Verlust und Effizienz des CC -Motors:
Die Verluste und die Wirksamkeit eines Transformators wurden in einer früheren Lektion untersucht. Wie bei Transformatoren ist es genauer, die Verluste und Effizienz des kontinuierlichen Strommotors zu bestimmen, anstatt durch den direkten Lasttest, bei dem Eingang und Ausgang gemessen werden müssen.
Darüber hinaus ist es in großen und sogar mittelgroßen Maschinen nicht möglich, die tatsächliche Belastung der Maschine zu organisieren. Sobald die Verluste ermittelt wurden, kann die Effizienz der Maschine (ID kann aus Beziehungen berechnet werden:
Die so ermittelte Wirksamkeit ist genauer, da der beteiligte Fehler nur in Verlusten beträgt, während in der direkten Methode ein Fehler bei der Messung von Eingang und Ausgabe vorliegt.
Die Untersuchung motorischer Verluste und kontinuierlicher aktueller Effizienz ist für Konstruktionszwecke von wesentlicher Bedeutung, da (i) Verluste die Betriebswirtschaft der Maschine direkt beeinflussen. und (ii) die Bewertung einer Maschine hängt von der maximalen Temperatur ab, der die Isolierung widerstehen kann, was wiederum durch die im Zellkern und den Leiter durch die Verluste entwickelte Wärme diktiert wird.
Natürlich kann die Notation einer Maschine für eine Rahmengröße und die angegebenen Verluste durch ein angemessenes Design des Lüftungssystems erhöht werden.
Der Energieumwandlungsverfahren bei motorischen Verlusten des Gleichstroms und der Effizienz umfasst Ströme, Strömungen und Rotationen, die Verluste bei Treibern und ferromagnetischen Materialien und mechanischen Rotationsverlusten verursachen. Verschiedene Verluste können leicht durch das in Abbildung 5.50 gezeigte Baumdiagramm klassifiziert werden.
Ständige Verluste:
Eine Maschine ist normalerweise so ausgelegt, dass sie mit konstanten Spannungsrohren und einer erheblichen konstanten Geschwindigkeit betrieben werden (für bestimmte Anwendungen sind auch variable Geschwindigkeiten erforderlich).
Infolgedessen bleiben einige der Verluste im Arbeitsbereich der Maschine nahezu konstant und werden daher als konstante Verluste bezeichnet. Ständige Verluste können auch als Verlust von Kern und Mechanikverlust eingestuft werden.
Kern ohne Last (Eisen) —Sloss:
Dieser Verlust besteht aus Hysterese und Verlust des Wirbelstroms, die durch die Modifikation der Durchflussdichten im Eisenkern der Maschine verursacht werden, wenn nur die Hauptwicklung angeregt wird.
Der Kernkern ist weitgehend auf den Rahmen einer DC-Maschine, den Rahmen einer synchronen Maschine und den Stator einer Induktionsmaschine beschränkt.
Die Frequenz der Variation der Durchflussdichte im Kern des Rotors der Induktionsmaschine ist unter normalen Betriebsbedingungen so niedrig (SF), dass sie einen vernachlässigbaren Kernkodierung aufweist.
Während im Fall von Transformatoren der Grundverlust aufgrund der zeitlichen Variation der Durchflussdichte mit der Achse des verbleibenden festen Flusses auftritt; Bei rotierenden Maschinen resultiert dieser Verlust sowohl aus der zeitlichen Variation der Durchflussdichte als auch aus der Drehung seiner Achse. Folglich ist die spezifische Hülle in Rotationsmaschinen größer als in Transformatoren.
Die Variation der Zeit und der Achse der Durchflussdichte bei den Verlusten und der Effizienz des Gleichstrommotors wird mittels des Querschnitts einer CC -Maschine dargestellt, wie in Abbildung 5.51 gezeigt.
Aus dieser Figur ist leicht ersichtlich, wenn sich die Verstärkung der Maschine dreht, die Durchflussdichte im Elementarvolumen des schattierten Kerns variierte sowohl in der Amplitude als auch in Richtung zyklisch.
Eine zusätzliche Hysterese und ein Verlust des Foucault -Stromverlusts treten auch in Rotationsmaschinen aufgrund von Schwankungen der Hochfrequenzdichte auf, die durch den Stator / Rotorspalt oder beides verursacht werden.
Bei DC- und synchronen Maschinen führt die relative Bewegung zwischen der Schlitzverstärkung und den Polen zu einer Variation der Hochfrequenzflussdichte in den Postaufnahmen aufgrund der Differenz in der Zurückhaltung der Strömungsströmen, die den Zähnen und Schlitzmaschinen entsprechen.
Bei Induktionsmaschinen, bei denen Stator und Rotor aufgeteilt sind, ist die Pulsationsfrequenz in beiden unterschiedlich.
Um den Pulsationsverlust zu verringern, ist es üblich, laminierte Postpunkte für DC- und Synchronmaschinen zu verwenden. Auch für kleine Maschinen dieser Art kann der Hauptstangen selbst aus Rollen gebaut werden.
