Коэффициент полезного действия цепи мощность генератора
Любой процесс преобразования энергии из одного вида в другой сопровождается необратимыми потерями энергии, которые в конечном счете обращаются в тепло и рассеиваются в окружающую среду.
В генераторах постоянного тока различают следующие виды потерь:
- – механические потери Ржк на трение в подшипниках, на трение щеток о коллектор, на работу вентилятора и на трение якоря о воздух; в машинах малой и средней мощности механические потери составляют 3—4% от номинальной мощности генератора; с увеличением номинальной мощности процент механических потерь снижается;
- – потери в сердечнике якоря на гистерезис и вихревые токи; (потери в стали Дг); потери на гистерезис пропорциональны частоте перемагничивания якоря, т.е. скорости его вращения, а потери на вихревые токи — квадрату этой скорости;
- – потери в обмотках якоря и возбуждения (потери в меди Рм ); в соответствии с законом Джоуля — Ленца они пропорциональны сопротивлению обмотки и квадрату силы тока, протекающего по ней;
- – потери в щеточных контактах Рт = Д?/Щ/Я (здесь AUm – падение напряжения на щетках; 1Я — ток якоря);
- – добавочные потери Рло6 вследствие пульсаций магнитного потока, вызываемых зубцами якоря, и ряда других причин; их принимают равными 1% от номинальной мощности генератора.
Механические потери и потери в стали не зависят от нагрузки генератора. Потери в меди и щеточном контакте существенно изменяются при изменении нагрузки.
Рис. 7.27
На энергетической диаграмме генератора (рис. 7.27) наглядно представ- лены различные виды потерь.
Коэффициентом полезного действия генератора (КПД) называют отношение электрической мощности Р2, отдаваемой генератором в сеть, к механической мощности Д, развиваемой приводным двигателем на валу генератора:
ц = Д/Д.
Подсчет КПД по этой формуле приводит к очень неточным результатам, так как погрешности измерения относительно высоких мощностей Д и Р2 выражаются в больших абсолютных цифрах.
Более точный результат дает формула, в которой потери выражены в явном виде:
Д+ Д,х + Дг + Д + Д, + ^/, + ^ ‘
Сумма (Ржк + Ра) составляет потери холостого хода и равна мощности, потребляемой генератором в режиме холостого хода за вычетом мощности, расходуемой в цепи возбуждения.
Рис. 7.28
КПД генератора зависит от нагрузки (рис. 7.28). В частности, в режиме холостого хода КПД генератора равен нулю.
Генераторы рассчитывают таким образом, чтобы максимальный КПД достигался при значениях тока, близких к номинальному. Величина КПД генераторов постоянного тока мощностью до 100 кВт при номинальной нагрузке составляет 75—92%.
Чем больше мощность машины, тем выше ее КПД.
Карточка №7.12(158)
Потери энергии и коэффициент полезного действия генераторов постоянного тока
Какие виды потерь энергии существуют в генераторах постоянного тока? | Потери на трение, потери в стали | 190 |
Потери в обмотках якоря и возбуждения | 17 | |
Потери в щеточных контактах, добавочные потери | 105 | |
Все виды потерь, перечисленные выше | 48 |
Продолжение карт. №7.12
При увеличении скоро- сти вращения якоря в 2 раза как изменятся:
| В 2 раза | 110 |
| 204 | |
| 269 | |
В 4 раза | 22 | |
Как изменятся потери в обмотке якоря при увеличении нагрузки генератора в 2 раза? | Не изменятся | 225 |
Увеличатся в 2 раза | 61 | |
Увеличатся в 4 раза | 103 | |
Мощность, потребля- емая генератором от приводного двигателя, 50 кВт. Мощность, отдаваемая в сеть, 45 кВт. Определите КПД генератора, %. | 75 | 171 |
90 | 221 | |
92 | 79 | |
Генератор отдает в сеть мощность 8 кВт. Суммарные потери мощ- ности в генераторе 2 кВт. Определите КПД генератора, % | 25 | 100 |
80 | 82 | |
92 | 183 |
Главное различие между однофазными и трехфазными генераторами заключается в величине выдаваемого напряжения. В то время как к первым можно подключать только электроприборы с напряжением 220 В, вторые при соблюдении правил подключения способны обеспечить питание устройств, рассчитанных как на 220, так и на 380 вольт.
