Преобразование энергии в электрических машинах постоянного тока (стр. 1 из 3)
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
«ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА»
Задача 1.
По следующим параметрам обмотки якоря машины постоянного тока: число пар полюсов р, число эффективных проводников N, число витков секции wc, число секций в катушке ис, вычертить развернутую схему неперекрещивающейся простой петлевой обмотки, показать полюсы, расставить щетки.
Таблица 1.
| № | р | N | wc | uc |
| 7 | 1 | 80 | 2 | 2 |
Решение
Произведем расчет параметров схемы обмотки якоря.
,где
– число секций в обмотке якоря, 
– число элементарных пазов, 
– число коллекторных пластин. 
– первый частичный шаг обмотки по якорю (измеряется в элементарных пазах). 
- второй частичный шаг обмотки по якорю (измеряется в элементарных пазах). 
– число эффективных проводников в пазу,где
– число секций в катушке. 
Рис. 1. Развернутая схема неперекрещивающейся петлевой обмотки
Задача 2.
Генератор постоянного тока мощностью Рн имеет кпд h, активное сопротивление цепи якоря Ra, сумма механических, магнитных и добавочных потерь составляет DР0, % от номинальной мощности, потери в цепи параллельного возбуждения DРв. Определить ток обмотки якоря.
Таблица 2.
| № | Рн,кВт | h,% | Ra,Ом | DР0, % | DРв,Вт |
| 7 | 30 | 85,6 | 0,12 | 4,2 | 480 |
Решение
КПД двигателя постоянного тока определяется соотношением полезной мощности на валу
к мощности 
, потребляемой из сети:
,где
- механическая мощность на валу двигателя, – мощность потребляемой двигателем из питающей сети энергии.Мощность
можно представить в виде суммы мощностей: 
, Вт,где
– электрические потери мощности в цепи якоря, 
– электрические потери мощности в цепи возбуждения, 
– потери мощности на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе (магнитные потери), 
– механические потери, 
– добавочные потери.По условию задачи сумма магнитных, механических и добавочных потерь известна:
, %.По условию задачи потери в цепи параллельного возбуждения нам известны:
.Учитывая это, формулу КПД можно записать в следующем виде:
Следовательно, окончательно формула КПД имеет вид:
.Выразим из этой формулы
: 
Следовательно, окончательно формула тока обмотки якоря
имеет вид: 
Вычислим значение
:
(Вт).Подставляем в числовые значения и вычисляем
: 
Задача 3
Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением имеет следующие данные: номинальную мощность Рн, номинальное напряжение Uн, сопротивление цепи якоря Ra, сопротивление цепи возбуждения Rв. Определить КПД генератора, если сумма механических, магнитных и добавочных потерь составляет DР0, % от номинальной мощности.
Таблица 3.
| № | Рн,кВт | Uн,В | Ra,Ом | Rв,Ом | DР0,% |
| 7 | 22 | 320 | 0,4 | 210 | 4 |
Решение
КПД двигателя постоянного тока определяется соотношением полезной мощности на валу
к мощности , потребляемой из сети: ,где
- механическая мощность на валу двигателя, – мощность потребляемой двигателем из питающей сети энергии.Мощность
можно представить в виде суммы мощностей: , Вт,где
– электрические потери мощности в цепи якоря, – электрические потери мощности в цепи возбуждения, – потери мощности на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе (магнитные потери), – механические потери, – добавочные потери.По условию задачи сумма магнитных, механических и добавочных потерь известна:
, %.Учитывая это, формулу КПД можно записать в следующем виде:
Известно, что
. Выразим из этого равенства 
: 
, А.Из равенства
выразим : 
, А.Подставляем полученные выражения в формулу КПД двигателя:
Следовательно, окончательно формула КПД имеет вид:
.Вычислим значение
: 
(Вт).Подставляем в числовые значения и вычисляем КПД генератора постоянного тока:
Задача 4
Полезная механическая мощность двигателя постоянного тока Рн, номинальное напряжение Uн, номинальный ток Iн. Определить КПД, номинальный вращающий момент и сумму потерь двигателя, если номинальная частота вращения nн.