Преобразование энергии и потери в АД наглядно иллюстрирует энергетическая диаграмма, которая изображается в виде потока энергии с ответвлениями, символизирующими те или иные потери (рис. 1).
Рис. 1 — Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
АД потребляет из сети мощность:
Часть этой мощности расходуется на покрытие магнитных потерь в сердечнике статора на гистерезис и вихревые токи:
Поскольку в рабочем режиме частота перемагничивания ротора мала, то потерями в стали ротора обычно пренебрегают. Кроме того, необходимо учитывать электрические потери в обмотке статора, которые равны:
Оставшаяся часть мощности передается через воздушный зазор в ротор электромагнитным путем и поэтому называется электромагнитной мощностью:
На основании схемы замещения приведенного АД электромагнитная мощность, передаваемая в ротор, может быть записана выражением:
или
Часть электромагнитной мощности расходуется в виде электрических потерь в обмотке ротора:
Исходя из формулы Pэм, эти потери могут быть записаны также через мощность Рэм и скольжение s:
т.е. электрические потери в обмотке ротора пропорциональны скольжению.
Оставшаяся часть электромагнитной мощности преобразуется в механическую мощность АД:
Полезная механическая мощность на валу АД меньше мощности Рмех на величину механических:
и добавочных
потерь:
Механические потери обусловлены трением в подшипниках и трением вращающихся частей о воздух. Добавочные потери вызваны наличием в двигателе магнитных полей рассеяния и полей высших гармоник.
Коэффициент полезного действия определяется отношением полезной мощности на валу к мощности, потребляемой им из сети, т.е.:
где
