Потери и КПД

Потери в синхронной машине можно разделить на основные и добавочные. Ниже приводится расчет этих потерь для номинального режима работы.

Основные потери. Основные электрические потери в обмотке статора, кВт,

. (10.159)

Потери на возбуждение, кВт, при наличии возбудителя, сочлененного с валом машины, согласно ГОСТ определяют с учетом потерь в возбудителе:

. (10.160)

Для машин, возбуждаемых от отдельно установленных устройств,

, (10.161)

где — номинальные значения тока якоря и тока возбуждения;

— переходное падение напряжения в щеточном контакте ( = 1 В);

— КПД возбудителя ( = 0, 8…0, 85).

Сопротивления обмоток и определяют по (10.95) и (10.120) соответственно и приводят к расчетной температуре, равной 75⁰ C для обмоток с изоляцией классов нагревостойкости A, Е, В или 115⁰ С для обмоток с изоляцией классов нагревостойкости F и Н.

Магнитные потери в ярме магнитопровода статора, кВт,

. (10.162)

Магнитные потери в зубцах магнитопровода статора, кВт,

. (10.163)

где и — удельные потери при индукции 1 Тл и частоте 50 Гц, которые следует взять из табл. П1.17 для соответствующей марки стали; и — коэффициенты, учитывающие увеличение потерь из-за частичного замыкания листов вследствие наличия заусенцев, а также изменения структуры стали при штамповке: при 100 кВт =1, 5; =2; при > 100 кВт =1, 3; =1, 7; и — индукция в ярме статора и зубце статора на 1/3 высоты зубца при , см. расчет характеристики холостого хода .

Механические потери, равные сумме потерь в подшипниках и на вентиляцию, кВт,

, (10.164)

где — окружная скорость ротора, м/с; — полная длина статора, м.

Добавочные потери. Добавочные потери возникают в машине как при холостом ходе, так и при нагрузке. При холостом ходе возникают потери на поверхности полюсных наконечников, кВт, из-за колебания индукции вследствие зубчатого строения статора:

, (10.165)

где ; — индукция при , Тл; — коэффициент воздушного зазора; — коэффициент: = 4, 6 при полюсах из листов толщиной 1 мм и = 8, 6 при полюсах из листов толщиной 2 мм, при массивных полюсных наконечниках = 23, 3; — коэффициент полюсного перекрытия; — число зубцов статора ( и подставляются в метрах).

Добавочные потери при нагрузке появляются в обмотках статора из-за вихревых токов и в стали как в статоре, так и в полюсных наконечниках ротора от высших гармонических магнитного поля якоря.

Приближенно полные добавочные потери при нагрузке можно определить в процентах полезной мощности для генераторов и подводимой мощности для двигателей:

Общие потери при номинальной нагрузке

. (10.166)

Коэффициент полезного действия генератора

, (10.167)

двигателя

, (10.168)

где — номинальная активная мощность генератора, кВт; — активная мощность, подводимая к двигателю при номинальной нагрузке, кВт: .