CCI20111111154

Silniki, w których uzwojenia szeregowe i bocznikowe przeciwdziałają sobie, stosuje się do napędu urządzeń wymagających niezmiennej prędkości obrotowej. W razie wzrostu obciążenia w takim silniku przy odpowiednio dobranej liczbie zwojów uzwojenia szeregowego elektromagnesów następuje takie zmniejszenie wypadkowego strumienia magnetycznego, ze prędkość obrotowa silnika praktycznie pozostaje bez zmiany.

Kierunek wirowania silnika zależy od zwrotu prądu w twor-niku i zwrotu głównego pola magnetycznego silnika; określamy go posługując się regułą lewej dłoni. Aby więc zmienić kierunek wirowania silnika, należy zmienić albo zwrot prądu w tworniku, albo też zwrot strumienia magnetycznego, czyli zwrot prądu wzbudzającego. W tym celu najczęściej przełącza się w silnikach przewody doprowadzające prąd do twornika przez zmianę ich połączenia z odpowiednimi zaciskami. Skrzyżowanie przewodów łączących silnik z siecią nie wywołałoby zmiany kierunku wirowania silnika, ponieważ jednocześnie nastąpiłby zwrot prądu zarówno w tworniku, jak i w elektromagnesach.

12.7. Straty i sprawność maszyn elektrycznych prądu stałego

W każdej maszynie elektrycznej, przetwarzającej energię mechaniczną w elektryczną albo odwrotnie — elektryczną w mechaniczną — zachodzą straty energii, które powodują grzanie się maszyny.

Straty występujące w maszynach dzielą się na:

1.    Straty mocy w miedzi uzwojenia twornika i uzwojenia wzbudzenia spowodowane przez płynący w nich prąd. Straty te powodują nagrzewanie się uzwojeń maszyny.

2.    Straty mocy w stali powstają wskutek wirowania twornika w polu magnetycznym. Składają się na nie straty z histerezy, która występuje wobec stałego przemagnesowywania stali twornika, oraz straty z prądów wirowych powstające w stali twornika podczas jego wirowania. Straty te wywołują rozgrzewanie się stali twornika i nabiegunników, a ich wartość zależy od prędkości obrotowej twornika.

3. Straty mechaniczne powstają na skutek tarcia szczotek o komutator, tarcia części wirujących o powietrze oraz tarcia w łożyskach. Straty te wywołują również rozgrzewanie poszczególnych części maszyny.

Wartość wymienionych strat wpływa na sprawność maszyny. Sprawność prądnicy prądu stałego wyraża się wzorem

Ul

⁷¹ ~ UI+P_St

gdzie: Ul — moc pobierana z prądnicy,

P_st — suma mocy wszystkich strat.

Sprawność silnika

Ul ~Pst ⁷³ = Ul

gdzie: Ul — moc dostarczona do silnika,

Pst — jak poprzednio.

Sprawność maszyny zmienia się wraz z obciążeniem. Największą sprawność osiągają maszyny przy obciążeniu stanowiącym 75—100% obciążenia znamionowego. Sprawność współczesnych maszyn prądu stałego wynosi:

maszyn małej mocy    0,7-1-0,87

maszyn średniej mocy (50-1-100 kW) 0,87-1-0,9 maszyn dużej mocy (500-1-1000 kW) 0,91-1-0,95