444 (20)

11. Straty mocy i sprawność maszyn prądu przemiennego

444

W zależności od wymagań projektowych sprawność oblicza się albo tylko dla obciążenia znamionowego, albo dla kilku wartości mocy wydawanej — np. dla 0,25; 0,5; 0,8; 1; U mocy znamionowej.

Odpowiednio do stopnia obciążenia oblicza się straty mocy P_r Zwykle przyjmuje się, że podstawowe straty mocy w rdzeniu, straty dodatkowe powierzchniowe i pulsacyjne reluktancyjne oraz straty tarcia nie zależą od stopnia obciążenia maszyny. Należy natomiast uwzględnić zmiany strat mocy w uzwojeniach, strat dodatkowych powierzchniowych wywołanych wyższymi harmonicznymi przepływu oraz strat mocy wywołanych prądem w zestyku ślizgowym.

W punktach 1 lJ2-e-11.5 nie rozpatrzono wszystkich strat mocy występujących w maszynach prądu przemiennego. W silnikach indukcyjnych występują ponadto straty mocy:

a)    w wirniku klatkowym — wywołane prądami poprzecznymi między prętami;

b)    w rdzeniu stojana — wywołane prądami wirowymi zamykającymi się między wykrojami na skutek niedoskonałej ich izolacji;

c)    w przewodzących elementach konstrukcyjnych, do których wnika zmienny strumień magnetyczny rozproszony,

d)    wywołane prądami w łożyskach;

e)    wywołane zjawiskami akustycznymi.

W maszynach synchronicznych natomiast występują straty wymienione w punktach bj^-ej, a ponadto straty mocy w krańcowych pakietach rdzenia stojana i w elementach konstrukcyjnych mocujących rdzeń oraz w maszynach o napięciu znamionowym 15 kV i wyższym, straty dielektryczne w izolacji uzwojenia stojana.

Niektóre z tych strat, choć mało wpływają na ogólny bilans energetyczny, wywołują lokalne przegrzanie lub erozję — jak np. prądy w łożyskach — niebezpieczne dla trwałości maszyny, albo wiążą się z innymi niepożądanymi zjawiskami — np. akustycznymi.

W celu uwzględnienia strat mocy nie obliczanych szczegółowo, do sumy strat wynikających z obliczeń według p. 112*11.5 dodaje się składnik uzupełniający

(11-64)

Współczynnik /c„_p przyjmuje się w zależności od tego jak szczegółowo ujęto w obliczeniach okoliczności występowania strat dodatkowych. Zwykle

i 0,002 *0,005.

Ponadto projektant powinien rozpoznać jaka metoda wyznaczenia sprawności zostanie zastosowana w badaniach wykonanych maszyn i uwzględnić wymagania podane w normie PNS9/E-06702 Maszyny elektryczne wirujące. Straty i sprawność. Na przykład w projektowaniu maszyny indukcyjnej, której sprawność ma być wyznaczana tzw. metodą strat poszczególnych, należy

-- ‘—TT

ze wzorów. __ w silniku

sprawdzić czy suma dodatkowych strat mocy, obliczonych wg wzorów M 47) oraz (H-51) jest nie mniejsza niż straty wynikające — wg cytowanej normy — ₇e wzorów:

P«ł = 0,00SP_b

— w prądnicy

(11.65a)

^p«l = 0.005P**    (U.65b)

Jeżeli z zależności (11.65) otrzymuje się wartości większe niż zsumowane ze wzorów (11.47) i (11.51), to należy je przyjąć w obliczeniach sprawności.