ТЕМА 7 ЕНЕРГЕТИКА ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

Лекція 14 Енергетичні показники роботи електроприводу

 

Електричний привод як енергетичний пристрій є споживачем електричної енергії, яка, як відомо, не вся перетворюється в корисну роботу. Споживану електричну енергію характеризують корисною механічною енергією на валу двигуна, ККД і соs j. Підвищення ККД і соs j дозволяє повніше використовувати електропривод і знизити витрати на його експлуатацію.

Енергетичні показники електропривода залежать від режимів його роботи, завантаженості, кутової швидкості, напруги і частоти струму мережі живлення.

При усталеному режимі роботи електропривода, тобто коли кутова швидкість і струм двигуна незмінні, потужність втрат складається з втрат у механічних ланках електропривода і втрат у двигуні та його електричному колі. Втрати в механічних ланках характеризуються ККД h_мх і завжди додатково завантажують двигун. Разом з корисним навантаженням виробничого механізму ці втрати визначають завантаженість двигуна.

Втрати потужності в двигуні та його електричному колі називаються повними втратами Р_в. Вони складаються з втрат холостого ходу (постійні втрати Р_в.пост) і втрат у силовому електричному колі (змінні втрати Р_в.е):

Р_в = Р_в.пост + Р_в.е.                                                                  (7.1)

Постійні втрати складаються з втрат у сталі, на тертя і вентиляцію і не залежать від навантаження двигуна. Змінні втрати залежать від струму двигуна та опору силового кола і визначаються для двигунів постійного струму і трифазних асинхронних двигунів відповідно як

Р_в.е. = І ²_я (R_дв + R_вш);                                                                          (7.2)

Р_в.е. = 3 І '²₂(R_1вт + R'_2вт + R'_2вш).                                                       (7.3)

При відсутності регулювального реостата опори R_вш і R'_2вш дорівнюють нулю.

Змінні втрати при номінальному навантаженні двигуна визначаються відповідним номінальним струмом, а при частковому (до номінального) навантаженні пропорційні коефіцієнту завантаження двигуна k_з = І / І_ном (при деяких допущеннях k_з = P / P_ном = M / M_ном). Для двигунів постійного струму та асинхронних двигунів відповідно

Р_в.е. = (І_ном k_з) ²( R_дв + R_вш)                                                                  (7.2a)

Р_в.е. = 3(І '_2ном k_з) ²(R_1вт + R'_2вт + R'_2вш).                                            (7.3а)

Якщо позначити електричні втрати при номінальному струмі через Р_в.е._ном, то співвідношення (7.2а) і (7.3а) приймуть вигляд

Р_в.е. = Р_в.е.ном k²_з.                                                                    (7.4)

При номінальному режимі роботи двигуна співвідношення між постійними та змінними втратами характеризуються коефіцієнтом g = Р_в.пост/ Р_в.е., який дорівнює: для двигунів постійного струму незалежного збудження загального призначення 1 … 1,5; для кранових двигунів постійного струму 0,5 ... 0,9; для двигунів змінного струму з короткозамкненим ротором загального призначення 0,5 ... 0,7; для кранових двигунів з короткозамкненим ротором 0,4 ... 0,5; для кранових двигунів з фазним ротором малої та середньої потужності 0,45 ... 0,6 і великої потужності 0,9...1,0.

Змінні втрати при навантаженні двигуна, яке відповідає максимальному ККД, дорівнюють постійним:

Р_в.е.ном k²_з = Р_в.пост.,                                                                              (7.5)

відкіля

Р_в.пост/ Р_в.е.ном = k²_з = g                                                                       (7.6)

Повні втрати в двигуні при номінальному навантаженні, тобто при k_з = 1 і ККД h_дв = h_ном,

Р_в.ном = Р_ном (1 - h_ном)/ h_ном                                                                 (7.7)

Представимо (7.1) з урахуванням (7.5) при номінальному навантаженні

Р_в.ном = Р_в.пост + Р_в.е.k²_з.                                                                      (7.8)

З (7.6) маємо співвідношення

Р_в.е.ном = Р_в.пост / g,

підставляючи яке в (7.8) одержуємо

Р_в.ном = Р_в.пост + Р_в.пост/ g,                                                             (7.9)

відкіля

Р_в.пост = Р_в.ном g / (g + 1).                                                         (7.10)

При частковому завантаженні двигуна потужністю Р_х, повні втрати з урахуванням (7.7) — (7.10) визначаються як

                                                            (7.11)

Повні втрати при навантаженні двигуна Р_х = Р_ном k_з можуть бути знайдені за аналогічною (7.7) залежністю

Р_в.х = Р_х (1 - h_х)/ h_х,                                                                                    (7.12)

де h_х — ККД двигуна, який відповідає потужності Р_х; визначається за каталожною залежністю ККД двигуна від навантаження на його валу.

Втрати потужності при роботі двигуна на різних регулювальних характеристиках визначаються залежностями (4.2) і (4.15).

Кількість втраченої електричної енергії залежить від часу роботи електропривода:

А_в = Р_в t_роб.                                                              (7.13)

Для двигунів змінного струму важливим енергетичним показником є коефіцієнт потужності соs j. Асинхронні двигуни споживають з мережі живлення значну реактивну потужність, яка додатково завантажує ці мережі та створює в них додаткові втрати енергії. Для більшості асинхронних двигунів номінальний коефіцієнт потужності соs j_ном = 0,68...0,9(tgj = 0,75 … 0,45), а тому їх реактивна потужність

Q = P tg j = (0,75...0,45) P.

Це означає, що на 1 кВт активної потужності асинхронні двигуни споживають з мережі 0,45 ... 0,75 квар реактивної потужності. При роботі двигунів з навантаженнями, меншими номінального, соs j знижується, а частка реактивної енергії збільшується. Значній зміні соs j підданий при регулюванні кутової швидкості асинхронних двигунів (див. лекцію 8), тому при виборі способу регулювання швидкості електропривода варто враховувати можливе коливання коефіцієнта потужності та його дію на енергетичні показники установки.

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 690; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!