КПД и коэффициент мощности и их зависимость от механической мощности
Коэффициент полезного действия. Зависимость от полезной мощности Р2 имеет такой же характер, как и для трансформатора. Эта зависимость имеет общий характер для большинства электрических машин.
При изменении нагрузки электрической машины отдельные виды потерь изменяются по-разному: электрические потери в обмотках статора и ротора, а также добавочные потери
изменяются пропорционально квадрату тока нагрузки; электрические потери в щеточном контакте
изменяются пропорционально току в первой степени; механические
и магнитные
потери остаются практически постоянными — такими же, как при холостом ходе, если напряжение машины U и частота ее вращения n не изменяются. По этому признаку все виды потерь можно разделить на две группы: постоянные потери
, и переменные потери
, которые можно приближенно считать пропорциональными квадрату тока нагрузки (обычно величина потерь
мала по сравнению с
). Мощность P2, отдаваемая машиной (РЭЛ в генераторах и РМЕХ в двигателях), пропорциональна току нагрузки I в первой степени, поэтому зависимость
КПД от тока нагрузки
(
)
где А, В, С — постоянные.
Из () следует, что при изменении нагрузки электрической машины КПД ее изменяется, При холостом ходе
= 0, так как полезная мощность Р2 отсутствует. При увеличении нагрузки КПД возрастает за счет увеличения Р2, но одновременно быстрее, чем Р2, возрастают переменные потери
, поэтому при некотором токе IКР рост КПД прекращается и в дальнейшем начинает уменьшаться. Если взять производную
и приравнять ее нулю, то можно получить условие максимума КПД — имеет место при такой нагрузке, при которой
=
.
Обычно при проектировании электрической машины стремятся так распределить потери мощности, чтобы указанное условие выполнялось при наиболее вероятной нагрузке машины, несколько меньшей номинальной. Во вращающихся электрических машинах средней и большой мощности это условие выполняется при нагрузках 60—85% от номинальной.
При увеличении номинальной мощности относительная величина суммарных потерь уменьшается. Следовательно, должен возрастать и КПД машины. Эта закономерность проявляется во всех типах вращающихся электрических машин и в трансформаторах — машины большей номинальной мощности всегда имеют соответственно и больший КПД, и, наоборот, КПД машин малой мощности и микромашин обычно невелик. Так, например, КПД вращающихся электрических машин мощностью свыше 100 кВт составляет 0,92—0,96, мощностью 1—100 кВт —0,7—0,9, а микромашин —0,4—0,6.
КПД асинхронного двигателя можно определить из круговой диаграммы как отношение отрезков. Однако для получения более точных результатов рекомендуется определять КПД путем расчета отдельных видов потерь.
Популярные материалы:
Построение индикаторных диаграмм
Построение свернутой индикаторной диаграммы ДВС производится по данным теплового расчета. Диаграмму следует строить в прямоугольных координатах p – S, где p-давление в цилиндре, а S – ход поршня.
Для построения были взяты следующие масшт ...
Определение тарифов и порогов рентабельности транспортного
предприятия
Требуется: определить для транспортной компании исходя из анализа издержек по данному виду деятельности:
а) величину предельного, технического и целевого тарифов;
б) тариф на перевозку единицы продукции;
в) порог рентабельности предпри ...
Организация движения общественного пассажирского транспорта
Основными задачами организации пассажирского транспорта являются:
а) прокладка оптимальных маршрутов движения (с минимальным числом поворотов, с использованием дорог без грузового движения);
б) размещение остановочных пунктов в удобных ...