Utrata i wydajność silnika CC:
Straty i skuteczność transformatora badano we wcześniejszej lekcji. Podobnie jak w przypadku transformatorów, bardziej precyzyjne jest określenie strat i wydajności silnika prądu ciągłego, a nie przez test bezpośredniego obciążenia, w którym należy zmierzyć wejście i wyjście.
Ponadto, w dużych, a nawet średnich maszynach, nie jest możliwe zorganizowanie prawdziwego ładowania maszyny. Po ustaleniu strat wydajność maszyny (ID można obliczyć na podstawie relacji:
W ten sposób określona skuteczność jest bardziej precyzyjna, ponieważ wymagany błąd dotyczy tylko strat, podczas gdy w metodzie bezpośredniej występuje błąd w pomiarze wejścia i wyjścia.
Badanie strat motorycznych i ciągłej wydajności prądu jest niezbędne do celów projektowych, ponieważ (i) straty bezpośrednio wpływają na gospodarkę operacyjną maszyny; oraz (ii) ocena maszyny zależy od maksymalnej temperatury, jakiej może odpierać izolacja, co z kolei jest podyktowane przez ciepło opracowane w jądrze i przewodach przez straty.
Oczywiście notacja maszyny do rozmiaru ramki i podane straty można zwiększyć przez odpowiedni projekt systemu wentylacji.
Proces konwersji energii w stratach motorycznych prądu i wydajności stałej obejmuje prądy, przepływy i obrót, które powodują straty w sterownikach i materiałach ferromagnetycznych oraz strat obrotowych mechanicznych. Różne straty można łatwo sklasyfikować według schematu drzewa pokazanego na rysunku 5.50.
Ciągłe straty:
Maszyna jest zwykle zaprojektowana do obsługi rur stałego napięcia i znacznie stałej prędkości (do niektórych zastosowań konieczne są również zmienne prędkości).
W związku z tym niektóre straty pozostają prawie stałe w zakresie pracy maszyny i dlatego nazywane są stałymi stratami. Stałe straty można również zaklasyfikować jako utratę jądra i utrata mechaniki.
Rdzeń bez obciążenia (żelazo) – Loss:
Utrata ta składa się z histerezy i utraty prądu wirowania spowodowanego modyfikacją gęstości przepływu w jądrze żelaza maszyny, gdy tylko główne uzwojenie jest wzbudzone.
Rdzeń rdzenia jest w dużej mierze ograniczony do ramki maszyny DC, ramy maszyny synchronicznej i stojana maszyny indukcyjnej.
Częstotliwość zmienności gęstości przepływu w jądrze wirnika maszyny indukcyjnej jest tak niska (SF) w normalnych warunkach pracy, że ma nieistotne kodowanie jądra.
Podczas gdy w przypadku transformatorów strata podstawowa występuje z powodu czasowej zmienności gęstości przepływu z osą pozostałego stałego przepływu; W przypadku maszyn obrotowych strata ta wynika zarówno z czasowej zmienności gęstości przepływu, jak i obrotu jej osi. W związku z tym specyficzna skorupa jest większa w maszynach obrotowych niż w transformatorach.
Zmienność czasu i osi gęstości przepływu w stratach i wydajność silnika DC pokazano za pomocą przekroju poprzecznego maszyny CC, jak pokazano na rysunku 5.51.
Z tej figury łatwo widać, gdy zbrojenie maszyny obraca się, gęstość przepływu w elementarnej objętości zacienionego rdzenia różniła się cyklicznie pod względem amplitudy, a także w kierunku.
Dodatkowa histereza i utrata prądu foucault zwanego utratą pulsacji również występują w maszynach obrotowych z powodu zmian gęstości przepływu o wysokiej częstotliwości spowodowanej przez szczelinę stojana / wirnika lub oba.
W przypadku maszyn DC i synchronicznych ruch względny między wzmocnieniem szczelinowym a biegunami powoduje zmianę gęstości przepływu o wysokiej częstotliwości w pędach pocztowych ze względu na różnicę w niechęci przepływu przepływu odpowiadających zębom i automatom.
W przypadku maszyn indukcyjnych, w których stojany i wirnik są podzielone, częstotliwość pulsacji jest inna w obu.
Aby zmniejszyć utratę pulsacji, często stosuje się laminowane punkty postpo dla maszyn DC i synchronicznych; Również w przypadku małych maszyn tego typu główny słup można zbudować z toczenia.
