10.3. Втрати енергії і ККД

Процеси перетворення механічної енергії на електричну і навпаки, що відбуваються в машині постійного струму, супроводжуються втратами енергії. Ці втрати поділяють на електричні, магнітні, механічні і додаткові. До електри­чних втрат відносять втрати в обмотках якоря і збудження, а також втрати в щі­тковому контакті.

Втрати в обмотці якоря і в послідовній обмотці збудження пропорційні квадрату струму і дорівнюють І -R (R - опір якірного кола машини). Електричні втрати в щіткових контактах визначають, виходячи із струму якірного кола і падіння напруги під щітками однієї полярності:

АРЩ = 2АІ/ЩІя . (10.3)

Електричні втрати в опорах якірного кола, включаючи щітковий контакт, становлять приблизно 50% всіх втрат енергії у машині.

Втрати енергії в обмотці збудження машин з незалежним, паралельним і змішаним збудженням прийнято визначати через потужність, що поглинається цією обмоткою АРзб = изб-Ізб. Вони становлять 0,5 - 7% від номінальної потуж­ності машини, причому менший відсоток втрат належить до більш потужних машин. Сумарні електричні втрати в машині постійного струму

АРЕ = ІЯ R, + ІЯR36 + ІЯR^. +АРщ +АРзб, (10.4)

де R^, Rд.П., - опори послідовної обмотки збудження й обмотки додаткових по­люсів.

У машинах постійного струму магнітний потік нерухомий у просторі і постійний у часі. Тому при обертанні перемагнічується тільки сталь якоря, че­рез що його осердя виконують набраним з листового матеріалу. Магнітні втра­ти в сталі якоря АРс становлять менше 1 - 3% від номінальної потужності ма­шини. До магнітних відносять також втрати в полюсних наконечниках, голо­вних полюсах і в ярмі, зумовлені пульсаціями магнітного потоку, причиною яких є зубчаста конструкція якоря.

Механічні втрати АРмех, до яких відносять втрати від тертя в підшипни­ках, вентиляційні втрати і втрати на тертя щіток об колектор, залежать від час­тоти обертання якоря, і для машин потужністю 10 - 500 кВт становлять 0,5 - 2% від Рном (менший відсоток належить потужним машинам).

У машинах постійного струму є ще інші втрати, об'єднані в групу додат­кових втрат АРдод. Вважають, що вони дорівнюють 0,01 Рном.

Знаючи суму всіх втрат у машині

АРЕ = АРе +АРс + АРмех + АРдод , (10.5) можна визначити її ККД (у відсотках):

Машини потужністю до 100 кВт мають ККД 75 - 90%, потужністю 500 + 1000 кВт - 91 - 95%.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я