Потери энергии и КПД машин постоянного тока

Работа электрической машины сопровождается различного рода потерями энергии в ней, вызывающими нагрев частей машины. В машине постоянного тока электрические потери ДР;) я в обмотке якоря составляют примерно 50% всех потерь при номинальном режиме. Электрические потери в обмотках, зависящие от квадрата тока якоря, называют переменными.

Другими потерями, считающимися постоянными или потерями холостого хода, являются: ДРмагп — магнитные потери в магнитопроводе якоря, возникающие вследствие его перемагничивания при вращении (1—3% Рном); ДРмех — механические потери от трения в подшипниках и вентиляционные (менее 1—2% Риом); ДР — электрические потери в обмотке возбуждения (0,5—7% Р1ЮМ). Все эти потери практически не зависят от тока якоря.

Диаграмма преобразования энергии в генераторе постоянного тока приведена на рис. 2.6.1, а. К генератору подводится механическая мощность Рмсх = Pv Часть этой мощности расходуется на механические ЛРмех и магнитные ДРмагп потери, а остальная часть преобразуется в электрическую мощность, которая называется электромагнитной мощностью Р. Полезная электрическая мощность генератора Рэ = Р2 меньше электромагнитной мощности на значение электрических потерь в обмотках якоря ДРЭ я и возбуждения ДР:) в. Диаграмма преобразования энергии в двигателе постоянного тока приведена на рис. 2.6.1, б. К двигателю подводится электрическая мощность Рэ = Р,. Часть этой мощности расходуется на электрические потери в обмотках возбуждения ДР;) в и якоря АР} я. Остальная часть преобразуется в механическую мощность, которая называется электромагнитной

Диаграммы преобразования энергии в машине постоянного тока

Рис. 2.6.1. Диаграммы преобразования энергии в машине постоянного тока:

а — в генераторе; б — двигателе мощностью Рш. Полезная механическая мощность на валу Рмех = Р2 меньше электромагнитной мощности на величину механических ЛРмех и магнитных

ДЛ,ап. ПОТСрЬ.

Основной энергетический показатель машины — КПД (отношение полезной мощности к затраченной), который меняется вместе с изменением тока якоря. Зависимость КПД от полезной мощности ц(Р2) является рабочей характеристикой машины (рис. 2.6.2). Машина проектируется таким образом, чтобы наибольший КПД примерно соответствовал номинальной (полезной) мощности (когда переменные потери равны постоянным). При перегрузке электрические потери растут быстрее, чем полезная мощность, и КПД снижается.

Рабочая характеристика машины постоянного тока t|(jP)

Рис. 2.6.2. Рабочая характеристика машины постоянного тока t|(jP2)

Номинальное значение КПД машины постоянного тока зависит от ее номинальной мощности. Современные электрические машины имеют высокий КПД. Так, у машин постоянного тока мощностью 10 кВт КПД составляет 83—87%, мощностью 100 кВт — 88—93%. Лишь микромашины имеют относительно низкие КПД, например у двигателя постоянного тока мощностью 10 Вт КПД — 30—40%.

Задание 2.6.1. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения имеет следующие номинальные данные: РЪюм = 3 кВт; ?/ном = 220 В; /я ном = 15 А; КПД = = 80%. Считая, что электрические потери в обмотке якоря в номинальном режиме составляют половину всех потерь, определить сопротивление обмотки якоря.

Решение

Электрическая мощность Р, = P2llш/х = 3-103/0,8 = 3750 Вт. Потери IАР = = Р{ - Р2шт = 3750 - 3000 = 750 Вт. Электрические потери АРэя = ZAP/2 = 750/2 = = 375 Вт. Сопротивление обмотки якоря Яя = АРЭЯЯ ном = 375/152 = 1,66 Ом.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >