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Effizienz des Gleichstromgenerators

Effizienz ist einfach definiert als das Verhältnis der Ausgangsleistung zudie Eingangsleistung. Sei R = Gesamtwiderstand des Ankerkreises (einschließlich des Bürstenkontaktwiderstandes, bei Wicklungswiderstand, Widerstand zwischen Polen und Wicklungswiderstand). Die Effizienz des Gleichstromgenerators wird unten im Liniendiagramm erläutert.

Wirkungsgrad der DC-Maschine

  • I ist der Ausgangsstrom
  • ichSch ist der Strom durch das Shuntfeld
  • ichein ist der Ankerstrom = I + ISch
  • V ist die Klemmenspannung.

Gesamtkupferverlust im Ankerkreis = Iein2Rbeim

Verlustleistung im Nebenschlusskreis = VIsh (Dies beinhaltet den Verlust des Shunt-Regulationswiderstands).

Mechanische Verluste = Reibungsverlust der Lager + Reibungsverlust bei einem Kommutator + Luftverlust.

Kernverluste = Hystereseverlust + Wirbelstromverlust

Streuverlust = mechanischer Verlust + Kernverlust

Die Summe der Shuntfeld-Kupferverluste und Streuverluste kann als kombinierter fester (konstanter) Verlust betrachtet werden, der nicht mit dem Laststrom I variiert.

Daher sind die konstanten Verluste (in Shunt- und Verbundgeneratoren) = Streuverlust + Shuntfeld-Kupferverluste.

Wirkungsgrad des DC-Generators-Eq-1

Die Generatoreffizienz wird durch die unten gezeigte Gleichung angegeben.

Wirkungsgrad des DC-Generators-EQ-2

Wenn ichSch ist klein im Vergleich zu mirrdann ichein = Ich

Deshalb,

Wirkungsgrad des DC-Generators-EQ-3

Die Effizienz ȠG wird maximal sein, wenn der Nenner Dr ist ein Minimum.

Woher,

Wirkungsgrad des DC-Generators-EQ-4

Dr ist minimal wenn

Wirkungsgrad des DC-Generators-EQ-5

Ebenfalls,

Wirkungsgrad des DC-Generators-EQ-6

Seit d2Dr/ dI2 positiv ist, ist der Ausdruck gegeben durch die Gleichung (1) ist eine Bedingung für den Maximalwert von Dr und die Bedingung für den Maximalwert der Effizienz.

Gleichung (1) zeigt, dass die Effizienz eines GleichstromesGenerator ist maximal, wenn die Verluste, die proportional zum Quadrat des Laststroms sind, den konstanten Verlusten des Gleichstromgenerators entsprechen. Diese Beziehung gilt unabhängig von der Art der Maschine für alle rotierenden Maschinen.

Diese Beziehung wird manchmal falsch angegeben, da maximale Effizienz auftritt, wenn die variablen Verluste den konstanten Verlusten entsprechen.

Belastung entsprechend maximaler Effizienz

Lassen,

  • ichfl der volle Laststrom sein
  • ichM ist der Strom bei maximaler Effizienz

Wirkungsgrad des DC-Generators-EQ-7
Für maximale Effizienz ist daher der Strom bei maximaler Effizienz durch die nachstehende Gleichung gegeben.

Effizienz-of-DC-Generator-EQ-8

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