Загубите в DC машина

Общи разпоредби

Когато електрическата машина на консумираната енергия се губи излишно е и разсейва като топлина. Мощност загубил енергия се нарича загуби на мощност или просто загуба.

Загубите в електрическите машини се разделят на основни и допълнителни. Големи загуби произтичат от срещащи се в машината основните електромагнитни и механични процеси и допълнителни загуби в резултат на различни вторични явления. В въртящ електрическа машина ядро ​​загуба на разделена от 1) механични загуби, 2) магнитен загуба или желязо загуба. и 3) на електрическите загуби.

Чрез електрическите загуби включва загуби в намотките, които се наричат ​​също мед загуба. въпреки че прекратяването не винаги е изработена от мед; загуба регулиране реостат и загубите в съпротивлението на прехода на контактите на четката.

Разгледани в този въпроси нишки са предимно общи постоянен и променлив ток с машини.

механични загуби

Механични загуби PMH се състои от 1) загубата на лагерите, 2) загуба на триене на четки на колектора или контактни пръстени, и 3) загубите вентилация, които включват загуба на триене на машинни части на въздух и други загуби, свързани с вентилационни машини (кинетичната енергия отработен въздух и енергия загуби на вентилатора). В някои случаи, електрически автомобили не охлаждат въздуха и водород или вода и съответните загуби се отнася и за вентилация.

Загубите в лагери ppodsh изчисляват от отношенията, които са включени в курсовете на машинни части и проектиране на електрически машини. Тези загуби зависят от вида на лагери (въртящи или плъзгащи), състоянието на триещите се повърхности, вида на смазване и така нататък. Важно е да се подчертае, че работата на тази машина, тези загуби зависят само от скоростта на въртене и не зависят от товара.

четки загуба на триене може да бъде изчислена по формулата

за вентилация загуби pvent зависят от конструкцията на машината и вида на вентилация. Подробна информация за изчисляването на тези загуби се разглеждат при проектирането на електрически машини курсове. Ако вентилацията не е вградена в колата, и отделно вентилатор, загуби вентилационни машини включват мощност, консумирана от устройството фен.

При машините с вграден самостоятелно проветриво центробежен вентилатор за вентилационните загуби в w понякога изчисляват приблизително със следната емпирична формула:

където Q - количество въздух принудително през машината, m³ / сек; V - периферната скорост на вентилационни крила на техния външен диаметър, м / сек.

Тъй като Q е пропорционален обем. след това от (2), че загубата pvent пропорционална на третата степен на скоростта на машината.

Общи механични загуби

Както следва от по-горе, във всяка от загубите на машина PMH зависи само от скоростта на въртене и не зависи от товара. При машините DC мощност 10-500 PMH загуба кВт са съответно 2 - 0,5% от номиналната мощност на машината.

магнитни загуби

PMG магнитни загуби включват загубите, дължащи се на хистерезис и вихрови токове. обръщане причинени от активни стоманени ядра. За да се изчисли тези загуби ядро ​​е разделена на части, във всеки от които магнитната индукция е постоянна. Например, DC машини се изчислява отделно загуби в сърцевината на котвата

и в зъбите на котвата

Има p1,0 / 50 и p1,5 / 50 - специфична загуба желязо на единица маса с честота f = 50 Hz и индукция B = 1,0 съответно, Т и Т B = 1,5; Ба и Bz - средна индукция на гърба на зъбите и котвата; GCA и Gcz - тегло на стомана и на гърба зъбите на котвата; Ша и KDZ - коефициенти обмисля увеличаване на загуба, защото се обработва стомана (закаляване по време на формиране, затварянето в пакета на листа), поради неравномерно разпределение на индукция и не-синусоидална време вариация право на индукция.

Чрез магнитните загуби също така включва такива допълнителни загуби, които зависят от стойността на първичния поток на машината (полюси поток) и са причинени от структурата на назъбени ядра. Тези загуби, понякога се квалифицират като допълнителните загуби на празен ход, тъй като съществува в развълнуван машината дори и при празен ход.

Фигура 1. магнитното поле на въздушната междина, когато зъбното котвата

За тези загуби в DC машини са предимно ppov загуби повърхностни в полюсните части, причинени зъбни арматура. С оглед на зъбите и каналите на ротационното арматура магнитната индукция във всяка точка на импулси полюсната част повърхност (виж фигура 1) с честота

Това е максималното, когато въпросната точка е против котви за зъби и минимално, когато срещу този момент е слота за котва. В резултат на това полюсните части се индуцират вихрови токове, и те се срещат само в тънък повърхностен слой, тъй като заповедта FZ хиляди херца или повече. Тези загуби са зависими от 1) величината на пулсации, който е по-отворени слотове на котва, 2) пулсация честота FZ и 3) на дебелината на ламаринени полюси и тяхната степен на изолация един от друг върху повърхността на поле върха.

