Кои са причините генераторите синхронно да имат повече загуби от асинхронните мотори?

Въпреки че и синхронните генератори (Synchronous Generators) и индукционните мотори (Induction Motors) работят на основата на принципа на електромагнитната индукция, те се различават по конструкция и принципи на работа. Тези разлики водят до това, че синхронните генератори обикновено имат по-високи загуби в сравнение с индукционните мотори. Ето детайлна анализа на причините:

1. Загуби в системата за възбуждане

• Синхронен генератор: Синхронните генератори изискват независима система за възбуждане, за да генерира магнитно поле на ротора. Тази система обикновено включва возбудител, праволинейник и свързани контролни цепи, които потребяват енергия и допринасят за допълнителни загуби.

• Индукционен мотор: Индукционните мотори генерират магнитно поле на ротора чрез индукция от магнитното поле на статора, като се елиминира нуждата от независима система за възбуждане, което намалява този тип загуби.

2. Загуби в желязната част

• Синхронен генератор: Загубите в желязната част (включително хистерезис и завихряващи загуби) в синхронните генератори обикновено са по-големи. Това е поради факта, че синхронните генератори имат по-силни магнитни полета, а материалите на желязната част както на ротора, така и на статора трябва да издържат по-високи плътности на магнитния поток.

• Индукционен мотор: Загубите в желязната част в индукционните мотори са относително по-малки поради слаби магнитни полета и по-ниски плътности на магнитния поток.

3. Медни загуби

• Синхронен генератор: Обиколките на статора и ротора на синхронните генератори обикновено са по-дълги и имат повече витка, което води до по-висока съпротива и следователно по-високи медни загуби.

• Индукционен мотор: Обиколките на индукционните мотори обикновено са по-компактни с по-ниска съпротива, което води до по-ниски медни загуби.

4. Загуби при въздушно съпротивление

• Синхронен генератор: Синхронните генератори, особено тези, използвани за големи масштаби на производство на електроенергия, имат по-големи ротори. Загубите при въздушно съпротивление (известни още като механични загуби), генерирани при въртене, са по-големи.

• Индукционен мотор: Индукционните мотори имат по-малки ротори, което води до по-ниски загуби при въздушно съпротивление.

5. Загуби в подпорите

• Синхронен генератор: Натоварването на подпорите в синхронните генератори е по-голямо, особено в големите генератори, което води до по-високи трибологични загуби.

• Индукционен мотор: Натоварването на подпорите в индукционните мотори е относително по-малко, което води до по-ниски трибологични загуби.

6. Загуби в системата за охлаждане

• Синхронен генератор: Големите синхронни генератори изискват ефективни системи за охлаждане, за да се поддържа безопасна температура на работа. Тези системи за охлаждане сами по себе си потребяват енергия, което увеличава общите загуби.

• Индукционен мотор: Индукционните мотори имат по-прости системи за охлаждане, което води до по-ниски загуби.

7. Загуби в системата за скорост и управление

• Синхронен генератор: Синхронните генератори обикновено се използват в системи за производство на електроенергия и изискват сложни системи за скорост и управление, за да се поддържа стабилна изходна честота и напрежение. Тези системи за управление потребяват енергия.

• Индукционен мотор: Индукционните мотори обикновено се използват за привеждане в движение на механични товари и имат по-прости системи за скорост и управление, което води до по-ниски загуби.

Резюме

Загубите в синхронните генератори обикновено са по-големи от тези в индукционните мотори поради следните причини:

• Загуби в системата за възбуждане: Синхронните генератори изискват независими системи за възбуждане, които увеличават енергийното потребление.

• Загуби в желязната част: Синхронните генератори имат по-високи силни магнитни полета и плътности на магнитния поток, което води до по-високи загуби в желязната част.

• Медни загуби: Обиколките на синхронните генератори имат по-висока съпротива, което води до по-високи медни загуби.

• Загуби при въздушно съпротивление: Синхронните генератори имат по-големи ротори, което води до по-високи загуби при въздушно съпротивление.

• Загуби в подпорите: Синхронните генератори имат по-високи натоварвания на подпорите, което води до по-високи трибологични загуби.

• Загуби в системата за охлаждане: Синхронните генератори изискват ефективни системи за охлаждане, които потребяват допълнителна енергия.

• Загуби в системата за скорост и управление: Синхронните генератори изискват сложни системи за скорост и управление, които потребяват енергия.