ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

Втрати енергії і ККД

Процеси перетворення механічної енергії на електричну і навпаки, що відбу­ваються в машині постійного струму, супроводжуються втратами енергії. Ці втрати підрозділяють 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:

ДРщ = 2Дищія. (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 ДРзб = избІзб. 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

дРе = ІЯ Яя + іЯя3б + іЯкд. п. + ДРщ +ДРзб, (10.4)

де язб, Яд. 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, в силу чого його осердя виконують набраним з листового матеріалу. Магнітні втрати в сталі якоря ДРс становлять менше 1 - 3% від номінальної потужності машини. До магнітних відносять також втрати в полюсних наконечниках, голо­вних полюсах і в ярмі, обумовлені пульсаціями магнітного потоку, причиною яких є зубчаста конструкція якоря.

Механічні втрати ДРмех, 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 ДРдод. Вважають, що вони дорівнюють 0,01 Рном.

Знаючи суму всіх втрат у машині

ДР^ = ДРе +ДР с + ДРмех + ДРдод, (10.5)

можна визначити її ККД (у відсотках):

де Р1 - потужність, яку підводять до двигуна; Р2 - корисна потужність, що від­дається генератором.

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