Презентация, доклад по электрическим машинам и аппаратам на тему: Энергетические показатели эффективности использования электрических машин (для студентов 2 курса)

Факторы, влияющие на энергетические показатели
4 Требования, предъявляемые к электрическим машинам, выбор электрических машин для производственных целей
5 Энергосбережение средствами электропривода

характеризующие ее работу в режиме, для которого она предназначена заводом-изготовителем. К номинальным данным относятся:
- мощность,
- напряжение,
- ток,
- частота,
- КПД,
- коэффициент мощности,
- частота вращения
- и ряд других данных.

холостого хода, торможения, пуска и реверса машины во время ее работы.
Номинальным режимом работы называется режим, для работы в котором электрическая машина предназначена заводом-изготовителем.

режиме машина предназначена заводом-изготовителем. Для различных типов машин номинальной мощностью является:
для генераторов переменного тока — полная электрическая мощность на выводах при номинальном коэффициенте мощности, ВА;
для генераторов постоянного тока — электрическая мощность на выводах машины, Вт;
для двигателей переменного и постоянного тока — механическая мощность на валу, Вт;

работы в номинальном режиме с номинальной мощностью.
4) Номинальный ток — ток, соответствующий работе машины в номинальном режиме с номинальной мощностью и частотой вращения при номинальном напряжении.

(подводимой);
- для генераторов — отношение активной электрической мощности, отдаваемой в сеть, к затрачиваемой механической мощности;
- для двигателей — отношение полезной механической мощности на валу к активной подводимой электрической мощности. Номинальным КПД называют указанное отношение мощностей при работе машины с номинальными мощностью, напряжением, частотой тока и частотой вращения.

отношение отдаваемой активной электрической мощности, Вт, к полной отдаваемой электрической мощности, В-А;
- для двигателей — отношение активной потребляемой электрической мощности, Вт, к полной потребляемой электрической мощности, В А.
Номинальным коэффициентом мощности электрической машины называют указанное отношение мощностей при работе машины в номинальном режиме, с номинальными мощностью, напряжением, частотой тока и частотой вращения.

времени. Нагрузка может быть выражена в единицах активной или полной мощности (Вт, или В • А) либо в долях номинальной мощности. Она также выражается током, потребляемым или отдаваемым электрической машиной, А, либо в процентах или долях номинального тока.
Номинальная нагрузка — нагрузка, равная номинальной мощности машины.

номинальных напряжении, мощности и частоте тока и номинальных условиях применения.
Основные номинальные величины указываются в паспортной табличке (на щитке), прикрепленной к машине.

коэффициент полезного действия η (этта);
коэффициент мощности cos φ;
коэффициент нагрузки

и cos φ). Электрические машины с минимальными потерями позволяют уменьшить вложение материалов в энергосистему. Высокие энергетические показатели электрической машины гарантируют снижение уровня текущих затрат на эксплуатацию и капитальные вложения потребителя. Электрические машины должны быть надежными и, как правило, иметь срок службы не менее 8... 10 лет. Улучшение энергетических показателей электрических машин стало особенно актуальным в связи с ростом цен на энергоносители.

механической энергии. Любое преобразование неизбежно приводит к потерям энергии. При работе электрической машины часть потребляемой ею энергии теряется бесполезно и рассеивается в виде тепла. Мощность потерянной энергии называют потерями мощности или просто потерями.

возникают в результате происходящих в машине основных электромагнитных и механических процессов, а добавочные потери обусловлены различными вторичными явлениями.
Во вращающихся электрических машинах основные потери подразделяются на:
1) механические потери,
2) магнитные потери, или потери в стали,
3) электрические потери.

мощности Р2 к потребляемой Р1.
Современные электрические машины имеют высокий КПД. Так, у машин постоянного тока мощностью 10 кВт КПД составляет 83—87%, мощностью 100 кВт— 88—93% и мощностью 1000 кВт — 92—96%. Лишь малые машины имеют относительно низкие КПД: например, у двигателя постоянного тока мощностью
10 Вт КПД 30—40%.

(Р1) сначала быстро растет с увеличением нагрузки, затем КПД достигает максимального значения (обычно при нагрузке, близкой к номинальной) и при больших нагрузках уменьшается (рисунок 8). Последнее объясняется тем, что отдельные виды потерь (электрические и добавочные) растут быстрее, чем полезная мощность.

