Каковы причины того что синхронные генераторы имеют больше потерь чем асинхронные двигатели
Причины, по которым потери синхронных генераторов превышают потери асинхронных двигателей
Во время работы как синхронные генераторы, так и асинхронные двигатели испытывают различные потери, но потери в синхронных генераторах обычно больше. Это в основном связано с различиями в их конструкции и принципах работы. Вот некоторые из основных причин:
1. Потери возбуждения
Синхронный генератор: Синхронным генераторам требуется внешняя система возбуждения для создания магнитного поля, что приводит к дополнительным потерям. Система возбуждения обычно включает в себя возбудитель, выпрямитель и обмотки возбуждения, все эти элементы потребляют электроэнергию.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели создают свое магнитное поле через переменный ток в обмотках статора, что исключает необходимость во внешней системе возбуждения и, следовательно, предотвращает потери возбуждения.
2. Потери в железе
Синхронный генератор: Синхронные генераторы обычно имеют большие потери в железе, поскольку они работают с более сильными магнитными полями и на более высоких частотах. Потери в железе включают потери от гистерезиса и вихревые токи.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели имеют меньшие потери в железе, поскольку они работают с более слабыми магнитными полями и на более низких частотах.
3. Потери в меди
Синхронный генератор: Синхронные генераторы имеют более длинные обмотки статора и ротора с большим сопротивлением, что приводит к большим потерям в меди. Кроме того, обмотки возбуждения также вносят свой вклад в потери в меди.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели имеют более короткие обмотки статора и ротора с меньшим сопротивлением, что приводит к меньшим потерям в меди.
4. Механические потери
Синхронный генератор: Синхронные генераторы часто используются на крупных электростанциях и работают на более высоких скоростях, что приводит к большим механическим потерям от подшипников и ветрового сопротивления.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели обычно работают на более низких скоростях, что приводит к меньшим механическим потерям.
5. Потери коммутации
Синхронный генератор: Во время работы синхронные генераторы имеют больший воздушный зазор между ротором и статором, что приводит к неравномерному распределению магнитного поля и дополнительным потерям.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели имеют меньший воздушный зазор, что приводит к более равномерному магнитному полю и меньшим потерям коммутации.
6. Потери системы охлаждения
Синхронный генератор: Крупные синхронные генераторы часто требуют сложных систем охлаждения для рассеивания тепла, и эти системы сами потребляют энергию, увеличивая общие потери.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели имеют более простые системы охлаждения, что приводит к меньшим потерям.
7. Потери гармоник
Синхронный генератор: Синхронные генераторы могут производить гармоники во время работы из-за вариаций в системе возбуждения и нагрузке, что приводит к дополнительным потерям.
Асинхронный двигатель: Асинхронные двигатели имеют меньшие потери гармоник, поскольку они работают на стандартных источниках переменного тока.
Резюме
Основные причины, по которым потери синхронных генераторов превышают потери асинхронных двигателей, включают:
Потери возбуждения: Синхронные генераторы требуют внешнюю систему возбуждения, тогда как асинхронные двигатели этого не требуют.
Потери в железе: Синхронные генераторы работают с более сильными магнитными полями, что приводит к большим потерям в железе.
Потери в меди: Синхронные генераторы имеют более длинные обмотки с большим сопротивлением, что приводит к большим потерям в меди.
Механические потери: Синхронные генераторы работают на более высоких скоростях, что приводит к большим механическим потерям.
Потери коммутации: Синхронные генераторы имеют больший воздушный зазор, что приводит к большим потерям коммутации.
Потери системы охлаждения: Синхронные генераторы требуют сложных систем охлаждения, что приводит к большим потерям.
Потери гармоник: Синхронные генераторы могут производить гармоники, что приводит к дополнительным потерям.
Эти факторы в совокупности приводят к большему общему количеству потерь в синхронных генераторах по сравнению с асинхронными двигателями. При выборе подходящего типа двигателя для конкретного применения необходимо учитывать различные факторы, включая эффективность, стоимость, обслуживание и условия эксплуатации.
