Постійного струму

1. Склад витрат в мпс.

В машинах постійного струму відбувається процес перетворення механічної енергії в електричну (генератор), або електричної енергії в механічну (двигун).

Цей процес завжди супроводжується втратами енергії (згадаємо, як виробляється електрична енергія на електростанціях).

Тому в МПС, як і в других електричних машинах, завжди мають місце втрати енергії. Ці втрати складаються із магнітних, електричних та механічних, а також додаткових витрат.

Магнітні витрати – бувають тільки в осерді якоря, бо тільки цей елемент магніто проводу МПС постійно перемагнічується. А як нам відомо з курсу «Конструкційні та електротехнічні матеріали», величина магнітних витрат (які складаються з витрат на гістерезис, та витрат на вихрові струми) залежить від частоти перемагнічування

F = ,

Значення магнітної індукції в зубцях якоря, товщини листів електротехнічної сталі, її магнітних властивостей та якості ізоляції окремих листів в пакеті осердя якоря.

Як зменшити магнітні втрати?

Електричні втрати. Ці втрати в МПС пов`язані з нагріванням обмоток машини та щіточного контакту (згадаємо Заон Джоуля-Ленца).

Втрати в колі збудження визначаються втратами в обмотці збудження та регулювальному реостати, ввімкненому в коло збудження:

Р_езб = U_зб∙І_зб.

Втрати в колі якоря Р_еа = І_а²Σr_a.

Електричні втрати присутні також і в щіточному контакті

Р_ещ = ΔU_щ∙І_а

Звернемо увагу на те, що всі електричні витрати залежать від навантаження машини (чим більше – тим гірше), тому їх називають змінними.

Механічні втрати складаються з:

• тертя щіток об колектор;

• тертя в підшипниках;

• втрати на вентиляцію;

• Р_мех = Р_кол+Р_підш+Р_вен

Ці втрати при постійній частоті обертання п=const є сталими, тому їх

називають постійними.

Сума магнітних та механічних втрат складають втрати х.х.

Р₀ = Р_м + Р_мех

Якщо МПС працює в режимі електричного двигуна паралельного збудження, воно споживає із мережі живлення потужність

Р_Іо = UI_ao + UI_з = Р_мех + Р_м + І_а²∙Σr_a + ΔU_щ∙І_а + U_зб∙І_з

Але І_ао = (2÷5)% І_ан – дуже малий, то без суттєвих помилок можна вважать, що

Р_Іо= Р_м + Р_мех

Тому з досліду х.х. можна визначить втрати х.х.:

Р₀ = Р_Іо - U_з∙І_з

Таким чином, втрати х.х. визначають експериментально, з досліду х.х. (магнітні та механічні).

В МПС є втрати, які важко врахувати. Це так звані додаткові втрати. Вони складаються із втрат від вихрових струмів, втрат в зрівнювальних з`єднаннях, і таке інше.

Ці втрати складають хоч і невелику величину, але вони не можуть бути точно враховані.

Тому, відповідно до державних стандартів в МПС без компенсаційної обмотки приймають рівними 1% від корисної потужності для генераторів, та 1% від підведеної потужності для електричних двигунів.

В машинах без компенсаційної обмотки ці втрати приймають відповідно 0,5%.

Потужність на вході МПС:

Для генератора: Р₁ = М₁∙w = 0.105M₁n

М₁ – обертовий момент приводного двигуна (ПМ) (механічна потужність)

Для двигуна: Р₁ = UI (електрична потужність).

Потужність (Вт) на виході машини (корисна потужність)

• для генератора Р₂ = UI

• для двигуна Р₂ =0,105М₂∙п

М₁ та М₂ – моменти на валу електричної машини (ПМ),

п - частота обертання (об/хв.)