7 Расчет потерь и коэффициента полезного действия

Коэффициент полезного действия, определяется согласно [1, с. 155].

где - сумма потерь, которая состоит из группы потерь и определяется согласно [1, с. 155]:

где - основные потери в меди, Вт;

- основные потери в стали при холостом ходе, Вт;

- добавочные потери при нагрузке, Вт;

- потери на трение щеток о коллектор, Вт;

- потери в переходном слое под щетками, Вт;

- потери на трение в подшипниках, Вт.

Основные потери в меди:

где - сопротивление обмоток при ожидаемом превышении их температуры над температурой окружающего воздуха, определяется по формуле согласно [1, с. 156], например, для обмотки якоря:

где - коэффициент увеличения сопротивления меди при ожидаемой температуре по отношению к сопротивлению, при 20°С, который определяется согласно [1, с. 185]:

где - температурный коэффициент меди, ;

- ожидаемая температура, для обмоток с изоляцией класса F согласно

[1, с.156] равно t_н=155°С.

Произведя все необходимые расчеты, получили сопротивление для всех обмоток при ожидаемой температуре перегрева:

сопротивление обмотки якоря

сопротивление обмотки возбуждения

сопротивление обмотки дополнительного полюса

Основные потери стали при холостом ходе:

где 1,1- коэффициент, учитывающий основные потери в стали бандажей, расположенных на активной длине якоря; - потери в наконечниках главных полюсов:

где - масса стали ярма якоря, кг;

- масса стали зубцов, кг;

- удельные потери в стали ярма якоря, Вт/ кг;

- удельные потери в стали зубцов якоря, Вт/ кг.

Масса стали ярма якоря, согласно [1, с. 156]:

где - плотность стали.

Масса стали зубцов якоря, определяется согласно [1, с. 156]:

Значения и определяются согласно [1, с. 156-157]:

где - частота попадания под полюс, Гц:

Добавочные потери при нагрузке.

При определении коэффициента полезного действия машины добавочные потери оцениваются коэффициентом в долях основных потерь в стали:

где - коэффициент, оцениваемый в зависимости от тока двигателя, согласно [1,с. 158],

Потери на трение щеток о коллектор, определяются согласно [1, с. 159]:

где - общая площадь прилегания щеток к коллектору, ;

- давление на щетки, согласно [1, с. 159] для двигателей опорно-осевого исполнения,

- коэффициент трения щеток по коллектору, согласно [1 , с. 159] ;

- окружная скорость коллектора, .

Потери в переходном слое под щетками, согласно [1, с. 15]:

при щетках без армирования.

Потери на трение в подшипниках.

Оценивается величиной 0,002 от подведенной мощности при номинальном режиме, согласно [1, с. 159]:

Построим зависимость КПД от тока (рисунок 8.1).

Рис. 8.1 График зависимости КПД от тока.