Потери и кпд машин постоянного тока.
Потери энергии можно разделить на магнитные (потери в стали), электрические (потери в меди), механические (потери на трение) и добавочные. Величина потерь оценивается их мощностью.
Мощность магнитных потерь Рмаг. зависит от частоты перемагничивания f=pn/60 и от величины максимальной индукции Вм. Она тем больше, чем больше f и В.
Мощность электрических потерь Рэл. в обмотках возбуждения и якоря определяются:
а). Для машины параллельного возбуждения
Рэл.обм.= Iя(rя+rд.п.)+UIв
б). Для машины последовательного возбуждения
Рэл.обм. = Iя(rя+rд.п.+rп.в.)
в). для машины смешанного возбуждения
Рэл.обм. = Iя(rя+rд.п + rп.в.)+UIв
Электрические потери имеют место также в щеточных контактах. Они определяются по формуле
Рэл. щ = 2 DUщI
Мощность электрических потерь зависит от нагрузки и пропорциональна ей.
Механические потери складываются из потерь от трения в подшипниках, от трения щеток о коллектор, трения якоря о воздух и вентиляцию. Мощность механических потерь зависит от скорости вращения якоря и пропорциональна ей.
Добавочные потери трудно поддаются учету. Обычно их принимают равными до 1% от номинальной мощности машины.
Таким образом, полная мощность потерь равна Рп = Рмаг. + Рэл. + Рмех. + Рдоб.
Коэффициентом полезного действия машины наз. отношение полезной мощности Р2 к полной мощности Р1
h = Р2/Р1
Если машина работает генератором, то полезная мощность Р2=UI, отдаваемая в сеть, меньше полной мощности Р1 на величину мощности потерь и КПД.
|
|
При работе машины двигателем полная подводимая мощность Р1 = UI больше полезной мощности Р2, развиваемой на валу, на величину мощности потерь и КПД.
КПД машин малой мощности h = 0,70 – 0,85
КПД машин средней мощности h = 0,85 – 0,92
КПД машин большой мощности h = 0,92 – 0,97
Указанные значения действительны для номинальной нагрузки.
С изменением нагрузки изменяется и ее КПД. При ХХ КПД = 0, так как Р2 = 0. При увеличении нагрузки КПД сначала быстро растет и достигает максимума при нагрузке равной 75 – 100% номинальной. Дальнейший рост нагрузки приводит к уменьшению КПД, так как рост потерь начинает превышать прирост полезной мощности.
Электромашинный усилитель
Усилителем называют устройство, позволяющее с помощью малого сигнала управлять поступлением энергии от внешнего источника мощности. Входные и выходные величины усилителя должны быть одинаковой физической природы. В каждом усилителе различают вход — место приложения управляющего сигнала и выход — зажимы, с которых снимается регулируемая величина. Отношение регулируемой величины на выходе к величине управляющего сигнала в установившемся режиме называется коэффициентом усиления усилителя. Различают коэффициенты усиления:
|
|
· по мощности
· по напряжению
· по току
По принципу действия усилители делятся на электромеханические (в частности, электромашинные), электрические (магнитные, электронные, полупроводниковые) и механические (гидравлические, пневматические).
Электромашинные усилители (ЭМУ) получили особенно широкое распространение в тех схемах автоматического управления, в которых необходимы:
а) большие мощности на выходе усилителя;
б) высокий коэффициент усиления;
в) малая инерционность;
г) управление усилителем в функции нескольких параметров.
Электромашинным усилителем может служить любая машина постоянного тока, если только регулированием возбуждения удается изменять на зажимах ее якоря мощность, которую она получает от приводного двигателя. Если у генератора постоянного тока мощность цепи возбуждения составляет 5% от мощности якорной обмотки, то такой генератор можно рассматривать как усилитель с коэффициентом усиления =20.
Для получения более высоких коэффициентов усиления необходимо в качестве электромашинных усилителей применять машины специального исполнения. Примером таких машин, получивших наибольшее распространение в судовых электроприводах, может служить ЭМУ с поперечным полем.
|
|
Это — генератор постоянного тока с двумя комплектами щеток на коллекторе и несколькими обмотками возбуждения (управления) на полюсах. Чтобы обеспечить наибольшую чувствительность ЭМУ, его магнитную систему делают ненасыщенной и набирают из отдельных листов высококачественной стали. Обмотки управления ЭМУ, взятые вместе, а именно задающая, стабилизирующая, обратной связи по напряжению, току, скорости и др., а также компенсационная обмотка, предназначенная для устранения вредного влияния реакции якоря, создают результирующий магнитный поток полюсов.
На рис. 102 для упрощения изображена только одна задающая обмотка с магнитным потоком Фо. Вращение якоря в этом магнитном поле индуктирует в витках якорной обмотки э. д. с. Е1 направление которой указано внутри окружности якоря.
Эту э. д. с. можно снять, если в плоскости, перпендикулярной к магнитному потоку Фо, расположить щетки a1—а2. Чтобы под действием э. д. с. Е1 протекал наибольший ток I1 щетки a1—а2. закорачивают. Это уменьшает размеры обмотки управления и снижает потребляемую ею мощность. Ток I1, протекая по виткам обмотки якоря, создает магнитный поток Ф1 направленный по оси щеток a1—а2. Этот поперечный магнитный поток пересекает витки якоря и наводит в них э. д. с. Е2, которая (ее направление указано вне окружности якоря) снимается со щеток б1 — б2, соединенных с нагрузкой. Если в цепи имеется ток нагрузки I2, то в машине будет наблюдаться еще и поток реакции якоря Ф2, который будет искажать задающий сигнал и режим работы усилителя. Чтобы компенсировать этот поток, в пазах полюсов машины укладывают компенсационную обмотку КО, включенную в цепь тока нагрузки I2. Ее магнитный поток Фко имеет направление, противоположное магнитному потоку Ф2, и обычно равен ему по величине.
|
|
Таким образом, ЭМУ с поперечным полем обеспечивает двухступенчатое усиление мощности: на первой ступени мощность усиливается до 200 на второй — мощность усиливается до 50. Коэффициент усиления ЭМУ определится из выражения: k yр = 200 • 50 = 10 000.
Электромашинные усилители весьма часто применяются в системе генератор — двигатель, где служат либо генератором, либо возбудителем.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1403; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!