短文5：電機的效率計算問題

電機的效率是輸入功率和輸出功率的比值嗎？這說法對阻性電機是對的，對感性（容性）電機就不對了，感性電機輸入電流是“有功電流+無功電流”的混合物，因此，輸入功率不能直接作為有用功率或有功功率來做效率計算；就因為在輸入電流進入電機時，就已經(jīng)有不作功的無功功率進入，在效率計算時必須剔除，所以輸入功率除了已知的線圈銅損、鐵芯鐵損、機械磨損、散熱風(fēng)損之外，還有特殊的“進入損耗”，其罪魁禍?zhǔn)拙褪枪β室蛩兀?/p>

電機工程師在設(shè)計電機時，常常為“效率”與“功率因素”這兩個參數(shù)頭疼：滿足了前者后者得不到最佳值，滿足了后者前者拿不到最佳值，一般的設(shè)計最后只能兩者兼顧而取中間值。

為此我們提出“電機是由2種能量轉(zhuǎn)換機制共一體的機電轉(zhuǎn)換設(shè)備”的說法。簡單說：

電機的電源輸入端“電力能量轉(zhuǎn)為磁通能量”的輸入端能量轉(zhuǎn)換機制；

電機的扭矩輸出端“磁通能量轉(zhuǎn)為機械力”的輸出端能量轉(zhuǎn)換機制。

入出兩種轉(zhuǎn)換機制以磁通能量為可替換的中間介質(zhì)，并使定子與轉(zhuǎn)子間的氣磁隙為中間介質(zhì)的隔離而各自獨立，由此，輸入端和輸出端就有各自獨立的特性和轉(zhuǎn)換效率（如圖）。

由此物理概念計算電機（感性或容性）效率：

電機輸入端的電能能量進入電機線圈轉(zhuǎn)化為磁場能量，輸入端的效率=磁場功率/有功功率。

電機輸出端的磁場能量帶動轉(zhuǎn)子輸出扭矩為做功功率，輸出端的效率=做功功率/磁場功率。

因此，電機的效率 =輸出端效率/輸入端效率 =做功功率/有功功率，與教科書說法不變。

審核編輯 黃宇