10.18. Потери и кпд

Потери в синхронной машине можно разделить на основные и добавочные. Ниже приводится расчет этих потерь для номинального режима работы.

Основные потери. Основные электрические потери в обмотке статора, кВт,

. (10.159)

Потери на возбуждение, кВт, при наличии возбудителя, сочлененного с валом машины, согласно ГОСТ определяют с учетом потерь в возбудителе:

. (10.160)

Для машин, возбуждаемых от отдельно установленных устройств,

, (10.161)

где — номинальные значения тока якоря и тока возбуждения;

—переходное падение напряжения в щеточном контакте (= 1 В);

—КПД возбудителя (= 0,8…0,85).

Сопротивления обмоток иопределяют по (10.95) и (10.120) соответственно и приводят к расчетной температуре, равной 75⁰ C для обмоток с изоляцией классов нагревостойкости A, Е, В или 115⁰ С для обмоток с изоляцией классов нагревостойкости F и Н.

Магнитные потери в ярме магнитопровода статора, кВт,

. (10.162)

Магнитные потери в зубцах магнитопровода статора, кВт,

. (10.163)

где и— удельные потери при индукции 1 Тл и частоте 50 Гц, которые следует взять из табл. П1.17 для соответствующей марки стали;и— коэффициенты, учитывающие увеличение потерь из-за частичного замыкания листов вследствие наличия заусенцев, а также изменения структуры стали при штамповке: при100 кВт=1,5;=2; при> 100 кВт=1,3;=1,7;и— индукция в ярме статора и зубце статора на 1/3 высоты зубца при, см. расчет характеристики холостого хода.

Механические потери, равные сумме потерь в подшипниках и на вентиляцию, кВт,

, (10.164)

где — окружная скорость ротора, м/с;— полная длина статора, м.

Добавочные потери. Добавочные потери возникают в машине как при холостом ходе, так и при нагрузке. При холостом ходе возникают потери на поверхности полюсных наконечников, кВт, из-за колебания индукции вследствие зубчатого строения статора:

, (10.165)

где ;— индукция при, Тл;— коэффициент воздушного зазора;— коэффициент:= 4,6 при полюсах из листов толщиной 1 мм и= 8,6 при полюсах из листов толщиной 2 мм, при массивных полюсных наконечниках= 23,3;— коэффициент полюсного перекрытия;— число зубцов статора (иподставляются в метрах).

Добавочные потери при нагрузке появляются в обмотках статора из-за вихревых токов и в стали как в статоре, так и в полюсных наконечниках ротора от высших гармонических магнитного поля якоря.

Приближенно полные добавочные потери при нагрузке можно определить в процентах полезной мощности для генераторов и подводимой мощности для двигателей:

Для машин до 1000 кВ·А	0,5
Для машин более 1000 кВ·А	0,25—0,4

Общие потери при номинальной нагрузке

. (10.166)

Коэффициент полезного действия генератора

, (10.167)

двигателя

, (10.168)

где — номинальная активная мощность генератора, кВт;— активная мощность, подводимая к двигателю при номинальной нагрузке, кВт:.