Verlies en efficiëntie van de CC -motor:
De verliezen en effectiviteit van een transformator zijn in een eerdere les bestudeerd. Zoals in het geval van transformatoren, is het nauwkeuriger om de verliezen en efficiëntie van de continue stroommotor te bepalen in plaats van door de directe laadtest waarin de ingang en uitgang moeten worden gemeten.
Bovendien is het in grote en zelfs op middelgrote machines niet mogelijk om de echte belasting van de machine te organiseren. Nadat de verliezen zijn bepaald, kan de efficiëntie van de machine worden berekend uit relaties:
De aldus vastgestelde effectiviteit is nauwkeuriger omdat de fouten alleen in verliezen zijn, terwijl er in de directe methode een fout is bij het meten van invoer en uitvoer.
De studie van motorverliezen en continue huidige efficiëntie is essentieel voor ontwerpdoeleinden omdat (i) verliezen direct de operationele economie van de machine beïnvloeden; en (ii) de evaluatie van een machine hangt af van de maximale temperatuur die de isolatie kan weerstaan, die op zijn beurt wordt bepaald door de warmte die in de kern en de geleiders wordt ontwikkeld door de verliezen.
Natuurlijk kan de notatie van een machine voor een framegrootte en de gegeven verliezen worden verhoogd door een passend ontwerp van het ventilatiesysteem.
Het energieconversieproces bij motorverliezen bij directe stroom en efficiëntie omvat stromen, stromen en rotatie die verliezen veroorzaken bij stuurprogramma’s en ferromagnetische materialen en mechanische rotatieverliezen. Verschillende verliezen kunnen eenvoudig worden geclassificeerd door het boomdiagram getoond in figuur 5.50.
Constante verliezen:
Een machine is normaal ontworpen om te werken op constante spanningsbuizen en een aanzienlijk constante snelheid (variabele snelheden zijn ook nodig voor bepaalde toepassingen).
Bijgevolg blijven sommige verliezen bijna constant in het werkbereik van de machine en worden daarom constante verliezen genoemd. Constante verliezen kunnen ook worden geclassificeerd als verlies van kern en verlies van mechanica.
Kern zonder belasting (ijzer) –Loss:
Dit verlies bestaat uit hysterese en verlies van werveldroom veroorzaakt door de modificatie van stroomdichtheden in de ijzeren kern van de machine wanneer alleen de hoofdwikkeling opgewonden is.
De kern-core is grotendeels beperkt tot het frame van een DC-machine, het frame van een synchrone machine en de stator van een inductiemachine.
De frequentie van de variatie in de stroomdichtheid in de kern van de rotor van de inductiemachine is zo laag (SF) onder normale bedrijfsomstandigheden dat het een verwaarloosbare kerncodering heeft.
Terwijl in het geval van transformatoren het basisverlies optreedt als gevolg van de tijdelijke variatie van de stroomdichtheid met de as van de resterende vaste stroom; In het geval van roterende machines is dit verlies het gevolg van zowel de tijdelijke variatie van de stroomdichtheid als de rotatie van de as. Bijgevolg is de specifieke schaal groter in roterende machines dan die in transformatoren.
De variatie in tijd en as van de stroomdichtheid in de verliezen en efficiëntie van de DC -motor wordt geïllustreerd door middel van de transversale sectie van een CC -machine zoals weergegeven in figuur 5.51.
Het is gemakkelijk te zien uit deze figuur wanneer de versterking van de machine draait, de stroomdichtheid in het elementaire volume van de gearceerde kern varieerde cyclisch in amplitude en in de richting.
Een extra hysterese en een verlies van stroomverlies van foucault genaamd verlies van pulsatie treden ook op in roterende machines als gevolg van variaties in hoogfrequente stroomdichtheid veroorzaakt door de stator / rotor -spleet of beide.
In het geval van DC- en synchrone machines veroorzaakt de relatieve beweging tussen de spleetwapening en de polen een variatie van hoge frequentiestroomdichtheid in de na -scheuten vanwege het verschil in terughoudendheid van de stroomstromen die overeenkomen met de tanden en slotmachines.
In het geval van inductiemachines waar de stator en rotor worden gesplitst, is de frequentie van pulsatie in beide anders.
Om het verlies van pulsatie te verminderen, is het gebruikelijk om gelamineerde postpoints voor DC- en synchrone machines te gebruiken; Ook voor kleine machines van dit type kan de hoofdpaal zelf worden gebouwd van rollen.