В чем же отличие между однофазным и трехфазным генератором? В действительности все просто. Достаточно понять, для чего предназначены установки, в зависимости от количества генерируемых фаз. К примеру, однофазный генератор переменного тока предназначен для обеспечения энергией однофазных потребителей (приборов). К этой группе относятся практически все бытовые приборы, которые мы привыкли использовать у себя дома. Исключение могут составлять только мощные двигатели старого образца, тены в сауне и т.д.
С точки зрения целесообразности выбор 1-фазной электростанции очевиден при соответствующей разводке электрической сети. Если планируется подавать нагрузку только на приборы с одной фазой (а такая потребность в бытовых условиях возникает чаще всего), применение 1-фазного генератора более рационально и с позиции минимизации финансовых затрат, и для упрощения схемы подключения. В случае, если в электрической сети присутствуют приборы, требующие напряжения 380 В, 3-фазное устройство соответствующей мощности способно полностью обеспечить все потребности объекта в электроснабжении.
Присутствие на объекте трехфазных потребителей подводит к единственному решению – установке трехфазного генератора. Однако в этой ситуации необходимо предусмотреть возможность обеспечения напряжением от генератора не только трехфазных, но и однофазных потребителей. Это требует определенной подготовки и опыта, а также понимания принципов работы станции. Принципиальным отличием трехфазного генератора переменного тока от однофазного является наличие у него двух выходов – на 230В и 400В. В однофазном генераторе выход только один – на 230В.
Важным условием подключения приборов с 1 фазой к приборам с 3 фазами является принцип равномерного распределения фаз, т.е. величины потребляемых мощностей, приходящиеся на каждую из них, должны быть приблизительно равны. Разница не должна превышать 20%, иначе это приведет к выходу генератора из строя. Помимо этого, необходимо помнить, что суммарная нагрузка от потребителей такой сети не может превышать 1/3 номинальной мощности устройства.
Учитывая сложности подключения и контроля за распределением электрической нагрузки, в бытовых условиях и в сетях с энергопотреблением менее 20 кВт использование трехфазных электрогенераторов нецелесообразно. Большинство современных бытовых электроустройств рассчитано на напряжение 220 В, поэтому, если не планируется расширение сети с использованием более мощных приборов, однофазные электростанции в полной мере справятся с возложенной на них задачей.
Подведем промежуточный итог:
- Электрогенераторы бывают однофазными или трехфазными, соответственно на 220В и 380В;
- Если на объекте отсутствуют трехфазные потребители, оптимальным решением будет выбор именно однофазной установки, что позволит сэкономить бюджет и максимально эффективно использовать ресурс генератора;
- Однофазные генераторы могут обеспечивать электроэнергией только однофазных потребителей;
- Трехфазные генераторы на 380В устанавливают, если на объекте имеется трехфазное оборудование;
- Трехфазные станции могут обеспечивать электроснабжение, как однофазных (220В), так и трехфазных (380В) потребителей;
- Установка трехфазных генераторов возможна в частном секторе – в загородных домах и коттеджах, где проектом предусмотрена трехфазная разводка сети.
Нестандартные ситуации
Не исключена ситуация, когда ваш дом, согласно проекта, имеет трехфазный ввод, но в нем нет ни одного трехфазного потребителя. Как поступить в такой ситуации, и какой генератор лучше устанавливать? Вариантов решения может быть два:
- Установка трехфазного генератора. В этом случае важным моментом будет равномерное распределение нагрузки по всему дому между тремя фазами от генерирующей станции. Теоретически сделать это просто, на практике чаще всего возникают определенные сложности. Дело в том, что такой способ подключения подразумевает, что для нормальной работы генератора в штатном режиме на каждой фазе должна быть одинаковая нагрузка. Недопустимо превышение разницы в нагрузке между фазами более чем на 25%. Это может привести к такому явлению, как «перекос фаз», что может стать причиной преждевременного выхода генератора из строя. Допустим, для простоты расчетов, что общая нагрузка в доме составляет 3 кВт. Значит, на каждой фазе должно быть потребителей на 1 кВт. Конечно, допускаются небольшие отклонения. Но если на одной фазе потребление составляет 1 кВт, то на других фазах 0,5 кВт или 1,5 кВт уже будут недопустимы, поскольку это приводит к перекосу фаз.
- Вторым решением в такой ситуации может быть установка однофазного генератора. Подключить такую установку и согласовать ее работу с трехфазным вводом для опытных профессионалов не проблема. Наша компания такие работы проводит постоянно. Преимущество такого решения – исключается возможность «перекоса фаз», который актуален только для трехфазных установок.
