Matagal nang lumitaw ang mga de-koryenteng motor, ngunit nagkaroon ng malaking interes sa mga ito nang magsimula silang kumatawan sa isang alternatibo sa mga internal combustion engine. Ang partikular na interes ay ang tanong tungkol sa kahusayan ng de-koryenteng motor, na isa sa mga pangunahing katangian nito.
Ang bawat sistema ay may ilang uri ng kahusayan, na nagpapakilala sa kahusayan ng trabaho nito sa kabuuan. Ibig sabihin, tinutukoy nito kung gaano kahusay ang paghahatid o pag-convert ng enerhiya ng isang system o device. Ayon sa halaga, ang kahusayan ay walang halaga, at kadalasan ito ay ipinapakita bilang isang porsyento o isang numero mula sa zero hanggang isa.
Mga parameter ng kahusayan sa mga de-koryenteng motor
Ang pangunahing gawain ng isang de-koryenteng motor ay ang pag-convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Tinutukoy ng kahusayan ang kahusayan ng pagpapaandar na ito. Ang formula ng kahusayan ng motor ay ang mga sumusunod:
n=p2/p1
Sa formula na ito, ang p1 ay ang ibinibigay na electrical power, ang p2 ay ang kapaki-pakinabang na mechanical power na direktang nabuomakina. Ang kapangyarihang elektrikal ay tinutukoy ng formula: p1=UI (boltahe na pinarami ng kasalukuyang), at ang halaga ng mekanikal na kapangyarihan ayon sa formula na P=A/t (ang ratio ng trabaho sa oras ng yunit). Ganito ang hitsura ng pagkalkula ng kahusayan ng de-koryenteng motor. Gayunpaman, ito ang pinakasimpleng bahagi nito. Depende sa layunin ng engine at saklaw nito, ang pagkalkula ay magkakaiba at isinasaalang-alang ang maraming iba pang mga parameter. Sa katunayan, ang formula ng kahusayan ng motor ay may kasamang marami pang mga variable. Ang pinakasimpleng halimbawa ay ibinigay sa itaas.
Nabawasan ang kahusayan
Ang mekanikal na kahusayan ng isang de-koryenteng motor ay dapat isaalang-alang kapag pumipili ng isang motor. Ang mga pagkalugi na nauugnay sa pag-init ng motor, pagbabawas ng kuryente, at mga reaktibong alon ay may napakahalagang papel. Kadalasan, ang pagbaba sa kahusayan ay nauugnay sa pagpapalabas ng init, na natural na nangyayari sa panahon ng pagpapatakbo ng engine. Ang mga dahilan para sa pagpapalabas ng init ay maaaring magkakaiba: ang makina ay maaaring uminit sa panahon ng alitan, pati na rin para sa mga kadahilanang elektrikal at kahit magnetic. Bilang pinakasimpleng halimbawa, maaari nating banggitin ang isang sitwasyon kung saan 1,000 rubles ang ginugol sa elektrikal na enerhiya, at ang trabaho ay ginawa para sa 700 rubles. Sa kasong ito, ang kahusayan ay magiging katumbas ng 70%.
Upang palamig ang mga de-koryenteng motor, ginagamit ang mga fan upang pilitin ang hangin sa mga nilikhang puwang. Depende sa klase ng mga makina, ang pag-init ay maaaring isagawa hanggang sa isang tiyak na temperatura. Halimbawa, ang mga class A na motor ay maaaring uminithanggang sa 85-90 degrees, klase B - hanggang sa 110 degrees. Kung ang temperatura ay lumampas sa pinapayagang limitasyon, ito ay maaaring magpahiwatig ng isang stator short circuit.
Average na kahusayan ng mga de-koryenteng motor
Nararapat tandaan na ang kahusayan ng isang DC (at AC) na motor ay nag-iiba depende sa pagkarga:
- Ang kahusayan ay 0% kapag idle.
- Sa 25% load, ang kahusayan ay 83%.
- Sa 50% load, ang kahusayan ay 87%.
- Sa 75% load, ang kahusayan ay 88%.
- Sa 100% load, ang kahusayan ay 87%.
