Jaké jsou důvody, proč synchronní generátory mají vyšší ztráty než indukční motory?

Důvody, proč jsou ztráty synchronních generátorů vyšší než ztráty indukčních motorů

Během provozu se jak synchronní generátory, tak indukční motory vypořádávají s různými ztrátami, ale ztráty u synchronních generátorů jsou obvykle vyšší. To je hlavně způsobeno rozdíly v jejich konstrukci a principu fungování. Zde jsou některé z hlavních důvodů:

1. Ztráty excitace

• Synchronní generátor: Synchronní generátory vyžadují externí systém excitace k vytvoření magnetického pole, což vede k dodatečným ztrátám. Systém excitace obvykle zahrnuje exponér, usměrňovač a vinutí excitace, které vše spotřebovávají elektrickou energii.

• Indukční motor: Indukční motory generují své magnetické pole prostřednictvím střídavého proudu v vinutích statoru, což eliminuje potřebu externího systému excitace a tedy i ztráty excitace.

2. Ztráty jádra

• Synchronní generátor: Synchronní generátory obvykle mají vyšší ztráty jádra, protože pracují s silnějšími magnetickými poli a na vyšších frekvencích. Ztráty jádra zahrnují ztráty hystereze a vířivé proudy.

• Indukční motor: Indukční motory mají nižší ztráty jádra, protože pracují s slabšími magnetickými poli a na nižších frekvencích.

3. Měděné ztráty

• Synchronní generátor: Synchronní generátory mají delší vinutí statoru a rotoru s vyšším odporom, což vede k vyšším měděným ztrátám. Kromě toho vinutí excitace také přispívají k měděným ztrátám.

• Indukční motor: Indukční motory mají kratší vinutí statoru a rotoru s nižším odporom, což vede k nižším měděným ztrátám.

4. Mechanické ztráty

• Synchronní generátor: Synchronní generátory se často používají v velkých elektrárnách a pracují na vyšších otáčkách, což vede k vyšším mechanickým ztrátám z ložisek a odstředivých sil.

• Indukční motor: Indukční motory obvykle pracují na nižších otáčkách, což vede k nižším mechanickým ztrátám.

5. Ztráty komutace

• Synchronní generátor: Během provozu má synchronní generátor větší vzduchovou mezeru mezi rotorem a statořem, což vede k nerovnoměrné distribuci magnetického pole a dodatečným ztrátám.

• Indukční motor: Indukční motory mají menší vzduchovou mezeru, což vede k rovnoměrnějšímu magnetickému poli a nižším ztrátám komutace.

6. Ztráty chladicího systému

• Synchronní generátor: Velké synchronní generátory často vyžadují složité chladicí systémy k odvádění tepla, a tyto systémy samy spotřebovávají energii, což zvyšuje celkové ztráty.

• Indukční motor: Indukční motory mají jednodušší chladicí systémy, což vede k nižším ztrátám.

7. Harmonické ztráty

• Synchronní generátor: Synchronní generátory mohou během provozu produkovat harmonické kvůli změnám v systému excitace a zatížení, což vede k dodatečným ztrátám.

• Indukční motor: Indukční motory mají nižší harmonické ztráty, protože pracují s standardními zdroji střídavého proudu.

Souhrn

Hlavní důvody, proč synchronní generátory mají vyšší ztráty než indukční motory, zahrnují:

• Ztráty excitace: Synchronní generátory vyžadují externí systém excitace, zatímco indukční motory ne.

• Ztráty jádra: Synchronní generátory pracují s silnějšími magnetickými poli, což vede k vyšším ztrátám jádra.

• Měděné ztráty: Synchronní generátory mají delší vinutí s vyšším odporom, což vede k vyšším měděným ztrátám.

• Mechanické ztráty: Synchronní generátory pracují na vyšších otáčkách, což vede k vyšším mechanickým ztrátám.

• Ztráty komutace: Synchronní generátory mají větší vzduchovou mezeru, což vede k vyšším ztrátám komutace.

• Ztráty chladicího systému: Synchronní generátory vyžadují složité chladicí systémy, což vede k vyšším ztrátám.

• Harmonické ztráty: Synchronní generátory mohou produkovat harmonické, což vede k dodatečným ztrátám.

Tyto faktory dohromady přispívají k vyšším celkovým ztrátám u synchronních generátorů oproti indukčním motorům. Při výběru vhodného typu motoru pro danou aplikaci musí být zohledněny různé faktory, včetně efektivity, nákladů, údržby a operačního prostředí.