Если в вашем доме предусмотрен трехфазный ввод, но вы не имеете трехфазных потребителей, оптимальным решением будет установка однофазного генератора. Но если вы принимаете решение об установке трехфазной станции, важно правильно выбрать модель, организовать подключение и рассчитать нагрузку, чтобы исключить вероятность возникновения перекоса фаз.
Не лишним будет отметить, что трехфазные генераторы отличаются более высокими показателями КПД, в сравнении с однофазными установками. Поэтому, если вы уверены в том, что сможете обеспечить равную нагрузку потребителей по трем фазам, выбор трехфазной станции может быть вполне обоснованным и верным решением.
Источник: компания Энергопроф – генераторы и электростанции
[c.461]
Коэффициент полезного действия генератора при os [c.239]
Температура конденсата после последнего подогрева, °С Коэффициент полезного действия генератор при os = 0.8………………….
[c.233]
Мощность на зажимах генератора, Мет Коэффициент полезного действия генератора, % Расход пара через стопорный клапан, т/ч Температура питательной воды, “С Удельный расход пара, кг/квт-ч Удельный расход тепла, ккал/квт-ч
[c.33]
При цене на электроэнергию 5э коп. за 1 кет ч и коэффициенте полезного действия генератора по стоянного тока или выпрямителя, равном 0,9,
[c.170]
Определить удельный эффективный расход топлива и эффективный к. п. д. двигателя по результатам испытания, если известно, что сила тока и напряжение трехфазного электрического генератора, непосредственно соединенного с двигателем, соответственно равны 170 А и 330 В при os
Часовой расход топлива двигателем 21,3 кг. Низшая теплота сгорания топлива 42 300 кДж/кг.
[c.187]
Чем ниже os ф в сети, тем большая мощность должна быть на электростанции, так как коэффициент полезного действия генераторов и трансформаторов с уменьшением os ф понижается.
[c.36]
Коэффициент полезного действия щ генераторов мощностью 100—1000 кет с числом оборотов 187—1000 в минуту при номинальной нагрузке (95—100%) и расчетном коэффициенте мощности лежит в пределах 0,87—0,93, (последняя величина относится к мощным и быстроходным генераторам). При снижении нагрузки и уменьшении os [c.107]
Для получения наиболее правильных результатов определения эффективной мощности двигателя необходимо коэффициент полезного действия генератора брать но данным (кривая для различных нагрузок) завода-изготовителя или же по результатам испытания генератора.
[c.107]
F — поверхность детали в см , подлежащая одновременной закалке, или часть поверхности детали, примерно равная проекции индуктора на деталь при непрерывно-последовательном способе тг) — коэффициент полезного действия генератора токов высокой частоты, примерно равный 0,8.
[c.177]
Коэффициент полезного действия генератора устанавливается на основании предварительных испытаний или принимается в соответствии с заводскими данными испытаний.
[c.226]
| Фиг. 28. Коэффициент полезного действия генератора по данным завода. Электросила. |  |
| Фиг. 196. Коэффициент полезного действия генератора зубчатого редуктора при небольших мощностях. |  |
Потребляемая ультразвуковым генератором мощность от сети определяется коэффициентом полезного действия последнего. Коэффициент полезного действия генераторов зависит от мощности, схемного решения, типа электронных ламп или полупроводниковых приборов и составляет примерно 30—45% Для генераторов в диапазоне мощностей 400 вт — 1,5 кет.
[c.118]
Пример 5-1. Дизель с генератором постоянного тока за 40 мин израсходовал 2,3 л солярового масла с теплотой сгорания 40 ООО кДж/кг (9 5И ккал/кг) и плотностью р=930 кг/м . Показания электрических приборов амперметра г=85 А, вольтметра и=120 В. Коэффициент полезного действия генератора т]г=0,9 механический к. п. д. двигателя iim=0,85. Определить экономические показатели установки.
[c.111]
Коэффициент полезного действия генератора может быть выше 640/,,, если рабочая точка на характеристике смещена влево, т. е. если анодный ток появляется не при нулевом, а при каком-то положительном напряжении на сетке.