Natuurlijk worden veel dikkere laminaties in de postmond gebruikt dan in de kern van de machine. De hysterese en de foucault -stroomverliezen in de kern betekent dat de stroom van stroomdichtheid enigszins achterblijft bij de MMF -golf en een koppel produceert dat werkt als een weerstand op het roterende element.
In dit opzicht lijkt het basisverlies mechanisch verlies te zijn zoals hysterese en het koppel van Foucault absorberen de mechanische kracht van de boom. Het paar veroorzaakt door deze verliezen is relatief laag. Er wordt praktisch gebruik gemaakt van dit paar in kleine motoren genaamd Hysteresis -motoren.
Mechanisch verlies:
Dit omvat het verlies van wrijving, wrijving, wrijving, wind en ventilatie, die allemaal verklaren. Mechanisch verlies kan relatief groot zijn in een hoge diameter of hoge snelheidsmachine.
Het verlies van kern zonder belasting en het mechanische verlies samen worden in de literatuur weergegeven door het termijnverlies van rotatie.
Variabele verliezen:
Deze verliezen variëren met de belasting van de machine en worden daarom “variabele verliezen” genoemd. Deze kunnen worden verdeeld in verlies van koper (I2R) en verlies van lading.
Koperverlies (I2R):
Alle wikkelingen hebben enige weerstand (hoewel klein) en er zijn daarom koperen ontslagen geassocieerd met de huidige stroom. Het verlies van koper kan opnieuw worden onderverdeeld in het verlies van koper van de stator, het verlies van koper van de rotor en het verlies van borstel.
De stator en de koperverliezen van de rotor zijn evenredig met de stroom in het vierkant en worden berekend met de weerstand CC van de wikkelingen bij 75 ° C.
De geleiding van de stroom tussen de borstels (in koolstof) en de schakelaar van een DC -machine wordt gemaakt via korte bogen in de luchtpaps die in dergelijk contact zullen bestaan.
Bijgevolg blijft de spanningsdaling in het contact van de borstel praktisch constant met belasting; De waarde ervan voor positieve en negatieve geassembleerde borstels is ongeveer 1 tot 2V. Het contactverlies van de borstel in een CC -machine is daarom direct evenredig met de stroom.
Contactverliezen tussen borstels (in koperen koolstofarme) en de schuifringen van een synchrone machine zijn voor alle praktische doeleinden te verwaarlozen.
Kopercontroles zijn ook aanwezig op het terrein op de grond van synchrone en DC -machines en in de regulering van de reostaat. Alleen verliezen in wikkeling op de grond worden echter aangeklaagd tegen de machine, de andere die tegen het systeem wordt geladen.
Headline Loss:
Naast de hierboven genoemde variabele verliezen, zijn er extra verliezen die variëren met de belasting, maar niet kunnen worden gekoppeld aan de stroom. Deze verliezen staan bekend als het “laadverlies” en komen zowel in de wikkelingen als in de kern voor.
(i) Kaderverlies door koperen trolley: extra verlies van koper treedt op bij stuurprogramma’s vanwege de niet -uniforme verdeling van afwisselende stromen die de effectieve weerstand van geleiders verhogen en huideffecten worden genoemd.
Bovendien, wanneer de stuurprogramma’s een laadstroom vervoeren, zijn de kerntanden verzadigd en daarom gaan meer stromen door de slots door de koperen bestuurders die de stroomverliezen van wervelwind hebben opgezet. De huidige verliezen van foucault zijn ook aanwezig in de overhang van het verlies.
(ii) Ladingsverlies van respect voor de kern: vanwege de laadstroomstroom in een machine, is de stroomstroom in de tanden en de kern vervormd. De stroomdichtheid neemt af aan het ene uiteinde van de stroom van stroomdichtheid en neemt toe naar het andere.
Omdat de schaal bijna evenredig is met het kwadraat van de stroomdichtheid, is de reductie ervan als gevolg van een vermindering van de stroomdichtheid lager dan de toename als gevolg van een toename van de stroomdichtheid en daarom is er een duidelijke toename van de kern, voornamelijk in de tanden, die bekend is onder de naam van de rietbelastingverlies in de kern.
Onder drukke omstandigheden zijn de tanden zeer verzadigd en stroomt daarom meer lek door het statorkader en duurzame schilden die een verlies van foucault -stromen veroorzaken die in feite een ander onderdeel is van basisverlies voor parasitaire laad.
Het parasitaire laadverlies is moeilijk te berekenen met precisie en daarom wordt het genomen bij 1% van de uitgang voor een DC -machine en 0,5% van de uitgang voor synchrone en inductiemachines.
