2.2 Опыт холостого хода

Данный опыт даёт возможность изучить свойства магнитной цепи машины, определить возникающие при холостом ходе потери и механические свойства двигателя при питании от источника регулируемого напряжения.

Включают машину на холостом ходу в двигательный режим. При этом измеряют ток якоря I_a0 в режиме холостого хода и подведенное напряжение U₀ и определяют мощность холостого хода Р₀ (Вт) в цепи якоря, которая представляет собой сумму магнитных и механических потерь:

(4)

Потери в цепи возбуждения Р_в определяются потерями в обмотке возбуждения и в реостате, включенном в цепь возбуждения:

(5)

Здесь U_в — напряжение цепи возбуждения.

2.3 Опыт короткого замыкания

Данный опыт даёт возможность определить электрические потери Р_эа, возникающие в обмотках цепи якоря и в щеточном контакте машины постоянного тока при питании от источника регулируемого напряжения.

Электрические потери в обмотках цепи якоря и в щеточном контакте машины постоянного тока называют переменными, так как их величина зависит от нагрузки машины и обусловлена нагревом обмоток и щеточного контакта.

Потери в цепи якоря определяются по формуле:

(6)

где - сопротивление цепи якоря, приведенное к расчетной рабочей температуре.

, (7)

где r^/ — активное сопротивление при температуре Т₁;

Т₂ – рабочая температура двигателя;

α = 0,004 – температурный коэффициент меди.

Электрические потери в контакте щеток:

(8)

где — переходное падение напряжения на щетках, принимаемое в соответствии с маркой щеток.

2.4 Коэффициент полезного действия

В машинах постоянного тока имеется ряд трудно учитываемых потерь — добавочных. Поэтому, согласно ГОСТ, для двигателей без компенсационной обмотки значение добавочных потерь Р_д принимают равным 1% от подводимой мощности. В машинах с компенсационной обмоткой значение добавочных потерь принимают равным 0,5%.

Мощность P₁ (Вт) для двигателя постоянного тока (электрическая мощность или подводимая мощность):

(9)

Коэффициент полезного действия электрической машины представляет собой отношение мощностей отдаваемой (полезной) к подводимой (потребляемой):

(10)

Обычно КПД машин постоянного тока составляет 0,75—0,9 для машин мощностью от 1кВт до 100кВт и 0,9—0,97 для машин мощностью свыше 100кВт. У машин постоянного тока малой мощности КПД намного меньше.

Коэффициент полезного действия электрической машины можно определять:

а) методом непосредственной нагрузки по результатам измерений подведенной P₁ и отдаваемой P₂ мощностей;

б) косвенным методом по результатам измерений потерь.

Метод непосредственной нагрузки применим только для машин малой мощности, для остальных случаев применяется косвенный метод, как более точный и удобный.

Рисунок 3 – Зависимость η=f(Р₂)

Существует несколько косвенных способов определения КПД. Наиболее прост способ холостого хода двигателя, когда потребляемая машиной постоянного тока мощность затрачивается только на потери холостого хода. Что же касается электрических потерь, то их определяют расчетным путем после предварительного измерения электрических сопротивлений обмоток и приведения их к рабочей температуре.