Natürlich werden im Pfostenmund viel dickere Laminationen verwendet als im Kern der Maschine. Die Hysterese und die Foucault -Stromverluste im Kern bedeutet, dass der Fluss der Durchflussdichte etwas hinter der MMF -Welle zurückbleibt und ein Drehmoment erzeugt, das wie ein Widerstand des Rotationselements wirkt.
In dieser Hinsicht scheint der Grundverlust mechanischer Verlust wie Hysterese zu sein und das Drehmoment von Foucault absorbiert die mechanische Leistung des Baumes. Das durch diese Verluste verursachte Paar ist relativ niedrig. Aus diesem Paar in kleinen Motoren namens Hysterese -Motoren werden praktisch verwendet.
Mechanischer Verlust:
Dies schließt den Verlust von Reibung, Reibung, Reibung, Wind und Belüftung ein, die alle erklärend sind. Der mechanische Verlust kann relativ groß sein und mit hoher Durchmesser oder Hochgeschwindigkeitsmaschine.
Der Verlust des Kerns ohne Last und der mechanische Verlust zusammen wird in der Literatur durch den Begriff Rotationsverlust dargestellt.
Variable Verluste:
Diese Verluste variieren mit der von der Maschine bereitgestellten Last und werden daher als „variable Verluste“ bezeichnet. Diese können durch Kupferverlust (I2R) und Ladungsverlust geteilt werden.
Kupferverlust (i2r):
Alle Wicklungen haben einen gewissen Widerstand (wenn auch klein) und es sind daher Kupferentlätter, die mit dem Stromfluss verbunden sind. Der Kupferverlust kann erneut in den Kupferverlust des Stators, den Kupferverlust des Rotors und den Pinselverlust unterteilt werden.
Der Stator und die Kupferverluste des Rotors sind proportional zum Strom im Quadrat und werden mit dem Widerstand CC der Wicklungen bei 75 ° C berechnet.
Die Leitung des Stroms zwischen den Bürsten (in Kohlenstoff) und dem Schalter einer DC -Maschine erfolgt über kurze Bögen in den Luftpapieren, die in einem solchen Kontakt vorhanden sind.
Infolgedessen bleibt der Spannungsabfall des Kontakts der Bürste praktisch konstant bei Last; Sein Wert für positive und negative zusammengebaute Bürsten beträgt etwa 1 bis 2 V. Der Kontaktverlust der Bürste in einer CC -Maschine ist daher direkt proportional zum Strom.
Kontaktverluste zwischen Bürsten (in Kupfer-Kohlenstoff) und den Schieberringen einer synchronen Maschine sind für alle praktischen Zwecke vernachlässigbar.
Kupferprüfungen sind auch auf dem Gelände auf dem Boden von Synchron- und DC -Maschinen sowie in der Regulierung des Rheostats vorhanden. Es werden jedoch nur Verluste bei der Wicklung am Boden gegen die Maschine angeklagt, die andere gegen das System angeklagt.
Schlagzeilenverlust:
Zusätzlich zu den oben genannten variablen Verlusten gibt es zusätzliche Verluste, die sich mit der Last variieren, aber nicht mit dem Strom verbunden werden können. Diese Verluste werden als „Ladelungsverlust der Achtung“ bezeichnet und treten sowohl in den Wicklungen als auch im Kern auf.
(i) Rahmenverlust durch Kupferwagen: Bei Treibern tritt ein zusätzlicher Kupferverlust auf, da die nicht einheitliche Verteilung von abwechselnden Strömen, die den wirksamen Widerstand von Leitern erhöhen und als Hautffekte bezeichnet werden.
Wenn die Fahrer einen Laststrom transportieren, sind die Kernzähne außerdem gesättigt und daher fließt mehr Flüsse durch die Schlitze durch die Kupfertreiber, die Wirbelwindstromverluste aufgestellt haben. Die aktuellen Verluste von Foucault sind ebenfalls im Überhang des Verlustes vorhanden.
(ii) Ladungsverlust der Berücksichtigung des Kerns: Aufgrund des Ladestromflusses in einer Maschine ist der Strömungsstrom in den Zähnen und der Kern deformiert. Die Strömungsdichte nimmt an einem Ende des Flussdichte ab und steigt zum anderen.
Da die Schale nahezu proportional zum Quadrat der Durchflussdichte ist, ist ihre Verringerung aufgrund einer Verringerung der Durchflussdichte aufgrund einer Zunahme der Durchflussdichte niedriger als der Anstieg der Fließdichte, und daher gibt es ein klarer Anstieg des Kerns, hauptsächlich in den Zähnen, die unter dem Namen des Strohbelastungsverlusts im Nukleus bekannt ist.
Unter geschäftigen Bedingungen sind die Zähne stark gesättigt und daher fließt mehr Leck durch das Statorgerüst und dauerhafte Schilde, was zu einem Verlust von Foucault -Strömen führt, was tatsächlich ein weiterer Bestandteil des grundlegenden parasitären Ladeverlusts ist.
