Расчет потерь мощности и коэффициента полезного действия

При электромеханическом преобразовании энергии некоторая ее часть превращается в тепло. Эту часть энергии относят к потерям. К основным потерям относят электрические потери в обмотках статора и ротора (потери в меди) магнитные потери в сердечниках статора и ротора (на их перемагничивание – потери в стали), механические потери (на трение в подшипниках и вентиляцию машины). Добавочные потери имеют место как на холостом ходу (поверхностные и пульсационные потери в стали), так и при работе под нагрузкой (от поперечных токов в сердечнике ротора). Магнитные и механические потери мощности относят к постоянным потерям, не зависящим от величины механической нагрузки на валу двигателя. Электрические потери в обмотках относят к переменным, т.к. их величина зависит от нагрузки на валу.

Электрические потери мощности в проводниках обмотки статора: [Вт], где - число фаз на статоре. Электрические потери мощности в проводниках обмотки ротора: [Вт]; коэффициент приведения токов: [А].

Основные потери мощности в стали сердечника статора: [Вт], где [Вт/кг] – удельные потери мощности для примененной марки стали; и - коэффициенты, учитывающие влияние неравномерности распределения магнитного потока в ярме и зубцах статора; и - масса стали в ярме и зубцах, кг; [кг], - объем ярма сердечника статора; ; найдена ранее в расчете магнитной цепи; Кс = 0,98; - плотность стали; [кг]; ; ; ; и

берем из расчета магнитной цепи.

В роторе асинхронного двигателя частота перемагничивания стали сердечника при номинальной нагрузке на валу мала ( [Гц]), поэтому основными потерями в стали ротора можно пренебречь.

Добавочные потери мощности в стали машины: возникают на холостом ходу и остаются при появлении нагрузки; их делят на поверхностные и пульсационные; поверхностные возникают в поверхностном слое зубцов статора и ротора от пульсаций магнитного потока в воздушном зазоре; пульсационные потери в стали зубцов статора и ротора возникают из-за пульсаций потока в самих зубцах; амплитуда пульсации магнитной индукции в воздушном зазоре [Тл], где ; для зубцов статора , т.к. пазы ротора выполнены закрытыми (Рис.11); для зубцов ротора ; при известных и по величине их отношений находим коэффициенты пульсаций из кривой, приведенной на рис.16; К = 1,25; находим [Тл];удельные поверхностные потери мощности (Вт на 1 м поверхности головки зубца) , где - учитывает влияние механической обработки поверхности зубцов; для поверхности всех зубцов ротора [Вт]; суммарные поверхностные потери , т.к. . Если паз ротора открыт на ширину (рис.11), то по кривой рис.16 по известному находим , определяем [Тл] и удельные поверхностные потери мощности для зубцов статора , где ; для поверхности всех зубцов статора [Вт]; суммарные поверхностные потери в этом случае [Вт].

Для расчета пульсационных добавочных потерь мощности в зубцах статора и ротора: ищем амплитуду пульсаций магнитной индукции в среднем сечении зубца; для зубцов статора [Тл], где , - средняя индукция по высоте зубца; для зубцов ротора [Тл], где , - средняя индукция по высоте зубца; т.к. площадь сечения зубца статора и зубца ротора по высоте не изменяется, то принимаем расчетные значения и ; пульсационные потери мощности в зубцах статора [Вт]; пульсационные потери мощности в зубцах ротора [Вт]; масса зубцов ротора [кг], , ; ; ; Кс = 0,98; суммарные добавочные пульсационные потери мощности в стали машины [Вт]; добавочные поверхностные и пульсационные потери мощности в стали машины [Вт].

Механические и вентиляционные потери мощности: к механическим потерям относят потери на трение в подшипниках и трение вращающихся частей о воздух. При самовентиляции к вентиляционным потерям относят затраты мощности на всасывание воздуха из окружающей среды и перемещение его внутри машины до выходного патрубка. Рассчитывают их по приближенным формулам, полученным из опыта проектирования и эксплуатации двигателей. Потери на

Поиск по сайту: