Электрические потери Электрические потери

Билет

1) Временные и частотные характеристики Динамические свойства линейных звеньев и САУ в целом могут быть описаны дифференциальными уравнениями и представлены графическими характеристиками. Применяют два типа таких характеристик – временные (переходные) и частотные. Рассмотрим некоторое динамическое звено (рисунок) Различают два вида временных характеристик: переходная функция и функция веса. Переходная функция звена представляет собой график изменения во времени выходной величины звена, вызванного подачей на его вход единичного ступенчатого воздействия. Единичное ступенчатое воздействие можно аналитически записать: -реакция звена на единичное ступенчатое воздействие, которое моделирует различные переключения в системах. Следовательно, это при . Наряду с переходной функцией существует импульсная переходная функция (функция веса), представляющая собой реакцию звена на единичный импульс, – дельта функция, – весовая функция, аналитическое выражение для – функции имеет вид: ; . На практике возмущения сходные с - функцией имеет место при ударах, действующих на объект. Функция веса –характеризует реакцию звена на ударное воздействие. Примерами таких воздействий могут быть, например, порывы ветра, действующие на самолет, гидравлические удары, возникающие при включении насосов в гидросистемах.

Основные понятия теории идентификации

При изучении любых объектов (технических систем, процессов, явлений) основной задачей является построение их моделей. Как результат познания модель представляет собой отображение в той или иной форме свойств, закономерностей, физических и других характеристик, присущих исследуемому объекту. Характер модели определяется поставленными целями и может быть различным в зависимости от ее назначения. Модели разделяют на два основных класса: символические (словесные описания, схемы, чертежи, математические уравнения и т. д.) и вещественные (макеты, разного рода физические аналоги и электронные моделирующие устройства, имитирующие процессы в объектах). При исследовании объектов, предназначенных для управления, применяют математические модели, входящие в класс символических, и вещественные. К математическим моделям относится такое математическое описание, которое отражает как статические, так и динамические связи между входными и выходными переменными объекта. Для управления объектом необходимо иметь модель в виде математического описания, устанавливающего связь между входными и выходными переменными в форме, на основе которой может быть выбран закон управления, обеспечивающий заданное функционирование объекта. Получаемое описание должно давать правило преобразования воздействия на объект u в реакцию объекта у. Переменные u и y могут представлять собой функции одинаковых или разных аргументов. Преобразование одной функции в другую производится оператором, который определяет совокупность математических или логических операций, устанавливающих соответствие между ними: y(t) = A{u(t)}.
В качестве примера можно назвать операторы дифференцирования, интегрирования. Описания могут быть заданы различным образом: аналитически, таблично т. д.
После формулировки целей управления необходимо выделить объект управления из среды, определить границы объекта и установить его взаимодействие со средой. Далее строится структура и проводится идентификация параметров модели объекта.

Основными постановками задач идентификации являются:

– идентификация, или определение характеристик объекта (по значениям u и y определить операторы А, В иC);

– наблюдение за скрытыми переменными, или определение переменных

состояния (по наблюдаемым u и y, известным операторам A, B, C, E, G, H

определить x).

Решение вышеназванных задач идентификации осуществляется методами параметрической и непараметрической идентификации. При использовании методов параметрической идентификации сразу определяются коэффициенты передаточной функции или уравнения объекта. Вторая группа методов используется для определения временных или частотных характеристик объектов. По полученным характеристикам затем определяются передаточная функция или уравнения объекта. В настоящее время более широкое распространение получили методы параметрической идентификации.

3) КПД и потери в электрических машинах постоянного тока.

При работе электрической машины часть потребляемой ею энергии теряется бесполезно и рассеивается в виде тепла. Мощность потерянной энергии называют потерями мощности или просто потерями. Потери в электрических машинах подразделяются на основные и добавочные. Основные потери 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, и 3) электрические потери. К электрическим потерям относятся потери в обмотках, которые называются также потерями в меди, хотя обмотки и не всегда изготовляются из меди; потери в регулировочных реостатах и потери в переходном сопротивлении щеточных контактов. Механические потери р„_х состоят из 1) потерь в подшипниках,2) потерь на трение щеток о коллектор или контактные кольца и 3) вентиляционных потерь, которые включают в себя потери на трение частей машины о воздух и другие потери, связанные с вентиляцией машины. Они складываются из потерь на трение щеток о коллектор, трения в подшипниках и на вентиляцию.

Механические и магнитные потери при постоянной частоте вращения можно считать постоянными. Сумма этих потерь составляют потери х.х.

Р 0 =Р м +Р мех

Электрические потери Электрические потери

Они обусловлены нагревом обмоток и щеточного контакта.

Потери в обмотке якоря:

Р э.а =I а2 ·R a.

(2)

Потери в цепи возбуждения определяются потерями в обмотке возбуждения и в реостате, включенном в цепь возбуждения:

Р э.в =U в ·I в.

(3)

Электрические потери в щеточном контакте:

	Р э.щ =ΔU щ ·I а,	(4)
где	ΔU щ – переходное падение напряжения на паре щеток, В, принимаемое по стандарту в соответствии с маркой щеток.

Электрические потери зависят от нагрузки машины, поэтому эти потери называют переменными.

Добавочные потери Р _д

Эти потери складываются из:

- потерь на вихревые токи в меди обмоток;

- потерь в уравнительных соединениях;

- потерь в стали якоря из-за неравномерного распределения индукции при нагрузке;

- потерь в полюсных наконечниках из-за пульсации основного потока вследствие зубчатости якоря.

Добавочные потери не поддаются точному определению и в соответствии с Государственным стандартом их принимают равными:

- для машин без компенсационной обмотки -1% от полезной мощности для генераторов или 1% от потребляемой мощности для двигателей;

- для машин с компенсационной обмоткой значение добавочных потерь принимают равными соответственно 0,5%.

Мощность на входе машины (потребляемая мощность), вт:

- для генератора (механическая мощность)

Р 1 =М 1 ·ω=0,105М 1 ·n;

(5)

- для двигателя (электрическая мощность)

Р 1 =U·I.

(6)

Мощность на выходе машины (полезная мощность), Вт:

- для генератора (электрическая мощность)

Р 2 =U·I;

(7)

- для двигателя (механическая мощность)

Р 2 =0,105 М 2 ·n.

(8)

Здесь М ₁ и М ₂ – моменты на валу машины, Н·м; n - частота вращения якоря, об/мин.