[c.190]
Коэффициент полезного действия генератора, % 97,3 98,2 98,25
[c.224]
Среди показателей качества зарядных процессов наибольший интерес представляют быстродействие и коэффициент полезного действия (КПД). Рост этих показателей увеличивает степень использования генератора и максимальную среднюю мощность, генерируемую в емкостный накопитель. Это приводит к улучшению массовых и габаритных характеристик зарядной системы, что особенно важно для передвижных установок. Одновременно появляется возможность увеличения частоты следования разрядных импульсов.
[c.220]
В данной главе мы изложили физические принципы, положенные в основу устройства оптических квантовых генераторов, разобрали некоторые их общие свойства и описали три типа лазеров — рубиновый, гелий-неоновый и лазер на красителях. Помимо указанных, существует большое число других лазеров, отличающихся по тем или иным свойствам, а именно способами возбуждения активной среды, спектральной областью, в которой находится излучение, мощностью, коэффициентом полезного действия, временными характеристиками и т. д. и т. п.
[c.819]
В импульсных лазерах широко применяют стекло, активированное ионами Nd +. Преимушество стекол заключается в простоте изготовления образцов больших размеров и любой формы, что позволяет получить очень большие энергии выходного импульса. Кроме того, они обладают высокой оптической однородностью, в результате чего коэффициент полезного действия стеклянных генераторов выше, чем у генераторов на кристаллах. В то же время сравнительно низкая теплопроводность стекла ограничивает возможности его применения в лазерах непрерывного действия.
[c.288]
Коэффициент полезного действия электрического генератора в зависимости от мощности составляет 0,97—0,995. Относительный электрический к.п.д. турбогенератора будет равен
[c.366]
Сдерживающим фактором для внедрения постоянного тока долгое время было и то, что процесс превращения переменного тока в постоянный осуществлялся нерациональным способом по схеме двигатель переменного тока вращал генератор постоянного тока, который питал все устройства, потребляющие постоянный ток. Коэффициент полезного действия такой схемы крайне низок, учитывая электрические потери в электродвига-
[c.239]
Созданные за прошедшие два столетия машины имеют низкий коэффициент полезного действия, например у паровоза он равен 10—15. А это значит, что 85—90/о энергии, заключающейся в топливе, теряется бесполезно. Велики непроизводительные затраты и потери энергии и на тепловых электростанциях в процессе преобразования ее на путях от котлов к турбинам и генераторам.
[c.261]
Коэффициент Полезного действия электрического генератора равен отношению электрической мощности No, измеренной на зажимах генератора, к эффективной мощности тур бины Noe-
[c.52]
Коэффициент полезного действия ГЭС может быть выражен как произведение к. п. д. водоподводящих сооружений, турбины и генератора. К. п. д. водоподводящих сооружений и турбины могут быть выражены через коэффициенты использования расхода и напора.
[c.156]
Коэффициент полезного действия термоэлектрического генератора повышается с увеличением температурного перепада между горячим и холодным спаем, т. е. с увеличением АТ — Т — Га, и зависит от внутреннего сопротивления цепи г, а также от характеристики материалов термоэлементов — фактора 2. Значение фак-
[c.281]
Коэффициент полезного действия рубиновых квантовых генераторов составляет 0,1%. Несмотря на низкий к. п. д., оптические квантовые генераторы в настоящее время находят практическое применение при сварке.
[c.232]
Нагрузка в пет Коэффициент полезного действия генератора при os Общие расход пара (без регенерации) в mlua Темпер ту- ра подогрева питательной воды в С
[c.239]
Тип турбины Мощность на зажимах генератора, кет Коэффициент полезного действия генератора, % Количество отбираемого пара, т/ч Температура питательной воды, С Удельный расход пара, кг1квт-ч
[c.73]
Коэффициент полезного действия генератора несколько падает как с уменьшением коэффициента мощности, так и с падением нагрузки. Последняя зависимогть примерно пзобра ена на фиг 2-3. Здесь кривые I п II относятся к генераторам мощностью в десятки мегаватт, III — в тысячи и сотни киловатт, IV — в десятки киловатт.
