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:

Расчёт по технологии изготовления детали
При расчёте изготовления детали определяют необходимую норму времени. Нормированное время – это время полезной работы, связанной с выполнением производственного задания и определяется по формуле: Тн =То +Тв +Тдоп +Тпз, мин, (3.52) где ...

Надзор и обслуживание грузоподъемных кранов: обязанности ИТР по надзору
Для организации технического надзора за безопасной эксплуатацией грузоподъемных машин необходимо назначить ответственных лиц по надзору: - грузоподъемных машин в исправном состоянии; - за безопасным производством работ кранами. Кроме т ...

Анализ эксплуатационных расходов и финансовых результатов
В 1 полугодии 1997 г. в вагонном хозяйстве отрасли эксплуатационные расходы сокращены на 304.3 млрд. руб., или 94.7% к плану (приложение 1). Анализ динамики эксплуатационных расходов и удельный вес их по хозяйствам показывает, что доля в ...