Теория электротехники-ликбез

Версия 10:00, 10 марта 2020

силовая электротехника Основоположник силовой электротехники английский ученый Фарадей придумывший первый рамочный электродвигатель!!! В теории лежат фундаментальные закон немецкого физика Ампера и закон самоиндукции или электродвижущей силы! Электрический заряд является носителем энергии, которую можно преобразовать в механическую мощность движения тела! Все преобразования энергии возможны лишь через гармонический ряд Фурье или возвратно-поступательную функцию вращения----то есть любая трансформация электроэнергии требует наличие переменного тока! За это отвечают генераторы переменного напряжения -----постоянной частоты для трансформаторов и асинхронных электродвигателей и переменной частоты для синхронных силовых приводов -----например модельные эд! Основоположник передачи электроэнергии на большие расстояния по принципу переменного напряжения сербский ученый Тесла! Чем выше частота переключений в фазах эд или частота питающего переменного напряжения, тем выше удельная мощность электро-потребителя по закону насыщения линий гистерезиса магнитного потока в железе статора трансформатора или эд! Для питания синхронных эд через БУМ типа регулятора хода справедливо закономерность--- чем выше напряжение, тем выше частота вращения и больше мощность, которую можно снять с эму при постоянной силе тока, ограниченной тепловыми потерями !

На практике оптимальная сила тока протекающая через электромотор на полном газу при максимальном КПД электромотора Iоптим=(0.1Uакку)/R ---это соотношение падения напряжения на обмотках к омическому сопротивлению бк эд например-----при омическом сопротивлении обмоток R=0.1ом Iоптим=0.1 х 11в/0.1ом=11а!

Математика следующая----

1) Ртеп =Copper Loss = I² × Rm----тепловые омические потери в обмотках эд в ваттах

2) Рпер =Iron Loss = U × Iхх---- электромагнитные потери на перемагничевание железа статора в вт

3) Рпот =Motor Losses = Copper loss + Iron Loss----общая мощность потерь в вт

4) Рпотреб =Power In = U × I----входная потребляемая электрическая мощность в вт

5) Рмех =Power Out = Power In − All Losses----механическая мощность на валу или полезная мощность эд

6) КПДэд =Efficiency = Power Out / Power In---- Коэффициент Полезного Действия эд или эффективность

7) Ki = 1/Ku (SI units: with RPM in rad/sec)----электромеханическая постоянная эд нм/а по моменту

8) Мвал=Torque = Ki × I----момент силы на валу в ньютон на метр

9) Ku=fхх/Uакку----электромеханическая характеристика эд гц/в по частоте вращения

10) Iопт=(Iхх х Iкз )0.5=(Iхх x Uакку/R)0.5----- сила тока электромотора на максимальном КПД, обычно при удельной мощности потребления 1-1.5 вт/г

Pмех(Вт)=2пи M(Нм) f(Гц)=Uакку(В) Iэд(А)-Iэд(А)2 Rобм(Ом)-Uакку(В) Iхх(А)

например для бк эд массой 100 г Рмех=15в х 30а -30а х 30а х 0.05ом -15в х 2а= 450вт-45вт-30вт= 375 вт!

и КПДэд= 375вт / 450вт = 0.83 = 83% , Ku=300гц/15в=20гц/в=1200 оборотов в минуту  на вольт!