Здавалка
Главная | Обратная связь

Потери мощности и КПД машин постоянного тока



 

При работе электрических машин часть энергии в отдельных ее уз­лах теряется, превращаясь в тепло. Потери энергии в машинах постоянного тока можно разделить на следующие группы.

1. Механические потери ΔРмех: трение в подшипниках, трение щеток о коллектор, трение якоря о воздух, вентиляционные. Обычно эти потери определяются по эмпирическим формулам или экспериментально.

2. Магнитные потери ΔРст: потери на гистерезис, обусловленные перемагничиванием сердечника якоря и зубцов при вращении, и потери на вихревые токи, обусловленные пересечением магнитным потоком отдельных точек тела якоря. Вихревые токи замыкаются в плоскостях продольного разреза якоря. С целью уменьшения потерь на вихревые токи сердечник якоря собирают из штампованных, изолированных друг от друга, листов электротехнической стали. Потери в стали, учитывающие потери на гистерезис и вихревые токи, определяются по формуле

,

где К0 – опытный коэффициент, учитывающий влияние обработки и сборки листовой стали, равный для машин постоянного тока 1,7…4,0; Ру – удельные потери в стали, зависящие от сорта и толщины листов; f – частота перемагничивания стали; β – коэффициент, равный для слаболегированных и среднелегированных сталей 1,4…1,6, для высоколегированных 1,2…1,3; В – магнитная индукция в стали; m – масса сердечника якоря или зубцов.

Эта формула является универсальной, т.е. по ней можно опре­делять потери в стали и в машинах переменного тока.

3. Электрические потери ΔРэ – это потери в обмотке якоря, в обмоках возбуждения, добавочных полюсов и компенсационной, в контактном слое щеток, которые определяются по формуле

 

ΔРэ =rяIя + UвIя +(rc + rk + rд)Iя2+ ∆UщIя,

 

где rя, Iя– полное сопротивление цепи якоря и ток в ней; Uв, Iв– напряжение и ток возбуждения; rс, rк, rд – сопротивления обмоток, соответственно, последовательной, компенсационной и добавочных полюсов; ΔUщ – переходное падение напряжения на пару щеток, (среднее значение ΔUщ=2В). Потери на возбуждение относятся к источнику, питающему обмотку возбуждения.

4. Добавочные потери Δ : механические потери, обусловленные вибрацией вала, щеток, потери в стали, обусловленные неравномер­ностью распределения индукции в зубцах, потери в полюсных нако­нечниках, обусловленные пульсацией основного потока вследствие зубчатости якоря и другие. Добавочные потери трудно поддаются учету, поэтому для нормальных машин ГОСТ предусматривает ΔPд=0,01 Pн.

Полные потери в машине постоянного тока находятся по формуле

∑ΔР = ΔРмех+ ΔРст + ΔРд + ΔРэ . (1.32)

 

Механические и магнитные потери практически не зависят от нагрузки машины, поэтому принято называть их потерями холостого хода ΔР0, электрические же потери пропорциональны квадрату тока, поэтому являются переменными и зависят от нагрузки машины. Если подвести к машине мощность P1, то она распределится следующим образом

Р1 = Р2 +∑ΔР = Рэм + ΔРмех + ΔРст + ΔРд = Рэм + ΔР0, . (1.33)  

где P1 =UI– это электрическая мощность, подводимая к двигателю, или механическая мощность на валу приводного двигателя генератора; Р2 – механическая мощность, снимаемая с вала двигателя или электрическая мощность, отдаваемая генератором во внешнюю цепь.

Отношение полезной мощности Р2 к подводимой мощности Р1 называется коэффициентом полезного действия

КПД машин постоянного тока величина непостоянная, он изменяет­ся при изменении нагрузки, достигая максимума при нагрузках от 75% до 100% номинальной. В зависимости от мощности машин КПД в номинальном режиме для малых машин достигает 83…87% и для машин большой мощности 92…97%.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.