Доставка цветов от Pegas Flowers
Общая электротехника Однофазный переменный ток Трехфазные цепи Машины постоянного и переменного тока Трансформаторы и выпрямители Электроника Теория электросвязи Анализ электрических цепей Мощность трехфазной цепи

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Коэффициент полезного действия двигателя и потери мощности

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя определяется по формуле

,  (221)

где Р1 – мощность, подводимая к двигателю из сети; Р2 – полезная мощность на валу двигателя.

,  (222)

где  – суммарные потери мощности.

Потери мощности можно разделить на постоянные и переменные.

Постоянные потери мощности – это такие потери, величина которых не зависит от нагрузки на валу двигателя. К постоянным потерям относятся:

-механические потери;

-потери в стали;

-добавочные потери.

К механическим потерям  относятся потери, обусловленные трением в подшипниках, трением щеток по коллектору; трением якоря в воздухе и вентиляционным действием при вращении якоря и вентилятора двигателя, если он имеется.

.  (223)

Потери в стали (электромагнитные потери)  обусловлены перемагничиванием материала сердечника (железа) якоря и вихревыми токами. Потери при перемагничивании материала сердечника пропорциональны площади петли гистерезиса, частоте перемагничивания (частоте вращения якоря) и максимальной величине индукции. Потери на вихревые токи пропорциональны частоте перемагничивания и квадрату магнитной индукции.

.  (224)

К добавочным потерям  относятся потери в полюсных наконечниках, обусловленные пульсациями магнитного поля из-за наличия зубцов якоря, и другие трудноопределимые потери.

. (225)

Переменные потери мощности – это потери, величина которых зависит от тока в обмотках якоря и возбуждения. К таким потерям относятся электрические потери .

,  (226)

где  – потери мощности в обмотке якоря; – потери мощности в обмотке возбуждения.

;  (227)

. (228)

Обычно

; . (229)

Таким образом, суммарные потери мощности

. (230)

5.12. Примеры расчета режимов работы двигателей

постоянного тока и построения механической характеристики

Пример 1

 


Определить номинальную мощность на валу двигателя, номинальный КПД, номинальный вращающий момент, пусковой ток при пуске двигателя без пускового реостата, сопротивление пускового реостата для условия Iп=2,5∙Iн и пусковой момент при пуске двигателя с реостатом. Построить механические характеристики двигателя. При решении считать магнитные и механические потери не зависящими от нагрузки.

Решение.

1. Номинальная мощность на валу двигателя ,

где   – потери мощности в двигателе; Р1н – потребляемая мощность.

Р1н=Uн∙Iн=220∙20,5=4510 Вт=4,51 кВт.

Для определения потерь в цепи якоря и в цепи возбуждения определим ток в цепи якоря Iя н и ток возбуждения Iв.

  А;

Iя н=Iн–Iв=20,5–0,85=19,65 А.

2. Потери в обмотке якоря и в цепи возбуждения

 Вт;

  Вт.

3. Магнитные и механические потери ΔРм+ΔРмех=Р0–ΔРя0–ΔРв,

где  Р0 – потребляемая двигателем мощность в режиме холостого хода; ΔРя0 – потери в обмотке якоря в режиме холостого хода.

Р0=Uн∙I0=220∙2,35=517 Вт;

ΔРя0=Rя(I0–Iв)2=0,75(2,35–0,85)2=1,7 Вт;

ΔРмех+ΔРм=Р0–ΔРя0–ΔРв=517–1,7–186=329,3 Вт;

=290+186+329,3=805,3 Вт;

=4510–805,3=3704,7 Вт=3,71 кВт.

4. Номинальный КПД .

5. Номинальный вращающий момент

  Н∙м.

6. Пусковой ток якоря двигателя при пуске без реостата

  А.

7. Сопротивление пускового реостата определим из уравнения

,

откуда  Ом.

8. Определим пусковой момент двигателя при пуске с реостатом.

Известно, что вращающий момент двигателя М=СмФIя.

Для режима номинальной нагрузки Мн=СмФIя н;

для режима пуска Мп=СмФIя п.

Считая магнитный поток постоянным, имеем ,

откуда  Н∙м.

9. Естественная механическая характеристика (рис. 106) согласно уравнению механической характеристики  представляет собой прямую линию, которая строится по двум точкам с координатами: 1) М=0, n0; 2) Мн, nн.

Координаты первой точки относятся к режиму идеального холостого хода. Частота вращения идеального холостого хода

,

где Ен=Uн–Iя н∙Rя=220–19,65∙0,75=205 В.

Координаты второй точки относятся к номинальному режиму

Мн=34,6 Н∙м; nн=1025 .

Рис. 106. Механические характеристики двигателя:

1 – естественная; 2 – искусственная

Искусственная механическая характеристика (см. рис. 106), как и естественная, строится по двум точкам с координатами: 1) М=0, n0; 2) Мн, nн.

Для построения искусственной механической характеристики необходимо рассчитать частоту вращения якоря при введенном в цепь якоря дополнительном сопротивлении и номинальном моменте на валу. Этот расчет можно произвести по уравнению скоростной характеристики

,

где

;

.


Преимущества цифровой обработки сигналов