Потери и КПД коллекторных машин постоянного тока

В машинах постоянного тока имеют место электрические, механические и магнитные потери (основная группа потерь), а также добавочные потери:

1). Электрические потери Рэ обусловлены электрическим сопротивлением обмоток машины и щёточного контакта:

Рэ = Рэя+Рэв+Рэк+Рэд+Рэщ,

где Рэя – потери в обмотке якоря, Рэв – потери в ОВ, Рэк потери в компенсационной обмотке, Рэд потери в обмотках добавочных полюсов, Рэщ – потери в щёточном контакте.

2). Механические потери Рмех возникают в результате трения щёток по коллектору Рк, в подшипниках Рп, деталей машины о воздух Рв и в процессе вентиляции Рвент:

Рмех = Рк+Рп+Рв+Рвент.

3). Магнитные потери Рм возникают в результате перемагничивания стали и образования вихревых токов в сердечниках машин. Они зависят от частоты перемагничивания, магнитной индукции в якоре, толщины листов стали и качества изоляции этих листов в пакете якоря.

4). Добавочные потери Рд складываются из потерь от вихревых токов в меди обмоток, от неравномерного распределения индукции при нагрузке, от вихревых токов в крепёжных деталях и т. д. Они трудно учитываются и обычно составляют в машинах без компенсационной обмоткой 1% полезной мощности для генераторов или 1% подводимой мощности для двигателей, а в машинах с компенсационной обмоткой – 0,5%.

Следовательно, суммарные потери в машине постоянного тока:

= Рэ+Рмех+Рм+Рд.

КПД электрической машины представляет собой отношение отдаваемой (полезной) мощности Р2 к подводимой (потребляемой) мощности Р1:

Ƞ = Р2/Р1.

Определив суммарную мощность потерь, КПД машины определяют по следующим формулам:

для генератора

Ƞг = Р2/Р1 =[U·I]/[U·I+;

для двигателя

Ƞд = Р2/Р1 = [U·I/[U·I].