Machine -efficiëntie:
Vanwege de aanwezigheid van vaste en variabele verliezen in een machine, neemt de efficiëntie van de machine continu toe met de laadbelasting een maximale waarde naar een bepaalde belasting gekoppeld aan het ontwerp van de machine.
Bovendien varieert de volledige belastingefficiëntie met de notatie van een machine en is het aanzienlijk hoger voor grote machines; De efficiëntie is bijvoorbeeld bijna 75% voor 1 kW machine, 90% voor 35 kW, 93% voor 350 kW groot en tot 97% voor 3500 kW.
De effectiviteit van machines met lage snelheid is over het algemeen lager dan die van machines met hoge snelheid, waarbij de spread 3 tot 4%is.
Voor een machine die werkt met een aanzienlijk constante spanning en snelheid, zijn de verschillende verliezen zoals eerder geteld:
(1) constante verliezen,
Of
PI0 = kern zonder belasting (ijzer) -loss (constant)
PWF = wikkeling en verlies van wrijf (constant)
(2) Variabele verliezen,
Of
PC = 3I2R, het verlies van koper (factor 3 is niet aanwezig in een DC -machine); R is de parameter voor de machine -weerstand.
PST = ladingverlies van respect (koper + ijzer) = αi2
(Hier wordt het oplaadverlies verondersteld evenredig te zijn met het kwadraat van de laadstroom)
PB = VBI = Contactverlies van de borstel (in DC -machines); VB is de spanningsdaling in contact met de borstel
Dus 
Aldus kunnen de totale continue stroommotorlies worden uitgedrukt, afhankelijk van de stroom als
Generatiemachine:
Uitgang, 
Maximale efficiëntie wordt verkregen (minimale noemer in vergelijking (5.76)))
Aldus wordt maximale efficiëntie bereikt in een belasting wanneer de verliezen die evenredig zijn aan het huidige vierkant gelijk zijn door constante verliezen. Het is dezelfde conclusie als die is aangekomen voor een transformator (vergelijking (3.55)).
Driving Machine:
Dit bereikt ook maximale waarde wanneer
dat wil zeggen constante verliezen = verliezen evenredig met het huidige vierkant
Volgens de staat van de vergelijking. (5.77) of (5.79) voor maximale efficiëntie worden constante verliezen en variabele verliezen (KV -evenredigheidsconstante) dus geproporteerd door de keuze van de machinedimensies om maximale efficiëntie te geven in de buurt van de volledige belasting.
Constante verliezen worden voornamelijk bepaald door de keuze van de stroomdichtheid en het gebruikte volume van ijzer en variabele verliezen worden bepaald door de keuze van de stroomdichtheid en het gebruikte volume van koper.
Bovendien is de gebruikte stroomdichtheid beperkt tot enigszins verzadigde waarden en wordt de stroomdichtheid beperkt door de stijging van de in aanmerking komende temperatuur (afhankelijk van de isolatieklasse).
Bijgevolg is de aanpassing van de efficiëntie van de machine om de maximale waarde aan een bepaalde belasting te produceren een aandeel ijzer- en koperaandeel om in de machine te gebruiken.
Maximale uitvoer:
Overweeg bijvoorbeeld de rijmachine. Het uitgangsvermogen wordt uitgedrukt als
Het is een vrij goede hypothese om VB te verwaarlozen; In feite is deze term niet aanwezig in AC -machines. DUS
Voor maximaal vermogen
Het maximale uitgangsvermogen wordt dan gegeven door
De stroominvoer is 
Maximale vermogensefficiëntie wordt gegeven door
Het is duidelijk dat het iets minder dan 50%zal zijn. Het is te laag om acceptabel te zijn voor een afwijkend apparaat. Bovendien, onder de maximale uitvoerwerking, zou de verliezen bijna de helft van de input zijn, het onmogelijk om de temperatuurstijging te beperken tot de geautoriseerde waarde.
Aldus worden de elektromechanische voedingsapparatuur nooit gebruikt om een maximale uitvoer te bieden. In feite worden deze gemaakt bij een belasting (bijna volledig belast) waaraan de efficiëntie maximaal is.
Dit staat in contrast met de elektronische apparaten (laag vermogen) die over het algemeen worden gebruikt om maximaal vermogen te leveren omdat het totale vermogen zeer laag is, de efficiëntie is van secundaire overweging.
Bovendien is het probleem van warmtedissipatie (veroorzaakt door verliezen) niet zo intens als bij de motorverliezen en de efficiëntie met hoge vermogen.