Потери и КПД синхронных машин .

КПД синхронной машины зависит от величины нагрузки, которая определяется коэффициентом нагрузки β, который определяется отношением отдаваемой или полезной мощности P к номинальной мощности машины Pн (β = P/Pн) и от её характера (cos φ₁).

КПД синхронных машин мощностью до100кВт составляет (80÷90)%, у более мощных машин – (92÷99)%. Турбо- и гидрогенераторы мощностью в десятки и сотни тысяч киловатт имеют более высокие значения КПД.

 

Преобразование энергии в синхронной машине связано с потерями энергии.

Основные потери в см слагаются из электрических потерь в обмотке статора, потерь на возбуждение, магнитных и механических потерь.

Электрические потери в обмотке статора:

Р_Э1= m ₁ × I ₁ ² × r ₁, где r₁ – активное сопротивление одной фазы обмотки статора при расчетной рабочей температуре.

Потери на возбуждение:

 При возбуждении от отдельного возбудительного устройства

Рв = I _В ² r _В + ∆ U _Щ × I _В

 

где rв – активное сопротивление обмотки возбуждения, ∆ U _Щ - падение напряжения в контакте щеток.

 

Магнитные потери синхронной машины происходят в сердечнике статора, который подвержен перемагничиванию вращающимся магнитным полем.

Эти потери состоят из потерь от гистерезиса Рг и вихревых токов Рв.т.

 

Механические потери, равные сумме потерь на трение в подшипниках и потерь на вентиляцию.

Добавочные потери в синхронных машинах разделяются на два типа: пульсационные потери в полюсных наконечника ротора и потери при нагрузке.

Добавочные потери при нагрузке Рдоб в синхронных машинах определяют в % от подводимой мощности двигателей или от полезной мощности генераторов.

Для синхронных машин мощностью до 1000 кВт добавочные потери 0,5%, а для машин мощностью > 1000 кВт – от 0,25 до 0,4%.

Добавочные пульсационные потери Рп в полюсных наконечниках ротора обусловлены пульсацией магнитной индукции в зазоре из-за зубчатости внутренней поверхности статора.

 

Суммарные потери в синхронной машине

Коэффициент полезного действия:

для синхронного генератора,

где - активная мощность, отбираемая от генератора при его номинальной нагрузке.

 

 

8. А синхронные двигатели.

Принцип работы асинхронного двигателя.

Если проводник с током поместить в поле постоянного магнита, то проводник будет двигаться в направлении, которое можно определить по правилу левой руки. В общем случае на проводник действует магнитодвижущая сила F=I·w, где I – ток в проводнике, w=1 – число витков.

 

Если из медного провода изготовить рамку и закрепить её на осях внутри постоянного магнита, то получим конструкцию как на рис.