[c.20]
Для иллюстрации возможностей высокочастотных генераторов и усилителей на рис. 36 приведены граничные кривые трех основных приборов, которые применяются для питания линейных ускорителей. Интересно отметить, что если раньше с уменьшением длины волны коэффициент полезного действия генераторов и усилителей тоже уменьшался, то в настоящее время для диапазонов длин волн 3, 10 и 30 см лучшие образцы ламп дают примерно одинаковое значение коэффициента полезного действия. Если же сравнивать к. п. д. ламп разных типов, то, оказывается, магнетроны имеют больший коэффициент полезного действия, чем клистроны. В последнее время разработаны новые усилители высокочастотной мощности — амплитро-ны, которые имеют еше более высокий к. п. д. Очевидно, что амплит-
[c.110]
Рассмотрим, что влияет на к. п. д. солнечного гермоэлектрогенератора и как применением покрытий можно интенсифицировать протекающие в нем процессьь Коэффициент полезного действия солнечных термоэлектрических генераторов определяется из следующего соотношения [126]
[c.193]
Турбоэнергетические системы. Использование солнечной радиации находит применение и в традиционной двухступенчатой схеме преобразования энергии тепловая— -механическая— -электрическая. В частности, NASA разрабатывает солнечные турбоэлектрические генераторы, известные под названием Санфлауэр (подсолнечник) [169]. Одной из наиболее сложных проблем является создание системы охлаждения. Применение покрытий позволяет поддерживать оптимальные температурные параметры цикла, уменьшать площадь и массу радиатора. На рис. 8-24 представлена схема солнечной энергетической системы с турбогенератором [170]. Теплота, полученная от выхлопных газов, и скрытая теплота конденсации излучаются с поверхности радиатора. Коэффициент полезного действия установки зависит от температуры котла, которая ограничивается жаропрочностью материалов, и от температуры радиатора. Без 204
[c.204]
В первых работах Джордмейна и Миллера был применен кристалл LiNbOg (ниобат лития), перестройка частоты осуществлялась путем изменения температуры кристалла . В качестве волны накачки была использовапа та же длниа волны = 5300 А и наблюдалась генерация па длине — 2Х = 10 бОО А. Перестройка частоты осуществилась в диапазоне 6840—23550 А. Коэффициент полезного действия был того же порядка, что у генератора Ахма-нова и Хохлова. Выходная мощность составила сотни киловатт.
[c.410]
В настоящее время созданы параметрические генераторы, работающие как в импульсном, так и в непрерывном режиме. В качестве источников накачки служат ОКГ на стекле, рубине, аргоне при этом используются их излучения как на первой, так и на второй гармониках. В качестве кристаллов применяются ниобат лития, титанат бария, натрий и др. На ниобате лития при использовании в качестве источника ОКГ на алюмонттриевом гранате созданы параметрические генераторы с плавной перестройкой частоты в диапазоне 1,98—2,33 мкм. При накачке второй гармоникой от ОКГ на гранате оказалось возможным осуществить перестройку в пределах от 0,55 до 3,65 мкм. Коэффициент полезного действия этих генераторов rj = WJW — мощность накачка, а — мощность возбужденных колебаний) достигает нескольких процентов.
[c.78]
Коэффициенты полезного действия турбины, генератора и афегата очень важны для суждения о качествах этих машин. Эксплуатациоимик гидростанции должен, однако, считаться и с потерями энергии в устройствах, подводящих воду к турбине. У низконапорных гидростанций эти потери сосредоточиваются в приводной камере турбины (от забрала и бычков до спиральной камеры) и невелики (от десятых долей до 2%), у средне- и высоконапорных они из-за потерь в трубопроводах больше (например, 3 10%). Уместно эти потери относить к напору установки или станционного узла, т. е. к разности от-
[c.22]
Если на машине установлено нескольких рабочих органов или исполнительных механизмов и все они приводятся в движение от одного двигателя, то привод называют одномоторным или групповым. В случае нескольких двигателей привод называют многомоторным.. При этом от одного двигателя может приводиться либо один, либо несколько рабочих органов (исполнительных механизмов). При индивидуальном приводе трансмиссионные двигатели могут питаться энергией либо от одного генератора (насоса), либо индивидуально – каждый двигатель от своего генератора (индивидуальный привод), либо по смешанной схеме. В случае индивидуального электрического привода каждый электродвигатель, приводящий в движение соответствующий рабочий орган или исполнительный механизм, может питаться непосредственно от электросети. В последнее время на машинах с несколькими рабочими органами или исполнительными механизмами используют преимущественно индивидуальный привод, обладающий более высоким коэффициентом полезного действия (КПД) по сравнению с групповым приводом, простотой и агрегатностью конструкции, лучшей приспособленностью к автоматизации управления, лучшими условиями для эксплуатации и ремонта.
[c.24]
Справочник для теплотехников электростанций Изд.2
(1949) — [
c.223
]