Ако каналите са в полюси DC машината (ако ликвидация компенсация), зъбите на котвата и полюсите, в резултат на тяхното взаимно разместване възникнат магнитен поток пулсация. Потоци в максимум зъбци когато зъбът на котвата се намира срещу поле зъба и ниска когато разположен срещу канала на зъба. Честотата на тези пулсации също е голям. Това води до колебания загуби ppuls зъби повърхност и загуби на външната повърхност на котвата.

Подобни повърхностни и пулсации загуби, причинени от зъбното структурата на ядра и независима от основната магнитния поток, възникват в променлив ток машини. Загуба ppov ppuls и изчислява по формулите, съдържащи се в дизайна курсове електрически машини.

За допълнителни загуби на натоварване са и загуби, които възникват в телените бинтовете obmotkoderzhatelyah и други подробности, когато въртящи се в магнитно поле полюс.

Общи магнитни загуби

загуба на мощност

PEL електрически загуби във всяка намотка се изчислява по формулата Pel = I ² х г. Прекратяване устойчивост зависи от температурата. Следователно ГОСТ 25941-83 включва определяне загубите в намотките, когато е активиран от работната температура (75 ° С за намотки класове А, Е и В и 115 ° С до F и Н клас). При нормални Машини за постоянен ток, има две схеми: котвата на веригата и верижна предавка. Следователно, загуба обикновено се лекува в pel.a верига арматура и възбуждане верига pel.v.

Загубите в намотките може да се експресират от настоящото й плътност на бубинната намотка и земята (без изолация) G. В действителност,

където л - обща дължина на проводника ликвидация; ите - сечение на проводника; γ - плътност на проводника; ρ - съпротивление.

Например, мед за γ = 8,9 г / смз и при 75 ° С ρ = 1/4600 ома х mm ² / cm. Ако ние изразяваме, а след това, в к A / mm², тогава ние се получи

По този начин, с формула (7) определя в загуба w тегло на медна намотка G кг при 75 ° С и при плътност на тока J A / mm².

Чрез електрическите загуби също включва загуби в регулирането на реостат и загуби в преходните съпротивления на четка контакти. Загубите в преходни съпротивления на четка контакти за четки с една и съща полярност се изчисляват по формулата

където ΔUsch - напрежението на един контакт четка. Тъй ΔUsch зависи сложен начин на различни променливи и фактори, за опростяване на изчисленията, в съответствие с ГОСТ 11828-86, "Въртящи се електрически машини. Общи методи за изпитване", приет за въглища и графит четки ΔUsch = 1 и metallougolnyh четки ΔUsch = 0 3 Б.

допълнителни загуби

Допълнителни загуби ES GP. Тази група включва загубата, причинена от различни вторични явления с натоварване на машината. Следователно, тези загуби зависят от текущото натоварване, наричана също понякога с допълнителни загуби от натоварване.

При машините DC една част счита загуба възниква поради нарушаването на магнитното поле в въздушната междина на кривата на натоварване под влиянието на страничната реакция арматура. В резултат на магнитния поток разпределени по зъбите и задната част на котвата неравномерно от единия край на прът върха и зъбите на индукция в задната част на котвата е намалена, а другият край се увеличава. Такова неравномерно разпределение води до увеличаване на магнитните загуби, както нееднакво настоящото разпределение в проводника (например, в резултат на ефекта на кожата) води до увеличаване на електрически изтичане. Поради това неравномерно разпределение на повърхността на потока също така увеличава загубите в полюсните части. В присъствието на компенсиране намотка счита за част от допълнителните загуби почти отсъства.

Фигура 2. магнитни потоци на разсейване раздел

Друга част от допълнителните загуби в Машини за постоянен ток е свързан с преминаването. При промяна във времето потоци включва разсейване секции (виж фигура 2) се индуцират вихрови токове в проводниците на намотката. Средно ток на превключване също води до допълнителни загуби. Има и други причини допълнителни загуби (вихрови токове в скрепителните елементи и други подобни).

Поради сложността на допълнителните загуби на формулата за изчисление на комплекс се получават и, освен това, не са особено точни. Опитно определяне на тези загуби и трудни. На практика, следователно допълнителни загуби често оценявани въз основа на експериментални данни под формата на процент от номиналната мощност. В съответствие с ГОСТ 11828-86, се вземат тези загуби за DC машини на номиналния товар: при липса на компенсация ликвидация, равна на 1,0%, а в присъствието на компенсиране бобината се равнява на 0,5% от мощността на генератора и консумирана мощност мотора. За други товари, тези загуби се преизчисляват пропорционално на квадрата на тока на товара.

Всички видове допълнителни загуби не са пряко свързани с електрическите процеси в веригите на намотките на машината са обхванати от механична енергия за вала на машината.

Общо или пълна загуба

Общо или пълна загуба pΣ представлява сумата на загубите: