Sprawność (η) silnika indukcyjnego zależy od relacji między mocą użyteczną na wale a sumą strat. W uproszczeniu straty można podzielić na:
- straty w przybliżeniu stałe (np. w rdzeniu, mechaniczne), które występują prawie niezależnie od obciążenia,
- straty zależne od prądu (głównie miedziane w uzwojeniach), które rosną wraz z obciążeniem mniej więcej jak I².
Gdy silnik pracuje przy bardzo małym obciążeniu, moc użyteczna jest niewielka, a straty stałe nadal występują, więc udział strat w bilansie jest duży i sprawność spada. Gdy obciążenie rośnie, moc użyteczna rośnie szybciej niż straty stałe, więc sprawność poprawia się.
Po przekroczeniu pewnego punktu (zwykle w okolicach obciążenia znamionowego) zaczynają dominować straty zależne od prądu: prąd rośnie, rosną straty I²R, a także mogą zwiększać się straty dodatkowe. Wtedy dalsze dociążanie powoduje, że sprawność przestaje rosnąć, a często zaczyna maleć. Dlatego odpowiedź "obciążeniu mocą zbliżoną do mocy znamionowej" najlepiej opisuje punkt pracy o najwyższej sprawności.
Dlaczego pozostałe opcje są niepoprawne?
- "najmniejszym poślizgu" – mały poślizg często występuje przy małym obciążeniu, ale to nie gwarantuje najwyższej sprawności, bo przy niskim obciążeniu relatywnie duże są straty stałe.
- "maksymalnym współczynniku mocy" – wysoki cosφ jest korzystny dla sieci i ogranicza moc bierną, ale maksimum cosφ nie musi pokrywać się z maksimum sprawności. To dwa różne kryteria pracy.
- "największym poślizgu" – duży poślizg oznacza większe różnice prędkości i zwykle większe straty w wirniku oraz nagrzewanie, co nie sprzyja wysokiej sprawności.
W praktyce eksploatacyjnej warto dobierać moc silnika tak, aby typowe obciążenie procesu było możliwie blisko znamionowego (z odpowiednim zapasem), bo przewymiarowanie może skutkować długotrwałą pracą przy niskiej sprawności.
