КПД_ДПТ. Коэффициент полезного действия
 Скачать 177.09 Kb.
|
|
Коэффициент полезного действия. Коэффициент полезного действия электрической машины представляет собой отношение мощностей отдаваемой (полезной)  к подводимой (потребляемой)  ,: .Определив суммарную мощность вышеперечисленных потерь  , (29.31)можно подсчитать КПД машины по одной из следующих формул: для генератора  ; (29.32)для двигателя  . (29.33)Обычно КПД машин постоянного тока составляет 0,75—0,90 для машин мощностью от 1 до 100 кВт и 0,90—0,97 для машин мощностью свыше 100 кВт. Намного меньше КПД машин постоянного тока малой мощности. Например, для машин мощностью от 5 до 50 Вт  = 0,15÷0,50. Указанные значения КПД соответствуют номинальной нагрузке машины. Зависимость КПД машины постоянного тока от нагрузки выражается графиком  , форма которого характерна для электрических машин (рис. 29.13). Рис. 29.13. Зависимость Коэффициент полезного действия электрической машины можно определять: а) методом непосредственной нагрузки по результатам измерений подведенной и отдаваемой мощностей; б) косвенным методом по результатам измерений потерь.Метод непосредственной нагрузки применим только для машин малой мощности, для остальных случаев применяется косвенный метод, как более точный и удобный. Установлено, что при > 80 % измерять КПД методом непосредственной нагрузки нецелесообразно, так как он дает большую ошибку, чем косвенный метод.В машинах постоянного тока, как и в других электрических машинах, имеют место магнитные, электрические и механические потери (составляющие группу основных потерь) и добавочные потери. Магнитные потери  происходят только в сердечнике якоря, так как только этот элемент магнитопровода машины постоянного тока подвергается перемагничиванию. Величина магнитных потерь, состоящих из потерь от гистерезиса и потерь от вихревых токов, зависит от частоты перемагничивания  значений магнитной индукции в зубцах и спинке якоря, толщины листов электротехнической стали, ее магнитных свойств и качества изоляции этих листов в пакете якоря.Электрические потерив коллекторной машине постоянного тока обусловлены нагревом обмоток и щеточного контакта. Потери в цепи возбуждения определяются потерями в обмотке возбуждения и в реостате, включенном в цепь возбуждения:  (29.18)Здесь  — напряжение на зажимах цепи возбуждения. Потери в обмотках цепи якоря (29.19)где сопротивление обмоток в цепи якоря  , приведенное к расчетной рабочей температуре  , определяется по (13.4) с учетом данных, приведенных в § 13.1 и § 8.4.Электрические потери также имеют место и в контакте щеток:  (29-20)где  — переходное падение напряжения, В, на щетках обеих полярностей, принимаемое в соответствии с маркой щеток по табл. 27.1.Электрические потери в цепи якоря и в щеточном контакте зависят от нагрузки машины, поэтому эти потери называют переменными. Механические потери.В машине постоянного тока механические потери складываются из потерь от трения щеток о коллектор  (29.21)трения в подшипниках  и на вентиляцию   (29.22)где  — коэффициент трения щеток о коллектор   — поверхность соприкосновения всех щеток с коллектором, м2;  — удельное давление, Н/м2, щетки [для машин общего назначения =(2÷3)·104 Н/м2];окружная скорость коллектора (м/с) диаметром  (м) .(29.23)Механические и магнитные потери при стабильной частоте вращения  можно считать постоянными.Сумма магнитных и механических потерь составляют потери х.х.:  . (29.24)Если машина работает в качестве двигателя параллельного возбуждения в режиме х.х., то она потребляет из сети мощность  . (29.25)Однако ввиду небольшого значения тока  электрические потери  и  весьма малы и обычно не превышают 3% потерь . Поэтому, не допуская заметной ошибки, можно записать  , откуда потери х.х. . (29.26)Таким образом, потери х.х. (магнитные и механические) могут быть определены экспериментально. В машинах постоянного тока имеется ряд трудно учитываемых потерь — добавочных. Эти потери складываются из потерь от вихревых токов в меди обмоток, потерь в уравнительных соединениях, в стали якоря из-за неравномерного распределения индукции при нагрузке, в полюсных наконечниках, обусловленных пульсацией основного потока из-за наличия зубцов якоря, и др. Добавочные потери составляют хотя и небольшую, но не поддающуюся точному учету величину. Поэтому, согласно ГОСТу, в машинах без компенсационной обмотки значение добавочных потерь  принимают равным 1% от полезной мощности для генераторов или 1% от подводимой мощности для двигателей. В машинах с компенсационной обмоткой значение добавочных потерь принимают равным соответственно 0,5%.Мощность (Вт) на входе машины постоянного тока (подводимая мощность): для генератора (механическая мощность)  (29.27)где  — вращающий момент приводного двигателя, Н∙м; для двигателя (электрическая мощность)  . (29.28)Мощность (Вт) на выходе машины (полезная мощность): для генератора (электрическая мощность)  ; (29.29)для двигателя (механическая мощность)  . (29.30)Здесь  и  — момент на валу электрической машины, Н-м;  — частота вращения, об/мин.
|