Der parasitäre Ladeverlust ist mit Präzision schwer zu berechnen und wird daher bei 1% des Ausgangs für eine Gleichstrommaschine und 0,5% des Ausgangs für Synchron- und Induktionsmaschinen eingenommen.
Maschineneffizienz:
Aufgrund des Vorhandenseins fester und variabler Verluste in einer Maschine erhöht sich die Effizienz der Maschine kontinuierlich, wobei die Ladebelastung einen Maximalwert für eine bestimmte Last, die mit dem Design der Maschine verbunden ist, einen Maximalwert erhöht.
Darüber hinaus variiert die Volllasteffizienz mit der Notation einer Maschine und ist für große Maschinen erheblich höher. Beispielsweise liegt die Effizienz bei 1 kW Maschine nahe 75%, 90% für 35 kW, 93% für 350 kW Größe und bis zu 97% für 3500 kW.
Die Effektivität von Geringernsmaschinen ist im Allgemeinen niedriger als die von Hochgeschwindigkeitsmaschinen, wobei die Ausbreitung 3 bis 4%beträgt.
Für eine Maschine, die mit einer wesentlich konstanten Spannung und Geschwindigkeit arbeitet, sind die unterschiedlichen Verluste, wie sie zuvor gezählt wurden,:
(1) Konstante Verluste,
Oder
Pi0 = nucleus ohne Last (Eisen) -los (konstant)
PWF = Wicklung und Verlust von Rub (konstant)
(2) variable Verluste,
Oder
PC = 3I2R, der Verlust von Kupfer (Faktor 3 ist nicht in einer DC -Maschine vorhanden); R ist der Maschinenwiderstandsparameter.
PST = Ladungsverlust von Achtung (Kupfer + Eisen) = αi2
(Hier soll der Ladeverlust der Rücksicht proportional zum Quadrat des Laststroms sein)
Pb = vbi = Kontaktverlust der Bürste (in DC -Maschinen); VB ist der Spannungsabfall in Kontakt mit der Bürste
Also 
Somit können je nach Strom als vollständige kontinuierliche Stromverluste ausgedrückt werden
Generationsmaschine:
Ausgangsausgang, 
Die maximale Effizienz wird erhalten (Mindestnenner in Gleichung (5.76)))
Somit wird die maximale Effizienz bei einer Last erreicht, wenn die proportionalen Verluste durch konstante Verluste gleich sind. Es ist die gleiche Schlussfolgerung wie die zu einem Transformator (Gleichung (3.55)).
Antriebsmaschine:
Dies erreicht auch einen maximalen Wert, wenn
Das heißt, konstante Verluste = Verluste proportional zum aktuellen Quadrat
Nach dem Zustand der Gleichung. (5.77) oder (5.79) Für maximale Effizienz werden konstante Verluste und variable Verluste (KV -Verhältnismäßigkeitskonstante) durch die Auswahl der Maschinenabmessungen proportioniert, um die maximale Effizienz nahe der Volllast zu ergeben.
Konstante Verluste werden hauptsächlich durch die Auswahl der Durchflussdichte und das Volumen der verwendeten Eisen und variable Verluste durch die Auswahl der Stromdichte und des verwendeten Kupfervolumens bestimmt.
Darüber hinaus ist die verwendete Durchflussdichte auf leicht gesättigte Werte begrenzt, und die Stromdichte wird durch den Anstieg der berechtigten Temperatur (abhängig von der Isolationsklasse) begrenzt.
Folglich ist die Einstellung der Effizienz der Maschine, um den Maximalwert an eine bestimmte Last zu erzeugen, ein Anteil des Eisen- und Kupferanteils, der in der Maschine verwendet werden soll.
Maximale Ausgabe:
Betrachten Sie zum Beispiel die Fahrmaschine. Die Ausgangsleistung wird ausgedrückt als
Es ist eine ziemlich gute Hypothese, VB zu vernachlässigen. Tatsächlich ist dieser Begriff in Wechselstrommaschinen nicht vorhanden. ALSO
Für maximale Leistung
Die maximale Ausgangsleistung wird dann gegeben
Der Leistungseingang ist 
Die maximale Leistungseffizienz ist gegeben durch
Offensichtlich wird es knapp 50%sein. Es ist zu niedrig, um für ein abweichendes Gerät akzeptabel zu sein. Darüber hinaus wäre es bei maximalem Ausgangsbetrieb, dass die Verluste fast die Hälfte des Eingangs betragen, unmöglich, die Temperaturzunahme auf den autorisierten Wert zu begrenzen.
Daher werden die elektromechanischen Stromversorgungsgeräte niemals verwendet, um einen maximalen Ausgang zu liefern. Tatsächlich werden diese bei einer Last (fast vollständig verantwortlich) gemacht, für die die Effizienz maximal ist.
Dies steht im Gegensatz zu den elektronischen Geräten (niedrige Leistung), die im Allgemeinen zur maximalen Leistung verwendet werden, da die Gesamtleistung sehr niedrig ist und die Effizienz sekundär berücksichtigt wird.
Darüber hinaus ist das Problem der Wärmeabteilung (verursacht durch Verluste) nicht so intensiv wie bei hohen Stromverlusten und Effizienz.