Oczywiście znacznie grubsze laminacje jest używanych w ustach postu niż w rdzeniu maszyny. Histereza i straty prądu Foucault w jądrze oznaczają, że przepływ gęstości przepływu jest nieco opóźniony za falą MMF, wytwarzając moment obrotowy, który działa jak opór elementu obrotowego.
W związku z tym podstawową stratą wydaje się być stratą mechaniczną, taką jak histereza, a moment obrotowy Foucault pochłania moc mechaniczną drzewa. Para spowodowana przez te straty jest stosunkowo niskie. Praktyczne zastosowanie jest wykonane z tej pary w małych silnikach zwanych silnikami histerezy.
Strata mechaniczna:
Obejmuje to utratę tarcia, tarcia, tarcia, wiatru i wentylacji, które są wyjaśniające. Strata mechaniczna może być stosunkowo duża w maszynie o dużej średnicy lub wysokiej prędkości.
Utrata jądra bez obciążenia i strata mechaniczna razem są reprezentowane w literaturze przez termin utrata obrotu.
Straty zmienne:
Straty te różnią się w zależności od obciążenia dostarczonego przez maszynę i dlatego nazywane są „stratami zmiennymi”. Można je podzielić na utratę miedzi (I2R) i utratę opłat.
Utrata miedzi (I2R):
Wszystkie uzwojenia mają pewien opór (choć niewielki), a zatem występują zwolnienia miedzi związane z przepływem prądu. Utrata miedzi można ponownie podzielić na utratę miedzi stojana, utratę miedzi wirnika i utratę pędzla.
Stratę stojana i miedzi wirnika są proporcjonalne do prądu na kwadracie i są obliczane za pomocą odporności CC uzwojeń w 75 ° C
Przewodnictwo prądu między szczotkami (w węglu) a przełącznikiem maszyny DC jest wytwarzane za pomocą krótkich łuków w PAPS, które będą istnieć w takim kontakcie.
W związku z tym spadek napięcia w kontakcie szczotki pozostaje praktycznie stały z obciążeniem; Jego wartość dla pozytywnych i ujemnych szczotek zmontowanych wynosi około 1 do 2 V. Utrata kontaktu pędzla w maszynie CC jest zatem wprost proporcjonalna do prądu.
Straty kontaktowe między szczotkami (w miedzianym węgle) a przesuwnymi pierścieniami maszyny synchronicznej są znikome dla wszystkich praktycznych celów.
Kontrole miedzi są również obecne na podstawie na podstawie maszyn synchronicznych i DC oraz w regulacji reostatu. Jednak tylko straty w uzwojeniu na ziemi są oskarżone o maszynę, a drugi jest oskarżony o system.
Strata nagłówka:
Oprócz wymienionych powyżej strat zmiennych istnieją dodatkowe straty, które różnią się w zależności od obciążenia, ale nie można ich powiązać z prądem. Straty te są znane jako „utrata ładowania szacunku” i występują zarówno w uzwojeniach, jak i w jądrze.
(i) Utrata ramki przez wózek miedziany: Dodatkowa utrata miedzi występuje u sterowników z powodu nierównomiernego rozkładu prądów naprzemiennych, które zwiększają efektywną odporność przewodów i nazywane są efektami skóry.
Ponadto, gdy kierowcy przenoszą prąd obciążenia, zęby jądra są nasycone, a zatem więcej przepływów przechodzi przez szczeliny przez sterowniki miedzi, które skonfigurowały straty prądu. Obecne straty Foucault są również obecne w zwisie straty.
(ii) Utrata ładunku w odniesieniu do jądra: Z powodu przepływu prądu ładowania w maszynie strumień przepływu w zębach i jądro jest zdeformowane. Gęstość przepływu maleje na jednym końcu przepływu gęstości przepływu i wzrasta do drugiego.
Ponieważ skorupa jest prawie proporcjonalna do kwadratu gęstości przepływu, jej zmniejszenie ze względu na zmniejszenie gęstości przepływu jest niższe niż wzrost z powodu wzrostu gęstości przepływu, a zatem istnieje wyraźny wzrost jądra, głównie w zębach, który jest znany o nazwie utraty obciążenia słomy w jądrze.
W zachowanych warunkach zęby są wysoce nasycone, a zatem więcej wycieków przepływa przez ramę stojana i trwałe tarcze, powodując utratę prądów foucault, które w rzeczywistości jest kolejnym elementem podstawowej pasożytniczych strat ładowania.
Pasożytniczy strata ładowania jest trudna do obliczenia z precyzją, a zatem jest przyjmowana na 1% wyjścia dla maszyny DC i 0,5% wyjściowej dla maszyn synchronicznych i indukcyjnych.
