Втрати потужності і коефіцієнт корисної дії машин постійного струму

КЛАСИФІКАЦІЯ ВТРАТ І ЗАЛЕЖНІСТЬ ЇХ ВІД НАВАНТАЖЕННЯ.

ЕНЕРГЕТИЧНІ ДІАГРАМИ ГЕНЕРАТОРА ТА ДВИГУНА.

ВИЗНАЧЕННЯ К.К.Д. ГЕНЕРАТОРА І ДВИГУНА.

КЛАСИФІКАЦІЯ ВТРАТ ПОТУЖНОСТІ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИНАХ

При перетворенні ел.енергії в механічну і навпаки – відбуваються втрати енергії. Вони бувають постійними, що не залежать від навантаження, і змінними – що залежать від навантаження. В свою чергу постійні втрати поділяють на магнітні і механічні.

ПОСТІЙНІ ВТРАТИ

До постійних втрат належать магнітні втрати (втрати в сталі машин) Р_ст і механічні Р_мех.

• Магнітні втрати складаються з втрат на гістерезис* і вихрові струми. Втрати на гістерезис спричиняються в основному перемагнічуванням сталі якоря при обертанні його в магнітному полі полюсів. Магнітні втрати залежать від частоти перемагнічування сталі якоря f, тобто від обертів і від величини магнітної індукції В.

​

*Магнітний гістерезис — неоднозначна залежність магнітної індукції (намагніченості) магнітного матеріалу від напруженості зовнішнього магнітного поля, що періодично змінює напрямок

ПОСТІЙНІ ВТРАТИ

• Механічні втрати складаються з втрат на тертя у підшипниках, щіток об колектор, якоря об повітря і вентиляційних втрат. Механічні втрати, як і магнітні, не залежать від навантаження, а залежать лише від швидкості обертання якоря.

*У машинах потужністю до 100 Вт механічні втрати становлять 2–4% номінальної потужності.

Сума механічних і магнітних втрат становлять втрати холостого ходу:

Р_о = Р_ст + Р_мех.

​

ЗМІННІ ВТРАТИ

• До змінних втрат належать втрати на нагрівання обмоток якоря і збудження. Їх називають втратами в міді, або електричними втратами. Втрати в міді залежать від струму якоря, тобто від навантаження, тому їх називають змінними втратами.
• Вони пропорціональні квадрату струму та опору відповідного кола і визначаються за формулами:

�

ДОДАТКОВІ ВТРАТИ

Додаткові втрати в машинах постійного струму складаються з втрат у сталі полюсних наконечників, обумовлених пульсацією основного магнітного потоку внаслідок зубчастості якоря, втрат у сталі якоря внаслідок спотворення основного магнітного поля реакцією якоря, втрат від вихрових струмів у міді обмоток, якщо обмотка виконана з проводів великого перерізу, втрат, зв’язаних з комутацією струму, і неврахованих втрат.

Енергетичні діаграми:

а) генератора

б) двигуна

КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ (ККД) МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Коефіцієнтом корисної дії (ККД) машин постійного струму називають відношення корисної потужності Р₂, яку віддає машина, до підведеної потужності Р₁.

Якщо виміряти підведену Р1 і віддавану Р2 потужності і визначити ККД за формулою, то такий метод визначення ККД називають прямим. Цей метод не застосовують, бо він неекономічний – треба машину навантажувати на повну потужність, що призводить до великої витрати енергії.

КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ (ККД) МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

На практиці ККД визначають непрямим методом. Для цього знаходять суму втрат ∑Р в машині при визначеному режимі роботи, і ККД визначають за такими формулами:

​

де U – напруга машини, В.

І – струм машини (А) зазначається на заводському щитку.