Таким образом, кпд можно определить как

где — суммарные потери в двигателе.

12.14.2. Суммарные потери состоят из следующих видов потерь.

1. Потери в обмотке возбуждения

2. Потери в обмотке якоря

3. Потери механические Р_мех — это потери от трения, охлаждения двигателя и пр. Они зависят от особенностей эксплуатации и теорети­чески рассчитать их невозможно.

4. Потери магнитные в якоре (Рмял связаны с явлением реакции якоря. Таким образом, 12.14.3. Из энергетической диаграм­мы (рис. 12.32) мы видим, что элект­ромагнитная мощность (Рэ) отличается от мощности Р\ на потери в обмотках возбуждения и якоре: Поскольку потери момента (Мп), которые зависят от Рмех + Рия, теорети­чески определить трудно, механическая характеристика строится для электро­магнитного момента. Чтобы найти реальный момент М2, необходимо сдвинуть прямую параллельно ей самой на величину потерь Мп (рис. 12.33). 12.14.4. КПД машины постоянного тока зависит от ее мощности и нагруз­ки (рис. 12.34). КПД машины изменя­ется от нуля (при нерабочем ходе) до наибольшего (при номинальной мощ­ности). КПД машин промышленного применения составляет 80...90%. В авиационных двигателях и генерато­рах постоянного тока КПД обычно 75...80%.

12.15. Коллекторные машины переменного тока

12.15.1. Изменением направления тока в обмотке возбуждения дви­гателя постоянного тока изменяют направление основного магнитного потока. При этом меняется направление действия вращающего момен­та. Изменить направление вращения можно также изменением направ­ления тока якоря. Иначе говоря, если одновременно изменить направ­ление токов возбуждения и якоря, то направление вращающего момента не изменится. Одновременное изменение направления то­ков возбуждения и якоря осуществляется довольно просто в двигателях последовательного возбуждения (в этих машинах I=Iвоз). Машину последовательного возбуждения принципиально можно использовать как коллекторный двигатель однофазного переменного тока.

12.15.2. Коллекторные двигатели переменного тока реализуют ос­новные преимущества машин постоянного тока. Двигатели довольно просто регулируются, позволяют получить очень высокие обороты яко­ря, имеют большой пусковой момент. Коллекторный двигатель можно также использовать как универсальный, т. е. включать на постоянное и на переменное напряжения. Коллекторные двигатели переменного тока используются:

в бытовых электроприборах;

в приборах и аппаратах, нуждающихся в универсальном питании; в установках, которые требуют плавного регулирования числа обо­ротов якоря;

на транспорте (электротяга в виде однофазного коллекторного дви­гателя) в некоторых странах.

12.15.3. Конструкция коллекторной машины принципиально не от­личается от конструкции машины постоянного тока. Статор обычно явнополюсный с обмоткой возбуждения, якорь имеет коллектор. В от­личие от машины постоянного тока корпус статора и полюсы выпол­няются шихтованными для уменьшения потерь от вихревых токов.

12.15.4. В коллекторных машинах переменного тока ухудшены ус­ловия коммутации. Поэтому двигатели имеют некоторые конструктив­ные особенности. Коммутация в коллекторных двигателях переменно­го тока характеризуется так:

в коммутируемой секции наводится реактивная ЭДС (е_р);

для компенсации реактивной ЭДС создается коммутирующая ЭДС (е_к);

в коммутируемой секции вследствие периодического изменения глав­ного магнитного потока, пронизывающего витки секции, возникает еще трансформаторная ЭДС (е_т).