(1)


или в процентах

η = (2)

Рисунок 8 – Зависимость КПД электрической машины от нагрузки

kнг = I/Iн = Р2/P2н, (3)
4) Коэффициент мощности соs φ – является важной величиной, характеризующей работу электрических машин переменного тока. Размеры и стоимость генераторов электрических станций, трансформаторов, электрических сетей и аппаратуры зависят от произведения mUI, а их использование — от произведения mUIcos φ. Отсюда понятно, почему повышение cos φ представляет собой задачу, имеющую большое народнохозяйственное значение.

электрических установках они являются основными потребителями реактивного тока, который приблизительно равен току холостого хода, зависящему от величины воздушного зазора δ между статором и ротором.
Уменьшая δ, можно увеличить cos φ АД, но необходимо учитывать, что для δ существует некоторое минимальное значение, ниже которого не следует спускаться, чтобы обеспечить механическую надежность машины. Для машин различной мощности δ = 0,2…1,5 мм.

превращается в тепло и вызывает нагревание отдельных их частей. Для надежности работы и достижения приемлемого срока службы нагревание частей машины должно быть ограничено. Наиболее чувствительными в отношении «нагревания» являются электроизоляционные материалы, и именно их качеством определяются допустимые уровни нагревания электрических машин. Большое значение имеет также создание хороших условий отвода тепла и охлаждения электрических машин.

вместе с этим увеличивается и нагревание машины. Поэтому наибольшая мощность нагрузки, допускаемая для данной машины, определяется главным образом допустимым уровнем ее нагревания, а также механической прочностью отдельных частей машины, условиями токосъема на скользящих контактах и т. д.

целей

Современный уровень развития электромашиностроения характеризуется большим разнообразием электрических машин, различающихся конструкцией, рабочими характеристиками, способностью выдерживать воздействие внешних факторов (температуры, влажности) и т. п. Поэтому требования, предъявляемые к этим машинам, также весьма разнообразны.

экономические.
Технические требования можно обобщить и сформулировать следующим образом: электрическая машина должна надежно работать в условиях, для которых она предназначена, в течение срока не менее указанного в технических условиях (ТУ), развивая при этом требуемую мощность при установленных напряжении, частоте вращения, КПД и других параметрах, указанных в паспорте машины; при этом машина должна быть удобной и безопасной в эксплуатации.

электрической машины, а с другой,- технологичностью ее конструкции и стоимостью примененных в ней материалов.
Эксплуатационные свойства электрической машины определяются удобством ее монтажа и простотой управления, энергетическими показателями (КПД, соs φ), возможностью ремонта и другими свойствами, характеризующими экономичность машины в процессе ее эксплуатации.

необходимые эксплуатационные свойства, позволяет использовать при ее изготовлении высокопроизводительные технологические процессы при минимальных затратах рабочей силы и рациональном использовании оборудования и материалов.

выбирать ЭД, простейший в конструктивном отношении, надежный в эксплуатации, имеющий небольшой вес, габарит и стоимость.
Одним из важнейших вопросов при выборе электропривода является выбор мощности ЭД. Только правильный расчет мощности и выбор ЭД обеспечат надежность работы электропривода.

расходы и увеличивает габарит машины. В этих условиях ЭД работает с недогрузкой, в результате чего снижаются его КПД и коэффициент мощности соs φ. Применение ЭД заниженной мощности нарушает технологический процесс и приводит к преждевременному его износу.

современных проблем. Ее решение позволит снизить расход энергетических и материальных ресурсов при производстве промышленной и сельскохозяйственной продукции, уменьшить большие непроизводительные расходы в сфере жилищно-коммунального хозяйства, улучшить экологическую обстановку в стране. Важную роль в решении этой проблемы играет электропривод, который является основным потребителем электрической энергии.

мощности двигателя, соответствующей реальным потребностям управляемого механизма.
2) Переход на более экономичные двигатели, в которых за счет увеличения массы активных материалов (железа и меди), применения более совершенных материалов и технологий повышены номинальные значения КПД и коэффициента мощности.

широкое внедрение частотно-регулируемых электроприводов.
4) Использование специальных технических средств, обеспечивающих минимизацию потерь энергии в электроприводе.

такое нагрузка, номинальная нагрузка?
3 Назовите энергетические показатели свойств электрических машин.
4 Какие виды потерь возникают в электрической машине?
5 Как изменяется КПД с увеличением нагрузки?
6 От чего зависит cos φ электрической машины?
7 Какие факторы влияют на энергетические показатели электрических машин?
8 Назовите технические и экономические требования, предъявляемые к электрическим машинам.
9 К каким последствиям приводит выбор двигателя завышенной и заниженной мощности?