Потери и кпд машин постоянного тока.

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 38Следующая ⇒

Потери энергии можно разделить на магнитные (потери в стали), электрические (потери в меди), механические (потери на трение) и добавочные. Величина потерь оценивается их мощностью.

Мощность магнитных потерь Рмаг. зависит от частоты перемагничивания f=pn/60 и от величины максимальной индукции Вм. Она тем больше, чем больше f и В.

Мощность электрических потерь Рэл. в обмотках возбуждения и якоря определяются:

а). Для машины параллельного возбуждения

Р_эл.обм.= I_я(r_я+r_д.п.)+UI_в

б). Для машины последовательного возбуждения

Р_эл.обм. = I_я(r_я+r_д.п.+r_п.в.)

в). для машины смешанного возбуждения

Р_эл.обм_.= I_я(r_я+r_д.п + r_п.в.)+UI_в

Электрические потери имеют место также в щеточных контактах. Они определяются по формуле

Р_эл_{. щ}= 2 DU_щI

Мощность электрических потерь зависит от нагрузки и пропорциональна ей.

Механические потери складываются из потерь от трения в подшипниках, от трения щеток о коллектор, трения якоря о воздух и вентиляцию. Мощность механических потерь зависит от скорости вращения якоря и пропорциональна ей.

Добавочные потери трудно поддаются учету. Обычно их принимают равными до 1% от номинальной мощности машины.

Таким образом, полная мощность потерь равна Р_п = Р_маг_.+ Р_эл_.+ Р_мех_.+ Р_доб_.

Коэффициентом полезного действия машины наз. отношение полезной мощности Р₂ к полной мощности Р₁

h = Р2/Р1

Если машина работает генератором, то полезная мощность Р₂=UI, отдаваемая в сеть, меньше полной мощности Р₁ на величину мощности потерь и КПД.

При работе машины двигателем полная подводимая мощность Р₁ = UI больше полезной мощности Р₂, развиваемой на валу, на величину мощности потерь и КПД.

КПД машин малой мощности h = 0,70 – 0,85

КПД машин средней мощности h = 0,85 – 0,92

КПД машин большой мощности h = 0,92 – 0,97

Указанные значения действительны для номинальной нагрузки.

С изменением нагрузки изменяется и ее КПД. При ХХ КПД = 0, так как Р₂ = 0. При увеличении нагрузки КПД сначала быстро растет и достигает максимума при нагрузке равной 75 – 100% номинальной. Дальнейший рост нагрузки приводит к уменьшению КПД, так как рост потерь начинает превышать прирост полезной мощности.

Электромашинный усилитель

Усилителем называют устройство, позволяющее с помощью малого сигнала управлять поступлением энергии от внешнего источника мощности. Входные и выходные величины усилителя должны быть одинаковой физической природы. В каждом усилителе различают вход — место приложения управляющего сигнала и выход — зажимы, с которых снимается регулируемая величина. Отношение регулируемой величины на выходе к величине управляющего сигнала в установившемся режиме называется коэффициентом усиления усилителя. Различают коэффициенты усиления:

· по мощности

· по напряжению

· по току

По принципу действия усилители делятся на электромеханические (в частности, электромашинные), электрические (магнитные, электронные, полупроводниковые) и механические (гидравлические, пневматические).

Электромашинные усилители (ЭМУ) получили особенно широкое распространение в тех схемах автоматического управления, в которых необходимы:

а) большие мощности на выходе усилителя;

б) высокий коэффициент усиления;

в) малая инерционность;

г) управление усилителем в функции нескольких параметров.

Электромашинным усилителем может служить любая машина постоянного тока, если только регулированием возбуждения удается изменять на зажимах ее якоря мощность, которую она получает от приводного двигателя. Если у генератора постоянного тока мощность цепи возбуждения составляет 5% от мощности якорной обмотки, то такой генератор можно рассматривать как усилитель с коэффициентом усиления =20.

Для получения более высоких коэффициентов усиления необходимо в качестве электромашинных усилителей применять машины специального исполнения. Примером таких машин, получивших наибольшее распространение в судовых электроприводах, может служить ЭМУ с поперечным полем.

Это — генератор постоянного тока с двумя комплектами щеток на коллекторе и несколькими обмотками возбуждения (управления) на полюсах. Чтобы обеспечить наибольшую чувствительность ЭМУ, его магнитную систему делают ненасыщенной и набирают из отдельных листов высококачественной стали. Обмотки управления ЭМУ, взятые вместе, а именно задающая, стабилизирующая, обратной связи по напряжению, току, скорости и др., а также компенсационная обмотка, предназначенная для устранения вредного влияния реакции якоря, создают результирующий магнитный поток полюсов.

На рис. 102 для упрощения изображена только одна задающая обмотка с магнитным потоком Фо. Вращение якоря в этом магнитном поле индуктирует в витках якорной обмотки э. д. с. Е₁ направление которой указано внутри окружности якоря.

Эту э. д. с. можно снять, если в плоскости, перпендикулярной к магнитному потоку Фо, расположить щетки a₁—а₂. Чтобы под действием э. д. с. Е₁ протекал наибольший ток I₁ щетки a₁—а₂. закорачивают. Это уменьшает размеры обмотки управления и снижает потребляемую ею мощность. Ток I₁, протекая по виткам обмотки якоря, создает магнитный поток Ф₁ направленный по оси щеток a₁—а₂. Этот поперечный магнитный поток пересекает витки якоря и наводит в них э. д. с. Е₂, которая (ее направление указано вне окружности якоря) снимается со щеток б₁ — б₂, соединенных с нагрузкой. Если в цепи имеется ток нагрузки I₂, то в машине будет наблюдаться еще и поток реакции якоря Ф₂, который будет искажать задающий сигнал и режим работы усилителя. Чтобы компенсировать этот поток, в пазах полюсов машины укладывают компенсационную обмотку КО, включенную в цепь тока нагрузки I₂. Ее магнитный поток Фко имеет направление, противоположное магнитному потоку Ф₂, и обычно равен ему по величине.

Таким образом, ЭМУ с поперечным полем обеспечивает двухступенчатое усиление мощности: на первой ступени мощность усиливается до 200 на второй — мощность усиливается до 50. Коэффициент усиления ЭМУ определится из выражения: k _yр = 200 • 50 = 10 000.

Электромашинные усилители весьма часто применяются в системе генератор — двигатель, где служат либо генератором, либо возбудителем.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1403; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 151617 18 19 20 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!