Потери мощности и кпд мпт
При работе МПТ происходят различного рода потери энергии:
-
электрические потери на внутреннем
сопротивлении якоря плюс потери
сопротивления перехода щетка-коллектор.
всех потерь при номинальном режиме.
Изменяются пропорционально квадрату
тока.
- магнитные потери
в якоре вследствие его перемагничивания
при вращении.
-
механические потери (трение в подшипниках
и вентиляционные).
-
электрические потери в цепи возбуждения
-
номинальная мощность МПТ.
Все эти потери при работе МПТ практически постоянны.
.
- коэффициент
полезного действия
Классификация машин постоянного тока по способу возбуждения
По способу возбуждения МПТ делятся на две группы.
Поясним, что
такое критическое сопротивление.
Зависимость э.д.с.
от тока возбуждения
при
имеет вид кривой намагничивания (рис.4).
Рис.4
Напряжение
на зажимах цепи возбуждения
изменяется по линейному закону при
изменении
при
,
где
,
-
сопротивление
регулировочного реостата (линия 1). В
точке А напряжение
равно ЭДС якоря. Точка А является
графическим решением уравнений
и
.
Критическое
сопротивление цепи возбуждения
определяется по значению сопротивления
регулировочного реостата, при котором
угол наклона
линии
становиться таким, что
становиться касательной к кривой
в ее начале (линия 2 на рис.4). Угол наклона
прямой
определяется сопротивлением цепи якоря.
Сопротивление
цепи возбуждения, при котором зависимость
напряжения
совпадает с касательной к
в ее начале, т.е. линия 1 занимает положение
линии 2 на рис.4, называется критическим
.
При этом самовозбуждения не происходит.
Для самовозбуждения необходимо, чтобы
.
Основные характеристики режимов работы генераторов
1. Характеристика холостого хода – зависимость э.д.с. якоря Е от тока возбуждения, при отсутствии нагрузки и постоянной частоте вращения якоря.
,
,
.
2. Внешняя характеристика - это зависимость напряжения U на зажимах якоря от тока нагрузки при постоянных токе возбуждения и частоте вращения якоря.
,
,
.
3. Регулировочная характеристика - показывает как надо регулировать ток возбуждения генератора при изменении тока нагрузки, чтобы при постоянной частоте вращения якоря напряжение на нем оставалось постоянным.
,
,
.
Рассмотрим вышеупомянутые характеристики для генераторов различных типов возбуждения.
Генератор независимого возбуждения
1. Характеристика холостого хода (ХХ)
Зависимость , снимается при , .
Рис. 5
Вид характеристики приведен на рис.5 Если основные полюсы генератора предварительно были намагничены, то начало характеристики показано пунктирной линией. Характеристика холостого хода является магнитной характеристикой машины.
2. Внешняя характеристика
Зависимость
,
снимается при
,
(
).
Рис. 6
Зависимость
(рис. 6) показывает, что напряжение на
зажимах нерегулируемого генератора
при увеличении тока нагрузка понижается.
Это происходит из-за увеличения падения
напряжения на внутренних сопротивлениях
цепи якоря.
(7)
С увеличением
тока нагрузки напряжение на якоре
уменьшается из – за увеличения потери
напряжения
в обмотке якоря, что следует из уравнения
(7).
При уменьшении
сопротивления нагрузки до нуля ток
нагрузки увеличивается до значения
короткого замыкания
,
превышающего
значение номинального тока в десятки
раз. Это аварийный режим работы генератора,
поэтому применяют устройства защиты,
отключающие генератор.
.
3. Регулировочная характеристика
Зависимость , снимается при , . Приведена на рис. 7.
Рис. 7
Так как при постоянном токе в цепи возбуждения с увеличением тока нагрузки напряжение на якоре уменьшается(см уравнение (3)), то для его поддержания на постоянном значении надо увеличить э.д.с. якоря увеличивая магнитный поток путем увеличения тока возбуждения.
Регулировочная характеристика имеет большое практическое значение.
Недостаток ГПТ с независимым возбуждением - необходимость наличия отдельного источника питания для О.В.