden uitgedrukt als:

efficiëntie =(Uitvoer Mechanisch vermogen) / (elektrische stroominvoer)

Vanwege de verschillende verliezen hierboven genoemde verliezen ligt de efficiëntie van een motor meestal in het bereik van 70% tot 95%, afhankelijk van het type en het ontwerp van de motor. Motoren met een hogere efficiëntie kunnen hogere waarden bereiken, maar 100% efficiëntie is onmogelijk.

Verbetering van de motorefficiëntie:

* met behulp van lage weerstand draden en materialen: Dit minimaliseert koperverliezen.

* Optimalisatie van magnetisch ontwerp: Dit vermindert magnetische verliezen door hysterese en lekkage te minimaliseren.

* Vermindering van wrijving: Het gebruik van betere lagers en smering helpt de wrijving te verminderen.

* Verbetering van commutatie: In DC -motoren kunnen betere commutatiesystemen energieverliezen minimaliseren.

* Hoogwaardige materialen gebruiken: Dit kan wervelstroomverliezen verminderen en de efficiëntie verhogen.

Door deze verliezen te minimaliseren, kan de efficiëntie van motoren worden verbeterd, maar het zal nooit 100%bereiken.