Потери мощности

Преобразование энергии в электрических машинах связано с потерями. Полезная мощность Р2, отдаваемая машиной, всегда меньше потребляемой мощности P1, подводимой к машине, на величину потерь ΔР = Р1 - Р2. Потери мощности снижают КПД, вызывают нагрев, ухудшают её эксплуатационные свойства. Основные потери мощности подразделяют на механические, магнитные и электрические.

Механические потери складываются из потерь на трение в подшипниках, щеток о коллектор, вращающихся частей машины о воздух, а также из потерь на вентиляцию машины. Механические потери возрастают с увеличением частоты вращения (часть потерь в квадрате, часть - в кубе).

Магнитные (потери в стали) и электрические (потери в обмотках) составляют электромагнитные потери.

Потери в стали подразделяются на два вида: на гистерезис (перемагничивание) и вихревые токи. Можно принять, что потери в стали пропорциональны квадрату индукции (квадрату подводимого напряжения). Потери на гистерезис пропорциональны частоте f (4.2) пульсаций потока в первой степени, а потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты.

Механические и магнитные потери не зависят от величины тока якоря и называются постоянными.

Электрические потери - потери в обмотках пропорциональны квадрату тока, протекающего по обмотке, и ее сопротивлению (I2 r). Эти потери называются переменными, так как они зависят от величины нагрузки машины.

Кроме основных потерь, в машине существуют добавочные потери, например в полюсных наконечниках; в сердечнике якоря, вызванные искажением поля; в обмотке якоря от вихревых токов и т.п. Величина этих потерь принимается равной 0,5 - 1% от полезной мощности (меньшая цифра относится к машинам, снабженным компенсационной обмоткой).

Коэффициент полезного действия (КПД) представляет собой отношение полезной мощности к подведенной P2/P1=η. (4.16)

Так как величина электрических потерь зависит от нагрузки машины, то с ее изменением меняется величина КПД. Максимум КПД соответствует равенству постоянных и переменных потерь.

Реакция якоря	1
При холостом ходе машины магнитное поле в ней создается только обмоткой возбуждения, так как только по этой обмотке будет проходить ток. При нагрузке ток проходит и по обмотке якоря, н.с. которой изменяет поле машины, на что впервые была указано Э. X. Ленцем. Воздействие н.с. якоря на поле машины называется реакцией якоря. На рис. 5-23, а изображено поле машины при ее холостом ходе, когда оно создается только н.с. обмотки возбуждения. На рис.5-23, б показано поле якоря. Такое поле получается в машине при наличии тока только в обмотке якоря. При этом сам якорь превращается в электромагнит. Его н.с. имеет ось, всегда совпадающую с линией щеток. Рис. 5-23. Реакция якоря при положении щеток на геометрической нейтрали. а — поле при холостом ходе; б — поле якоря, в — поле при нагрузке (nn ' — геометрическая нейтраль, mm '—физическая нейтраль)

В современных машинах для создания коммутирующего поля применяются дополнительные полюсы. Их обмотка соединяется последовательно с обмоткой якоря (рис. 5-34). При этом коммутирующее поле увеличивается пропорционально току якоря, если магнитная цепь дополнительных полюсов слабо насыщена. Поэтому е будет пропорциональна току якоря. Следовательно, здесь мы получаем автоматичность действия дополнительных полюсов.

Рис. 5-34. Соединение обмотки дополнительных полюсов с обмоткой якоря.

Число витков обмотки дополнительных полюсов должно быть так выбрано, чтобы ее н.с. не только компенсировала поперечную н.с. якоря, но и имела некоторый избыток, необходимый для создания в коммутационной зоне надлежащего поля.

Дата добавления: 2015-07-16