Effetto del carico del motore elettrico su efficienza e potenza
La riserva di carica in generale o il sottocarico del motore elettrico provocano un degrado di efficienza e potenza. A volte è necessario conoscere i valori effettivi di questi coefficienti per determinare i valori della potenza attiva e reattiva consumata dal motore elettrico dalla rete.
L'efficienza dei motori elettrici a carichi inferiori a quelli nominali può essere determinata dalla formula:
dove ηnom è il rendimento nominale del motore elettrico.
Per determinare β, usa la formula:
dove Kz è il rapporto tra il carico effettivo e quello nominale (fattore di carico);
α — coefficiente assunto pari a:
• per motori DC con eccitazione in serie - da 0,5 (per bassa velocità) a 1 (per alta velocità);
• per motori elettrici con eccitazione parallela - da 1 (per bassa velocità) a 2 (per alta velocità);
• per motori elettrici asincroni — da 0,5 a 1; per gru e motori elettrici sincroni — fino a 2.
I valori fattore di potenza Il motore a induzione dipende da molti fattori e, in senso stretto, è diverso per ogni motore elettrico, anche dello stesso tipo.
Tuttavia, nelle condizioni di progetto è sufficiente conoscere solo i valori medi approssimativi del fattore di potenza in funzione dei carichi previsti.
Da un grafico a torta semplificato si ottiene la seguente relazione:
Designazioni — vedi fig. 1.
dove tanφ1, è la tangente dell'angolo di fase corrispondente al carico effettivo del motore elettrico P1, kW; tanφnom — la tangente dell'angolo di sfasamento corrispondente al carico nominale del motore elettrico PH0M (determinato da cosφnom specificato nel passaporto del motore); σ-rapporto del momento ribaltante rispetto a quello nominale (rientra nei limiti ristretti di 1,8-2);
K3 — fattore di carico.
Riso. 1. Curve di efficienza di motori elettrici asincroni differenti in funzione del carico.
Riso. 2. Curve del fattore di potenza dei motori elettrici asincroni in funzione del carico.
Le curve della dipendenza di η e cosφ dal carico per i tipi più comuni di motori elettrici asincroni sono riportate in fig. 1 e 2.