Потери и КПД машин постоянного тока

Энергетическая диаграмма двигателя приведена на рис.8.17. Мощность Р₁, подводимая из сети, делится между цепью якоря Р_Я (большая часть) и цепью возбуждения Р_В=UI_B (несколько процентов). Небольшую часть мощности цепи якоря составляет мощность потерь на нагревание обмотки ; остальная часть преобразуется в механическую мощность Р_МЕХ. Однако чтобы определить полезную мощность Р₂ на валу машины, необходимо отнять от механической мощности Р_МЕХ мощность потерь в стали Р_С (на гистерезис и вихревые токи) и мощность механических потерь на трение Р_{МЕХ. П}: в подшипниках, щетках на коллекторе и о воздух.

Рис. 8.19 Энергетическая диаграмма двигателя

Таким образом, потери подразделяются на:

ü электрические ∆Р_Э – потери во всех обмотках машины и в переходном слое сопротивления “щетка – коллектор”;

ü магнитные ∆Р_С – потери на гистерезис и вихревые токи;

ü механические ∆Р_МЕХ – потери в подшипниках, трение щеток о коллектор и вращающихся частей о воздух;

ü добавочные ∆Р_Д – потери в полюсных наконечниках и зубцах из-за пульсации магнитного потока, от полей рассеяния и т.д.

Потери ∆Р_С, ∆Р_МЕХ мало изменяются при изменении нагрузки и называются постоянными. Потери же ∆Р_Э и ∆Р_Д зависят от нагрузки (∆Р_Э=∑I_i²R_i) и составляют переменные потери машины.

Суммарные потери определяются выражением

∑∆Р=∆Р_ЭЛ+∆Р_С+∆Р_МЕХ

Коэффициент полезного действия машины равен отношению полезной мощности Р₂ к подводимой мощности Р₁:

Приведенные выражения равноценны, однако, для определения η генератора удобнее пользоваться первым выражением, а двигателя – двумя последними. Кривая КПД представлена на рис. 8.18. Максимальное значение КПД соответствует загрузке машины около 75%, когда переменные потери равны постоянным, т.е.

∆Р_ЭЛ+∆Р_Д=∆Р_С+∆Р_МЕХ

Рис. 8.20 КПД машины постоянного тока.

Выпускаемые современной промышленностью машины постоянного тока общепромышленного применения серии 2П имеют КПД 80 – 94%.

Дата добавления: 2014-01-04