9.7. Построение характеристики коэффициента полезного действия

Характеристика КПД представляется зависимостью , где – полезная мощность турбогенератора. В относительных единицах . В пояснительной записке курсового проекта приводится зависимость при токах нагрузки . Одна из точек этой зависимости при токе получена при расчете коэффициента полезного действия генератора при номинальной нагрузке по формуле (8.3.14). Суммарные потери в турбогенераторе при номинальной нагрузке, рассчитанные по формуле 8.3.13, составляют

(9.2)

Обычно в расчетах зависимости потери подразделяют на постоянные, не зависящие от нагрузки, и переменные, зависящие от нагрузки. К постоянным потерям, так называемым потерям холостого хода, относят потери в железе и механические. К переменным потерям относят электрические потери мощности в обмотках генератора. За исключением механических потерь практически все потери, представленные в (9.2), зависят от нагрузки.

С изменением нагрузки изменяется магнитный поток машины. Косвенно изменение магнитного потока (индукции в железе магнитопровода) в зависимости от нагрузки, характеризуется коэффициентом , табл. 9.1. Потери в железе магнитопровода при постоянной частоте перемагничивания зависят квадратично от индукции, и, в зависимости от нагрузки, могут быть пересчитаны по формуле.

, кВт.

Электрические потери в обмотках зависят квадратично от токов в обмотках и пересчитываются по формулам:

в обмотке статора

, кВт,

в обмотке возбуждения

, кВт,

где – коэффициент, характеризующий изменение тока возбуждения в зависимости от нагрузки генератора, табл. 9.1.

Суммарные потери

,

где – суммарные механические потери, =154,5 кВт.

Полезная активная мощность турбогенератора пропорциональна току нагрузки, поэтому

,

где – номинальная мощность турбогенератора, кВт.

КПД генератора в зависимости от нагрузки

.

Расчеты КПД целесообразно свести в табл. 9.5.

Таблица 9.5

, о. е.	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25
,табл. 9.1	0,935	0,954	0,977	1,0	1,028
,кВт	226,7	236,06	247,6	259,4	302,5
, кВт	19,2	76,9	172,95	307,5	480,4
, табл. 9.1	0,535	0,675	0,823	1,0	1,177
, кВт	61,1	97,24	144,55	213,4	295,65
, кВт	461,57	564,68	719,6	934,78	1233,1
, кВт	15000	30000	45000	60000	75000
, о. е.	0,970	0,981	0,9842	0,9846	0,9838

Зависимость представлена на рис. 9.9. КПД у спроектированного турбогенератора достигает максимального значения 98,46 % при номинальной нагрузке. Спроектированный турбогенератор несколько уступает по КПД серийному турбогенератору ТВФ 60-2 (табл. В2) у которого КПД=98,5%.

Рис. 9.9. Зависимость КПД от тока нагрузки