• Питання, що виносяться на самостійне вивчення
  • Література
  • Питання для самоконтролю
  • 1 Види втрат машин постійного струму
  • 2 Коефіцієнт корисної дії машин постійного струму
  • Приклад

  • Скачать 14.91 Mb.


    страница60/68
    Дата29.01.2019
    Размер14.91 Mb.
    ТипУчебник

    Скачать 14.91 Mb.

    Конструкція трансформаторів


    1   ...   56   57   58   59   60   61   62   63   ...   68

    Самостійна робота №48



    Тема: Втрати і ккд машини постійного струму. Серії машин постійного струму.

    Мета: ознайомитися з видами втрат, визначити коефіцієнт корисної дії та вивчити серії машин постійного струму.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Види втрат машин постійного струму

    2 Коефіцієнт корисної дії машин постійного струму

    3 Машини постійного струму серій 4П



    Література: Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. М. Кацман. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.

    Питання для самоконтролю:

    1 Де виникають магнітні втрати в машині постійного струму? Як їх визначити?

    2 Чим обумовлені електричні втрати в машині постійного струму?

    3 З яких складових складаються механічні втрати в машині постійного струму?

    4 Які втрати вважаються постійними? Чому?

    5 З яких видів втрат складаються додаткові втрати?

    6 Виведіть формулу ККД для машини постійного струму.

    7 Якими методами можна визначити ККД?

    8 Опишіть будову двигунів типу 4ПО та 4ПБ.

    9 Яка область застосування двигунів типу 4ПФ. Опишіть їх будову.


    1 Види втрат машин постійного струму

    У машинах постійного токовища, як й в інших електричних машинах, мають місце магнітні, електричні й механічні втрати (складові групу основних втрат) і додаткові втрати.

    Магнітні втрати відбуваються тільки в сердечнику якоря, тому що тільки цей елемент магнитопровода машини постійного токовища піддається перемагнічуванню. Величина магнітних втрат, що складаються із втрат від гістерезису й втрат від вихрових токовищ, залежить від частоти перемагнічування значень магнітної індукції в зубцях і спинці якоря, товщини аркушів електротехнічної сталі, її магнітних властивостей й якості ізоляції цих аркушів у пакеті якоря.

    Електричні втрати в колекторній машині постійного струму обумовлені нагріванням обмоток і щіткового контакту. Втрати в колі збудження визначаються втратами в обмотці збудження й у реостаті, включеному в ланцюг збудження:

    (29.18)

    Тут напруга на затисках ланцюга збудження. Втрати в обмотках ланцюга якоря

    (29.19)

    де опір обмоток у ланцюзі якоря , наведене до розрахункової робочої температури , визначається по (13.4) з урахуванням даних, наведених в § 13.1 й § 8.4.

    Електричні втрати також мають місце й у контакті щіток:

    (29-20)

    де — перехідне спадання напруги, В, на щітках обох полярностей, прийняте відповідно до марки щіток по табл. 27.1.



    Електричні втрати в ланцюзі якоря й у щітковому контакті залежать від навантаження машини, тому ці втрати називають змінними.

    Механічні втрати. У машині постійного токовища механічні втрати складаються із втрат від тертя щіток об колектор

    (29.21)

    тертя в підшипниках і на вентиляцію

    (29.22)

    де — коефіцієнт тертя щіток об колектор поверхня зіткнення всіх щіток з колектором, м2; — питомий тиск, Н/м2, щітки [для машин загального призначення =(2÷3) ·104 Н/м2];

    колова швидкість колектора (м/с) діаметром (м)

    . (29.23)

    Механічні й магнітні втрати при стабільній частоті обертання можна вважати постійними.



    Сума магнітних і механічних втрат становлять втрати х.х.:

    . (29.24)

    Якщо машина працює як двигун паралельного збудження в режимі х.х., то вона споживає з мережі потужність



    . (29.25)

    Однак через невелике значення токовища електричні втрати й досить малі й звичайно не перевищують 3% втрат . Тому, не допускаючи помітної помилки, можна записати , звідки втрати х.х.

    . (29.26)

    Таким чином, втрати х.х. (магнітн і механічні) можуть бути визначені експериментально.

    У машинах постійного токовища є ряд втрат, що враховують рідко, - додаткових. Ці втрати складаються із втрат від вихрових токовищ у міді обмоток, втрат у зрівняльних з'єднаннях, у сталі якоря через нерівномірний розподіл індукції при навантаженні, у полюсних наконечниках, обумовлених пульсацією основного потоку через наявність зубців якоря, і ін. Додаткові втрати становлять хоча й невелику, але не піддається точному обліку величину. Тому, відповідно до Держстандарту, у машинах без компенсаційної обмотки значення додаткових втрат приймають рівним 1% від корисної потужності для генераторів або 1% від подводимой потужності для двигунів. У машинах з компенсаційною обмоткою значення додаткових втрат приймають рівним відповідно 0,5%.