Isa sa mga dahilan ng pagbaba ng kahusayan ay ang kawalaan ng simetrya ng mga agos, kapag may ibang boltahe na inilapat sa bawat isa sa tatlong yugto. Kung, halimbawa, ang unang yugto ay may boltahe na 410 V, ang pangalawa - 403 V, at ang pangatlo - 390 V, kung gayon ang average na halaga ay magiging 401 V. Ang kawalaan ng simetrya sa kasong ito ay magiging katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng maximum at minimum na boltahe sa mga phase (410 -390), iyon ay, 20 V. Ang formula ng kahusayan ng motor para sa pagkalkula ng mga pagkalugi ay magmumukhang sa aming sitwasyon: 20/401100=4.98%. Nangangahulugan ito na nawawalan tayo ng 5% na kahusayan sa panahon ng operasyon dahil sa pagkakaiba ng boltahe sa mga phase.
Kabuuang pagkalugi at pagbaba ng kahusayan
Maraming negatibong salik na nakakaapekto sa pagbaba ng kahusayan ng isang de-koryenteng motor. Mayroong ilang mga pamamaraan na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang mga ito. Halimbawa, matutukoy mo kung may gap kung saan bahagyang inililipat ang power mula sa network patungo sa stator at pagkatapos ay sa rotor.
Nagaganap din ang mga pagkalugi sa simula, at binubuo ang mga ito ng ilanmga halaga. Una sa lahat, maaaring ang mga ito ay mga pagkalugi na nauugnay sa mga eddy current at muling pag-magnetize ng mga stator core.
Kung asynchronous ang motor, may mga karagdagang pagkalugi dahil sa mga ngipin sa rotor at stator. Ang mga eddy current ay maaari ding mangyari sa mga indibidwal na bahagi ng engine. Ang lahat ng ito sa kabuuan ay binabawasan ang kahusayan ng de-koryenteng motor ng 0.5%. Sa mga asynchronous na motor, ang lahat ng mga pagkalugi na maaaring mangyari sa panahon ng operasyon ay isinasaalang-alang. Samakatuwid, ang hanay ng kahusayan ay maaaring mag-iba mula 80 hanggang 90%.
Mga automotive engine
Ang kasaysayan ng pag-unlad ng mga de-koryenteng motor ay nagsisimula sa pagtuklas ng batas ng electromagnetic induction. Ayon sa kanya, ang induction current ay palaging gumagalaw sa paraang upang kontrahin ang sanhi na sanhi nito. Ang teoryang ito ang naging batayan para sa paglikha ng unang de-koryenteng motor.
Ang mga modernong modelo ay nakabatay sa parehong prinsipyo, ngunit lubos na naiiba sa mga unang kopya. Ang mga de-koryenteng motor ay naging mas malakas, mas compact, ngunit ang pinakamahalaga, ang kanilang kahusayan ay tumaas nang malaki. Naisulat na namin sa itaas ang tungkol sa kahusayan ng isang de-koryenteng motor, at kumpara sa isang panloob na makina ng pagkasunog, ito ay isang kamangha-manghang resulta. Halimbawa, ang maximum na kahusayan ng internal combustion engine ay umaabot sa 45%.
Mga bentahe ng electric motor
Mataas na kahusayan ang pangunahing bentahe ng naturang motor. At kung ang isang panloob na engine ng pagkasunog ay gumugol ng higit sa 50% ng enerhiya sa pagpainit, kung gayon sa isang de-koryenteng motor ang isang maliit na bahagi ay ginugol sa pagpainitenerhiya.
Ang pangalawang bentahe ay magaan ang timbang at compact size. Halimbawa, ang Yasa Motors ay lumikha ng isang motor na may timbang na 25 kg lamang. Ito ay may kakayahang maghatid ng 650 Nm, na isang napaka disenteng resulta. Gayundin, ang mga naturang motor ay matibay, hindi kailangan ng gearbox. Maraming mga may-ari ng electric car ang nagsasalita tungkol sa kahusayan ng mga de-koryenteng motor, na lohikal sa ilang lawak. Pagkatapos ng lahat, sa panahon ng operasyon, ang de-koryenteng motor ay hindi naglalabas ng anumang mga produkto ng pagkasunog. Gayunpaman, maraming mga driver ang nakakalimutan na kinakailangan na gumamit ng karbon, gas o enriched uranium upang makabuo ng kuryente. Ang lahat ng mga elementong ito ay nagpaparumi sa kapaligiran, kaya ang pagiging magiliw sa kapaligiran ng mga de-koryenteng motor ay isang napakakontrobersyal na isyu. Oo, hindi nila nadudumihan ang hangin sa panahon ng operasyon. Para sa kanila, ginagawa ito ng mga power plant sa paggawa ng kuryente.
