Vilka är orsakerna till att synkrona generatorer har fler förluster än induktionsmotorer

Anledningar till att synkrona generators förluster är större än induktionsmotors förluster

Både synkrona generatorer och induktionsmotorer uppstår olika typer av förluster under drift, men förlusterna i synkrona generatorer är vanligtvis större. Detta beror huvudsakligen på skillnader i deras struktur och driftprinciper. Här är några av de viktigaste anledningarna:

1. Exciteringsförluster

• Synkron Generator: Synkrona generatorer kräver ett externt exciteringssystem för att producera det magnetiska fältet, vilket leder till ytterligare förluster. Exciteringssystemet inkluderar vanligtvis en exciter, en rektifierare och exciteringsvindningar, allt som konsumerar elektrisk energi.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer genererar sitt magnetiska fält genom den alternerande strömmen i statorvindningarna, vilket eliminerar behovet av ett externt exciteringssystem och därmed undviker exciteringsförluster.

2. Kärnförluster

• Synkron Generator: Synkrona generatorer har vanligtvis högre kärnförluster eftersom de drivas med starkare magnetfält och vid högre frekvenser. Kärnförluster inkluderar hystereseförluster och virvelströmsförluster.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer har lägre kärnförluster eftersom de drivas med svagare magnetfält och vid lägre frekvenser.

3. Kopparförluster

• Synkron Generator: Synkrona generatorer har längre stator- och rotorvindningar med högre resistans, vilket leder till högre kopparförluster. Dessutom bidrar exciteringsvindningarna också till kopparförluster.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer har kortare stator- och rotorvindningar med lägre resistans, vilket resulterar i lägre kopparförluster.

4. Mekaniska förluster

• Synkron Generator: Synkrona generatorer används ofta i stora kraftverk och drivas vid högre hastigheter, vilket leder till större mekaniska förluster från lager och luftmotstånd.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer drivs vanligtvis vid lägre hastigheter, vilket resulterar i lägre mekaniska förluster.

5. Kommuteringsförluster

• Synkron Generator: Under drift har synkrona generatorer en större luftgap mellan roten och statorn, vilket leder till en ojämn fördelning av det magnetiska fältet och ytterligare förluster.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer har ett mindre luftgap, vilket resulterar i ett mer jämnt magnetfält och lägre kommuteringsförluster.

6. Förluster i kylsystem

• Synkron Generator: Stora synkrona generatorer kräver ofta komplexa kylsystem för att sprida värme, och dessa system konsumerar själva energi, vilket ökar totala förluster.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer har enklare kylsystem, vilket resulterar i lägre förluster.

7. Harmoniförluster

• Synkron Generator: Synkrona generatorer kan producera harmonier under drift på grund av variationer i exciteringssystemet och last, vilket leder till ytterligare förluster.

• Induktionsmotor: Induktionsmotorer har lägre harmoniförluster eftersom de drivs av standardiserade alternerande strömkällor.

Sammanfattning

De viktigaste anledningarna till att synkrona generatorer har större förluster än induktionsmotorer inkluderar:

• Exciteringsförluster: Synkrona generatorer kräver ett externt exciteringssystem, medan induktionsmotorer inte gör det.

• Kärnförluster: Synkrona generatorer drivs med starkare magnetfält, vilket resulterar i högre kärnförluster.

• Kopparförluster: Synkrona generatorer har längre vindningar med högre resistans, vilket leder till högre kopparförluster.

• Mekaniska förluster: Synkrona generatorer drivs vid högre hastigheter, vilket resulterar i större mekaniska förluster.

• Kommuteringsförluster: Synkrona generatorer har ett större luftgap, vilket leder till högre kommuteringsförluster.

• Förluster i kylsystem: Synkrona generatorer kräver komplexa kylsystem, vilket resulterar i högre förluster.

• Harmoniförluster: Synkrona generatorer kan producera harmonier, vilket leder till ytterligare förluster.

Dessa faktorer bidrar tillsammans till de högre totala förlusterna i synkrona generatorer jämfört med induktionsmotorer. När man väljer den lämpligaste typen av motor för ett visst tillämpningsområde måste olika faktorer beaktas, inklusive effektivitet, kostnad, underhåll och driftsmiljö.