Wydajność maszyny:
Ze względu na obecność stałych i zmiennych strat w maszynie wydajność maszyny wzrasta w sposób ciągły z obciążeniem obciążenia maksymalną wartością do określonego obciążenia połączonego z konstrukcją maszyny.
Ponadto pełna wydajność obciążenia różni się w zależności od notacji maszyny i jest znacznie wyższa dla dużych maszyn; Na przykład wydajność jest prawie 75% dla 1 kW maszyny, 90% dla 35 kW, 93% dla 350 kW i do 97% dla 3500 kW.
Skuteczność maszyn o niskiej prędkości jest na ogół niższa niż w przypadku maszyn o wysokiej prędkości, a spread wynosi 3 do 4%.
W przypadku maszyny działającej z zasadniczo stałym napięciem i prędkością różne straty, takie jak wcześniej policzone, to:
(1) Ciągłe straty,
Lub
PI0 = jądro bez obciążenia (żelazo) -Loss (stała)
PWF = uzwojenie i utrata pocierania (stała)
(2) Straty zmienne,
Lub
PC = 3I2R, utrata miedzi (współczynnik 3 nie będzie obecny w maszynie DC); R jest parametrem rezystancji maszyny.
PST = utrata ładowania szacunku (miedzi + żelazo) = αi2
(Tutaj utrata obciążenia szacunku ma być proporcjonalna do kwadratu prądu obciążenia)
PB = VBI = utrata kontaktu pędzla (w maszynach DC); VB jest spadkiem napięcia w kontakcie z pędzlem
Więc 
Zatem całkowite ciągłe straty silnika prądu można wyrazić w zależności od prądu
Maszyna generacji:
Wyjście, wyjście, 
Uzyskuje się maksymalną wydajność (minimalny mianownik w równaniu (5.76))))
Zatem maksymalna wydajność jest osiągana w obciążeniu, gdy straty proporcjonalne do prądu kwadratu są równe stałymi stratami. Jest to ten sam wniosek, co doszedł do transformatora (równ. (3.55)).
Maszyna do jazdy:
Osiąga to również maksymalną wartość, gdy
to znaczy ciągłe straty = straty proporcjonalne do bieżącego kwadratu
Zgodnie ze stanem równania. (5.77) lub (5.79) dla maksymalnej wydajności, stałe straty i straty zmienne (stała proporcjonalności kV) są zatem proporcjonalne przez wybór wymiarów maszyny, aby zapewnić maksymalną wydajność w pobliżu pełnego obciążenia.
Stałe straty są głównie określone przez wybór gęstości przepływu, a objętość używanych żelaza i zmienne straty podlegają wyborze gęstości prądu i objętości zastosowanej miedzi.
Ponadto zastosowana gęstość przepływu jest ograniczona do nieznacznie nasyconych wartości, a gęstość prądu jest ograniczona wzrostem kwalifikującej się temperatury (w zależności od klasy izolacji).
W związku z tym regulacja wydajności maszyny w celu uzyskania maksymalnej wartości do określonego obciążenia jest proporcją proporcji żelaza i miedzi do użycia w maszynie.
Maksymalne wyjście:
Rozważmy na przykład maszynę do jazdy. Moc wyjściowa jest wyrażona jako
Jest to dość dobra hipoteza zaniedbania VB; W rzeczywistości ten termin nie jest obecny w maszynach prądu przemiennego. WIĘC
Dla maksymalnej mocy
Maksymalna moc wyjściowa jest następnie podana przez
Wejście mocy jest 
Maksymalna wydajność energetyczna jest podana przez
Oczywiście będzie to nieco poniżej 50%. Jest zbyt niski, aby był dopuszczalny dla dewiacyjnego urządzenia. Ponadto, w ramach maksymalnej operacji wyjściowej, straty wynoszą prawie połowę wejścia, niemożliwe byłoby ograniczenie wzrostu temperatury do autoryzowanej wartości.
Zatem elektromechaniczne urządzenia zasilające nigdy nie są używane do zapewnienia maksymalnego wyjścia. W rzeczywistości są one wykonane przy obciążeniu (prawie całkowicie odpowiedzialnym), do którego wydajność jest maksymalna.
Kontrastuje to z urządzeniami elektronicznymi (niska moc), które są ogólnie używane do zapewnienia maksymalnej mocy, ponieważ całkowita moc jest bardzo niska, wydajność jest wtórna.
Ponadto problem rozpraszania ciepła (spowodowany stratami) nie jest tak intensywny, jak w przypadku strat motorycznych i wydajności o dużej mocy.