Pagbutihin ang kahusayan ng mga de-koryenteng motor
Ang mga de-koryenteng motor ay may ilang mga kakulangan na may masamang epekto sa kahusayan sa trabaho. Ang mga ito ay mahina na panimulang torque, mataas na panimulang kasalukuyang at hindi pagkakapare-pareho sa pagitan ng mekanikal na metalikang kuwintas ng baras at ang mekanikal na pagkarga. Ito ay humahantong sa katotohanang bumababa ang kahusayan ng device.
Upang mapabuti ang kahusayan, sinusubukan nilang i-load ang makina sa 75% o higit pa at pataasin ang mga power factor. Mayroon ding mga espesyal na device para sa pag-regulate ng dalas ng ibinibigay na kasalukuyang at boltahe, na humahantong din sa pagtaas ng kahusayan at pagtaas ng kahusayan.
Ang isa sa mga pinakasikat na device para sa pagpapataas ng kahusayan ng isang de-koryenteng motor ay isang makinissimulan, na naglilimita sa rate ng paglago ng inrush na kasalukuyang. Angkop din na gumamit ng mga frequency converter upang baguhin ang bilis ng pag-ikot ng motor sa pamamagitan ng pagpapalit ng dalas ng boltahe. Ito ay humahantong sa isang pagbawas sa paggamit ng kuryente at nagbibigay ng isang maayos na pagsisimula ng engine, mataas na katumpakan ng pagsasaayos. Ang panimulang torque ay tumataas din, at sa isang variable na pagkarga, ang bilis ng pag-ikot ay nagpapatatag. Bilang resulta, napabuti ang kahusayan ng de-koryenteng motor.
Maximum na kahusayan ng motor
Depende sa uri ng konstruksyon, ang kahusayan ng mga de-koryenteng motor ay maaaring mag-iba mula 10 hanggang 99%. Ang lahat ay nakasalalay sa kung anong uri ng makina ito. Halimbawa, ang kahusayan ng isang piston-type pump motor ay 70-90%. Ang huling resulta ay depende sa tagagawa, ang disenyo ng aparato, atbp. Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa kahusayan ng crane motor. Kung ito ay katumbas ng 90%, nangangahulugan ito na ang 90% ng natupok na kuryente ay gagamitin upang magsagawa ng mekanikal na trabaho, ang natitirang 10% ay gagamitin upang magpainit ng mga bahagi. Gayunpaman, may mga pinakamatagumpay na modelo ng mga de-koryenteng motor, na ang kahusayan nito ay lumalapit sa 100%, ngunit hindi katumbas ng halagang ito.
Posible bang makamit ang higit sa 100% na kahusayan?
Hindi lihim na ang mga de-koryenteng motor na ang kahusayan ay lumampas sa 100% ay hindi maaaring umiral sa kalikasan, dahil ito ay sumasalungat sa pangunahing batas ng pagtitipid ng enerhiya. Ang katotohanan ay ang enerhiya ay hindi maaaring magmula saanman at mawala sa parehong paraan. Kailangan ng bawat makinamapagkukunan ng enerhiya: gasolina, kuryente. Gayunpaman, ang gasolina ay hindi walang hanggan, tulad ng kuryente, dahil ang kanilang mga stock ay kailangang mapunan. Ngunit kung mayroong isang mapagkukunan ng enerhiya na hindi kailangang mapunan, kung gayon posible na lumikha ng isang motor na may kahusayan na higit sa 100%. Ang imbentor ng Russia na si Vladimir Chernyshov ay nagpakita ng isang paglalarawan ng makina, na nakabatay sa isang permanenteng magnet, at ang kahusayan nito, gaya ng tiniyak mismo ng imbentor, ay higit sa 100%.
