Víme, že Stejnosměrný motor se používá ke změně výkonu z elektrické formy na mechanickou formu obdobně stejnosměrný generátor se používá ke změně výkonu z mechanické formy na elektrickou formu. Vstupní výkon v generátoru stejnosměrného proudu je v mechanické formě a výstupní výkon v elektrické formě. Naproti tomu vstupní výkon stejnosměrného motoru je elektrický a výstupní výkon je v mechanické formě. Při převodu vstupního výkonu na výstupní výkon prakticky dochází ke ztrátě výkonu. Účinnost stroje lze tedy snížit. Účinnost lze definovat jako poměr výstupního výkonu a příkonu. Proto je při návrhu rotačního stejnosměrného stroje s vysokou účinností důležité znát ztráty, ke kterým ve stejnosměrném stroji dochází. V systému se vyskytují různé typy ztrát DC stroj které jsou diskutovány níže.
Ztráty v DC stroji
Ve stejnosměrném stroji, který je generován různými způsoby, dochází k různým druhům ztrát. Tyto ztráty však mohou způsobit zahřívání a zásadní účinky. Teplotu lze ve stroji zvýšit. Životnost a výkon stroje lze tedy snížit zejména izolací. Hodnocení stejnosměrného stroje může být proto přímo ovlivněno různými ztrátami. Níže jsou popsány různé typy ztrát, ke kterým dochází ve stejnosměrném stroji.
Ztráty v DC stroji
Elektrické nebo měděné ztráty ve stejnosměrném stroji
Elektrická / měď se může vyskytovat uvnitř vinutí měděného pole nebo armatury stejnosměrného stroje. Tyto typy ztrát zahrnují hlavně různé ztráty, jako je ztráta zanesené mědi, ztráta mědi a ztráta kotvy kvůli odporu kontaktu kartáče
Zde lze odvodit ztrátu mědi kotvy jako OndvaVendva
Kde,
„Ia“ je proud kotvy
„Ra“ je odpor armatury
Tento druh ztráty způsobí ztráty plného zatížení přibližně 30% až 40%. Tato ztráta je proměnlivá a závisí hlavně na množství stejnosměrného zatížení stroje.
Ztráty evidované mědi lze odvodit jako If2Rf
Kde,
„If“ je proud pole, zatímco Rf je odpor pole)
Ve zkratu zraněném poli je prakticky ztráta mědi v poli stabilní a věnuje 20 až 30% ztrátám při plném zatížení.
Odpor kontaktu kartáče přispívá ke ztrátám mědi. Obvykle tento druh ztráty spadá pod ztrátu mědi kotvy.
Magnetické ztráty nebo ztráty jádra nebo ztráty železa
Alternativní názvy těchto ztrát jsou ztráty železa nebo ztráty jádra. Tyto druhy ztrát mohou nastat uvnitř jádra a zubů kotvy, kdekoli lze tok změnit. Tyto ztráty zahrnují dvě ztráty, a to hysterezi a ztráty vířivými proudy.
Ztráty hystereze
K této ztrátě může dojít z důvodu reverzního magnetismu v jádře kotvy.
Ph= ȠB1.6maxfV wattů
Zde je „Bmax“ nejvyšší hodnotou hustoty toku v jádře.
„V“ je objem jádra kotvy
„F“ je frekvence reverzního magnetismu
„Η“ je koeficient hystereze
Hysterezní ztráty mohou nastat uvnitř zubů a jádra kotvy stejnosměrného stroje. Tuto ztrátu lze snížit pomocí materiálu jádra ze silikonové oceli. Tento materiál má menší hysterezní koeficient.
Ztráta vířivými proudy
Jakmile se jádro kotvy otočí v magnetickém poli pólu a rozřízne magnetický tok. Proto může být e.m.f indukován v těle jádra na základě zákonů elektromagnetické indukce. Indukovaný e.m.f lze nastavit proud v těle jádra kotvy, takže se tomu říká vířivý proud. A ztráta energie v důsledku toku proudu se nazývá ztráta vířivým proudem. Tuto ztrátu lze odvodit jako
Ztráta vířivým proudem je dána vztahem
Ztráta vířivým proudem Pe = K.jeBdvamaxFdvatdvaV wattů
Z výše uvedené rovnice
„Ke“ je konstantní, což závisí na odporu jádra a použitém systému jednotky.
„Bmax“ je maximální hustota toku ve wb / m2
„T“ je tloušťka laminování v „m“
„V“ je objem jádra v „m3“
Tyto ztráty lze snížit vytvořením jádra kotvy tenkými laminovanými razítky. Tloušťka laminace použitá v jádře armatury tedy může být 0,35 m až 0,5 mm.
Ztráty štětce
Tyto ztráty mohou nastat mezi uhlíkovými kartáči a komutátorem. Jedná se o ztrátu energie na kontaktním konci kartáčů ve stejnosměrném stroji. To lze vyjádřit jako
PBD= VBD* JáNA
Kde
„PBD“ je ztráta kapky štětce
„VBD“ je pokles napětí kartáče
„IA“ je proud kotvy
Mechanické ztráty
Mohou nastat mechanické ztráty v důsledku účinků strojů. Tyto ztráty se dělí na dvě ztráty, jmenovitě tření ložisek a větrání. Tyto druhy ztrát mohou nastat u pohyblivých částí uvnitř stejnosměrného stroje. Vzduch v DC stroji se také nazývá vítrové ztráty.
Ztráty větru jsou extrémně malé a může k nim dojít kvůli fikci ložiska. Tyto ztráty se také nazývají mechanické ztráty. Mezi tyto ztráty patří tření a uložení kartáče, ztráta větrem, jinak rotační armatura vzdušné fantazie. Při celkových ztrátách při plném zatížení došlo k těmto ztrátám přibližně 10% - 20%.
Bludné ztráty
Jedná se o smíšený typ ztrát a faktory uvažované při těchto ztrátách jsou
Zkreslení toku v důsledku reakce kotvy
Zkrat uvnitř cívky
Kvůli vířivému proudu ve vodiči dochází k další ztrátě mědi
Tyto druhy ztrát nelze určit. Je tedy nezbytné přidělit logickou hodnotu této ztráty. U většiny strojů se předpokládá, že tyto ztráty budou 1%.
Jak minimalizovat ztráty v DC stroji?
Ztráty ve stejnosměrných strojích se vyskytují hlavně ze tří různých zdrojů, jako je odporový, magnetický a spínací. Chcete-li snížit ztráty magnetické a hystereze, zakryjte magnetické jádro, aby bylo možné zabránit vířivým proudům. Ztráty odporu lze snížit na základě pečlivého návrhu, protože pro vyplnění průřezu drátem je důležitá velikost drátu a tloušťka izolace.
Jedná se tedy o přehled různých typy ztrát v DC stroji. Ztráty ve stejnosměrném stroji se dělí hlavně do pěti kategorií, jako jsou elektrické / měděné, magnetické / jádrové / železné, kartáčové, mechanické a zbloudilé. Zde je otázka, jaké jsou konstantní a variabilní ztráty?