    Потужність (Вт) на вході машини постійного токовища (подводимая потужність):

    для генератора (механічна потужність)

    (29.27)

    де — обертаючий момент приводного двигуна, Н∙ м;

    для двигуна (електрична потужність)

    . (29.28)

    Потужність (Вт) на виході машини (корисна потужність):

    для генератора (електрична потужність)

    ; (29.29)

    для двигуна (механічна потужність)

    . (29.30)

    Тут й момент на валу електричної машини, Н-м; — частота обертання, про/хв.
    2 Коефіцієнт корисної дії машин постійного струму

    Коефіцієнт корисної дії електричної машини являє собою відношення потужностей що віддає (корисної) до подводимой (споживаного) ,:

    .

    Визначивши сумарну потужність перерахованих вище втрат

    , (29.31)

    можна підрахувати КПД машини по одній з наступних формул:

    для генератора

    ; (29.32)

    для двигуна

    . (29.33)

    Звичайно КПД машин постійного токовища становить 0,75—0,90 для машин потужністю від 1 до 100 квт й 0,90—0,97 для машин потужністю понад 100 квт. Набагато менше КПД машин постійного токовища малої потужності. Наприклад, для машин потужністю від 5 до 50 Вт = 0,15÷0,50. Зазначені значення КПД відповідають номінальному навантаженню машини. Залежність КПД машини постійного токовища від навантаження виражається графіком , форма якого характерна для електричних машин (мал. 29.13).


    Рис. 29.13. Залежність
    Коефіцієнт корисної дії електричної машини можна визначати: а) методом безпосереднього навантаження за результатами вимірів підведеної й потужностей, що віддає; б) непрямим методом за результатами вимірів втрат.

    Метод безпосереднього навантаження застосуємо тільки для машин малої потужності, для інших випадків застосовується непрямий метод, як більше точний і зручний. Установлено, що при > 80 % вимірювати КПД методом безпосереднього навантаження недоцільно, тому що він дає більшу помилку, чим непрямий метод.

    Існує кілька непрямих способів визначення КПД. Найбільш простий спосіб холостого ходу двигуна, коли споживана машиною постійного токовища потужність затрачається тільки на втрати х.х. [див. (29.26)]. Що ж стосується електричних втрат, те їх визначають розрахунковим шляхом після попереднього виміру електричних опорів обмоток і приведення їх до робочої температури.



    Приклад. Двигун постійного токовища паралельного збудження (див. мал. 29.3) включений у мережу з напругою 220 У. При номінальному навантаженні й частоті обертання про/хв він споживає токовище = 43 А. Визначити КПД двигуна при номінальному навантаженні, якщо токовище х.х. = 4 А, а опору ланцюгів якоря = 0,25 Ом і збудження = 150 Ом. При якому додатковому опорі , включеному послідовно в ланцюг якоря, частота обертання двигуна буде = 1000 про/хв (навантажувальний момент )?

    Рішення. Токовище збудження = 220/150 =1,47 А. Токовище якоря в режимі х.х. = 4 - 1,47 = 2,53 А. Токовище якоря номінальний = 43 - 1,47 = 41,53 А. Сума магнітних і механічних втрат = 220- 2,53 -2,532- 0,25 = 555 Вт. Електричні втрати в ланцюзі збудження по (29.18)

    Вт.

    Електричні втрати в ланцюзі якоря по (29.19)

    Вт.

    Електричні втрати в щітковому контакті по (29.20)

    Вт.

    Подводимая до двигуна потужність по (29.28)

    Вт.

    Додаткові втрати

    Вт.

    Сумарні втрати по (29.31)

    Вт.

    Корисна потужність двигуна

    Вт.

    КПД двигуна при номінальному навантаженні

    .

    З вираження (29.5) одержимо

    ЭДС якоря при частоті обертання 1000 про/хв по (25.20)



    В.

    Тому що токовище якоря прямо пропорційний моменту [див (25.24)], те при сила токовища після включення залишиться колишньої А. З вираження токовища якоря (29.2) одержимо

    Ом.

    Електричні втрати в додатковому опорі

    Вт.

    Корисна потужність двигуна при частоті обертання 1000 про/хв



    Вт.

    Розрахунок корисної потужності є наближеним, тому що він не враховує зменшення механічних втрат двигуна при його переході на меншу частоту обертання.
    1   ...   56   57   58   59   60   61   62   63   ...   68

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Конструкція трансформаторів

    Скачать 14.91 Mb.