Коэффициент полезного действия

Зная потери в машине, можно определить коэффициент полез­ного действия (к. п. д.) машины.

а) Коэффициент полезного действия генератора постоянного тока.

Для генераторов к. п. д. представляет собой отношение электрической полезной мощности к механической мощности на валу и определяется по формуле:

Механическую мощность на валу генератора можно представить как:

Электрическая полезная мощность генератора определяется по формуле:

где: ∑P — сумма всех потерь в машине;

U - напряжение на зажимах генератора;

I - ток, отда­ваемый генератором в сеть.

Тогда для генератора коэффициент полезного действия можно определить по формулам:

б) Коэффициент полезного действия двигателя постоянного тока.

Коэффициентом полезного действия двигателя постоянного тока называется отношение механической мощности на валу двигателя Р₂ к подводимой к двигателю электрической мощности Р₁.

В двигателях подводимая мощность Р₁ определяется по формуле:

где:

U - напряжение на зажимах двигателя;

I - ток, потребляемый двигателем.

Механическую мощность на валу двигателя можно представить как:

где: ∑P — сумма всех потерь в машине;

Тогда для двигателя коэффициент полезного действия можно определить по формулам:

Так как к. п. д. машины зависит от суммы потерь, то он - вели­чина непостоянная, т. е. зависит от нагрузки.

При х. х. машин, когда полезная мощность равна нулю, к. п. д. = 0.

По мере увеличения нагрузки к. п. д. машины быстро увеличивается.

Наибольшее значе­ние он имеет при нагрузке, равной (0,8-1) Р_ном когда постоянные потери равны переменным.

При значительных перегрузках вслед­ствие увеличения потерь в сопротивлениях цепи якоря к. п. д. снова снижается.

Рис.20.1. Зависимость к.п.д. машины от нагрузки

Современные элек­трические машины имеют высокий к. п. д.

Так, для машин постоян­ного тока:

мощностью 10 кВт к. п. д. η = 0,83- 0,87;

мощностью 100 кВт; η =0,884-0,93;

мощностью 1000 кВт η = 0,92-0,96.

Маши­ны малой мощности имеют меньшее значе­ние к. п. д., например для двигателя мощ­ностью 10 Вт η = 0,34-0,4