Hydroelectric bilang isang halimbawa ng perpetual motion machine
Halimbawa, kumuha tayo ng hydroelectric power plant, kung saan nabubuo ang enerhiya sa pamamagitan ng pagbagsak mula sa napakataas na tubig. Pinapaikot ng tubig ang turbine, na gumagawa ng kuryente. Ang pagbagsak ng tubig ay isinasagawa sa ilalim ng impluwensya ng gravity ng Earth. At kahit na ang gawain ng paggawa ng kuryente ay ginagawa, ang gravity ng Earth ay hindi humina, iyon ay, ang puwersa ng pagkahumaling ay hindi bumababa. Pagkatapos ang tubig ay sumingaw sa ilalim ng pagkilos ng sikat ng araw at muling pumasok sa reservoir. Kinukumpleto nito ang cycle. Bilang resulta, nagkaroon ng kuryente, at naibalik ang mga gastos sa produksyon nito.
Siyempre, masasabi nating ang Araw ay hindi walang hanggan, ito ay totoo, ngunit ito ay tatagal ng ilang bilyong taon. Tulad ng para sa gravity, ito ay patuloy na gumagawa ng trabaho, na kumukuha ng kahalumigmigan mula sa kapaligiran. Sa pangkalahatan, ang hydroelectric power plant ay isang makina na nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya, at ang kahusayan nito ay higit sa 100%. Nilinaw nito na hindi karapat-dapat na huminto upang maghanap ng mga paraan upang lumikha ng isang de-koryenteng motor, ang kahusayan nito ay maaaring higit sa 100%. Pagkatapos ng lahat, hindi lamang gravity ang maaaring gamitin bilang isang hindi mauubos na mapagkukunanenerhiya.
Mga permanenteng magnet bilang pinagmumulan ng enerhiya para sa mga motor
Ang pangalawang kawili-wiling mapagkukunan ay isang permanenteng magnet, na hindi tumatanggap ng enerhiya mula sa kahit saan, at ang magnetic field ay hindi natupok kahit na gumagawa ng trabaho. Halimbawa, kung ang isang magnet ay umaakit ng isang bagay sa sarili nito, pagkatapos ay gagawin nito ang gawain, at ang magnetic field nito ay hindi hihina. Ang pag-aari na ito ay sinubukan nang higit sa isang beses upang lumikha ng tinatawag na perpetual motion machine, ngunit sa ngayon ay wala pa o mas kaunting normal ang napunta rito. Mawawala ang anumang mekanismo sa madaling panahon, ngunit ang pinagmulan mismo, na isang permanenteng magnet, ay halos walang hanggan.
Gayunpaman, may mga eksperto na nagsasabing sa paglipas ng panahon, nawawalan ng lakas ang mga permanenteng magnet dahil sa pagtanda. Hindi ito totoo, ngunit kahit na ito ay totoo, kung gayon posible na buhayin siya sa isang electromagnetic pulse lamang. Ang isang makina na mangangailangan ng recharging isang beses bawat 10-20 taon, bagama't hindi nito masasabing walang hanggan, ay napakalapit dito.
Maraming pagsubok na ang gumawa ng perpetual motion machine batay sa mga permanenteng magnet. Sa ngayon ay wala pang matagumpay na solusyon, sa kasamaang palad. Ngunit dahil sa katotohanan na mayroong pangangailangan para sa mga naturang makina (hindi maaaring magkaroon), posible na sa malapit na hinaharap ay makakakita tayo ng isang bagay na malapit na malapit sa modelo ng panghabang-buhay na motion machine na papaganahin ng renewable energy..
Konklusyon
Ang kahusayan ng isang de-koryenteng motor ay ang pinakamahalagang parameter na tumutukoy sa kahusayan ng isang partikular na motor. Ang mas mataas na kahusayan, mas mahusay ang motor. Sa isang makina na may kahusayan na 95%, halos lahatang enerhiya na ginugol ay ginugol sa paggawa ng trabaho at 5% lamang ang ginugol hindi sa pangangailangan (halimbawa, sa pagpainit ng mga ekstrang bahagi). Ang mga modernong makina ng diesel ay maaaring umabot sa kahusayan ng 45%, at ito ay itinuturing na isang cool na resulta. Ang kahusayan ng mga makina ng gasolina ay mas mababa pa.
