Расчет потерь и кпд двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Даны значения параметров двигателя постоянного тока параллельного возбуждения: номинальная мощность двигателя Р_N=25 кВт, напряжение питания цепи якоря U_N=440 В, напряжение питания цепи возбуждения U_в=220 В, частота вращения якоря номинальном режиме n_N=2200 об/мин, сопротивления цепи якоря Σr=0,3 Ом, и цепи возбуждения r_в=60 Ом, приведенные к рабочей температуре, падение напряжения в щеточном контакте при номинальном токе ΔU_щ=2 В, номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки

Δ n_N=8,0 %, ток якоря в режиме холостого хода i₀=6,0 А. Требуется определить все виды потерь и КПД двигателя.

Решение

1. Частота вращения в режиме холостого хода

n₀= n_N[1+( Δ n_N/100)]= 2200 (1+8/100)= 2376 об/мин.

2. ЭДС якоря в режиме холостого хода

E_a0= U_N– i₀ Σr = 440 – 6 ·0,3= 438,2 В

3. Момент в режиме холостого хода

М₀=9,55 E_a0 i₀/ n₀= 9,55·438,2·6/2376 = 10,6 Нм.

4. Момент на валу двигателя в режиме номинальной нагрузки

М_2N=9,55 P_N /n_N =9,55·25·10³/2200=108,5 Нм.

5. Электромагнитный момент двигателя при номинальной нагрузке

М_N = М₀+ М_2N = 10,6 + 108,5 = 119 Нм.

6. Электромагнитная мощность двигателя в режиме номинальной нагрузке

Р_эN=0,105 М_N n_N=0,105·119·2200= 27490 Вт.

7. ЭДС якоря в режиме холостого хода можно представить как

E_a0=с_еФ n₀,

откуда с_еФ= E_a0/ n₀=438,2/2376=0,185,

но так как с_м / с_е= 9,55, то

с_м Ф= 9,55 с_еФ= 9,55·0,185=1,77.

Из выражения электромагнитного момента в режиме номинальной нагрузки

М_N = с_м ФI_aN

Определим значение тока якоря в режиме номинальной нагрузки

I_aN=М_N /(с_м Ф)=119/1,77= 67 А.

8. Сумма магнитных и механических потерь двигателя пропорциональна моменту холостого хода

Р_маг + Р_мех=0,105 М₀ n₀=0,105 ·10,6·2376= 2644 Вт.

9. Электрические потери в цепи обмотки якоря

Р_аэ= I²_aN Σr =67² ·0,3=1347 Вт.

10. Электрические потери в щеточном контакте якоря

Р_щэ= I_aN ΔU_щ=67 ·2= 134 Вт.

11. Мощность подводимая к цепи обмотки якоря, в номинальном режиме

Р_1аN= U_N I_aN = 440 ·67= 29480 Вт.

12. Ток в обмотке возбуждения

I_в=U_в / r_в = 220 / 60 =3,7 А.

13. Мощность в цепи возбуждения

Р_в=U_вI_в= 220 · 3,7=814 Вт.

14. Мощность, потребляемая двигателем в режиме номинальной нагрузки

Р_1N= Р_1аN + Р_в=29480+ 814 = 30295 Вт или 30,3 кВт.

15. КПД двигателя в номинальном режиме

η_N=( Р_N/ Р_1N) 100= (25/30,3)100=82,5 %.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Какие потери в МПТ?

2. Что за коэффициенты с_м , с_е ?

3. Чем отличается ДПТ параллельного возбуждения, от других возбуждений?

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. БЕРУНИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА «Электрические машины»

Методическое руководство

к выполнению курсового проекта

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по предмету

«Система автоматического проектирования

в ЭМ и трансформаторах»

Для магистров направления

5А310701- Электромеханика

Ташкент – 2017

Составитель: Мустафакулова Г.Н.

В предлагаемом руководстве подробно изложена методика основные требования предъявляемые к гидрогенераторам, выбор главных размеров, выбор размеров паза статора и размеров магнитопровода статора и ротора, расчет магнитной цепи при холостом ходе, индуктивные сопротивления обмотки; расчет магнитной цени при нагрузке, выбор размеров и основных параметров обмотки возбуждения, параметры и постоянные времени, массы активных и конструктивных частей, нагрузка на подпятник и подшипники, расчет потерь и КПД, тепловой и вентиляционный расчеты, описание конструкции, механический расчет, расчет и построение характеристик гидрогенератора.

Приведены пример и необходимый материал для проектирования гидрогенератора.

Кафедра «Электрические машины»

Печатается по решению учебно–методического совета Энергетического факультета Ташкентского Государственного Технического Университета. (Протокол №1 от 24.08.2017)

Председатель совета к.т.н., доц. Абдуллаев Б.А.

Рецензенты:

А.Т. Имамназаров - к.т.н., доц. кафедры «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» ТашГТУ.

Х.Т. Бердиев - к.т.н., доц. кафедры «Электрического транспорта и высокоскоросного состава электрического движение» ТЖИИ