Hoe motorefficiëntie te berekenen

Inhoud

• Kracht, energie en werk
• Typische motorefficiëntiewaarden
• Formule elektrische efficiëntie
• Formule motorvermogenberekening
• Motorefficiency Calculator: alternatieve formule

Het doel van een motor is om iets in beweging te krijgen. Vaak is dat iets een as, waarvan de rotatiebeweging kan worden omgezet in translatiebeweging, zoals in een auto, of anderszins kan worden gebruikt om mechanische werk (die eenheden energie heeft).

De macht (energie per tijdseenheid) voor de motor komt meestal van elektriciteit, waarvan de uiteindelijke bron een kolencentrale, een windmolen of een bank met zonnecellen kan zijn.

Toegepaste fysica kan worden gebruikt om te bepalen motor efficiëntie, dat is een maat voor de fractie energie die in een mechanisch systeem wordt gestopt en die nuttig werk oplevert. Hoe efficiënter de motor, hoe minder energie wordt verspild als warmte, wrijving enzovoort, en des te meer kostenbesparingen voor een bedrijfseigenaar in een productiescenario.

Kracht, energie en werk

Energie is natuurkunde neemt vele vormen aan: kinetisch, potentieel, warmte, mechanisch, elektrisch en meer. Werk wordt gedefinieerd als de hoeveelheid energie die wordt verbruikt bij het verplaatsen van een massa m over een afstand X door een kracht uit te oefenen F. Werk in het SI (metrisch) systeem heeft eenheden van Newton-meter, of Joules (J).

macht is energie per tijdseenheid. Je zou een bepaald aantal joules kunnen besteden aan het oversteken van een parkeerplaats, maar als je de afstand aflegt in 20 seconden in plaats van te kuieren en twee minuten in beslag neemt, is je vermogen in het zingvoorbeeld overeenkomstig hoger. De SI-eenheid is Watts (W) of J / s.

Typische motorefficiëntiewaarden

Efficiëntie is gewoon output (nuttig) vermogen gedeeld door ingangsvermogen, met het verschil dat verliezen te wijten zijn aan onvolkomenheden in ontwerp en andere onvermijdelijkheden. De efficiëntie in deze con is een decimaal variërend van 0 tot 1,0, of soms een percentage.

Meestal, hoe krachtiger de motor, hoe efficiënter deze naar verwachting zal zijn. Een efficiëntie van 0,80 is goed voor een motor van 1 tot 4 pk, maar het is normaal om te streven naar meer dan 0,90 voor motoren met 5 pk en meer.

Formule elektrische efficiëntie

Efficiëntie wordt vaak aangeduid met de Griekse letter eta (η) en wordt berekend met de volgende formule:

η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}

Hier, pK = motorvermogen, laden = Uitgangsvermogen als een percentage van het nominale vermogen, en P_ik = ingangsvermogen in kW.

Voorbeeld: Gegeven een motor van 75 pk, een gemeten belasting van 0,50 en een ingangsvermogen van 70 kW, wat is het motorrendement?

begin {uitgelijnd} η & = frac {0,7457 ; {kW / pk} × 75 ; {hp} × 0,50} {70 ; {kW}} & = 0,40 einde {uitgelijnd}

Formule motorvermogenberekening

Soms krijgt u de efficiëntie van een probleem en wordt u gevraagd om een ​​andere variabele op te lossen, zoals het ingangsvermogen. In dit geval herschikt u de vergelijking indien nodig.

Voorbeeld: Gegeven een motorrendement van 0,85, een belasting van 0,70 en een motor van 150 pk, wat is het ingangsvermogen?

begin {uitgelijnd} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Daarom} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {kW / pk} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {kW} end {uitgelijnd }

Motorefficiency Calculator: alternatieve formule

Soms krijgt u de parameters van een motor, zoals het koppel (kracht uitgeoefend om een ​​rotatie-as) en het aantal omwentelingen per minuut (rpm). Je kunt de relatie gebruiken η = P_O/P_ikwaar P_O is uitgangsvermogen om in dergelijke gevallen de efficiëntie te bepalen, omdat P_ik is gegeven door ik × V, of huidige tijden spanning, terwijl P_O is gelijk aan koppel τ maal rotatiesnelheid ω. Rotatiesnelheid in radialen per seconde wordt beurtelings gegeven door ω = (2π) (rpm) / 60.

Dus:

begin {uitgelijnd} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {uitgelijnd}