ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ.

Потери мощности в электродвигателе условно разделяют на постоянные и переменные: .

Для ДПТ :

В регулируемых ЭП постоянного тока к потерям в ЭД добавляются потери мощности в преобразователе, которые тоже разделяют на постоянные и переменные:

Для АД :

При частотном регулировании:

При реостатном регулировании:

1.15. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРИ ПОСТОЯННОЙ ВЕЛИЧИНЕ СКОРОСТИ ИДЕАЛЬНОГО ХОЛОСТОГО ХОДА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(Ω0=CONST)

В электроприводах с ω₀=сonstуправляющее воздействие изменяется скачком. На характер переходного процесса влияет механ. и электромагнитная инерция. Однако механические преобладают над электромагнитными, поэтому при оценки учитывают только механические потери.
Пример, частный случай соответствующий переходному процессу вхолостую, т.е. M_c=0:

В этом случаи электромагнитный момент ЭД равен динамическому моменту ЭП. Произведение Jω – это момент кол-ва движения [Н*м*с*рад]. Это можно показать на примере. Момент количества движения точечной массы “m” относительно оси “O” равен:

Следовательно соотношение можно представить можно представить графически. Потери энергии равны площади BCFE. A₁=пл.ABCD, A₂=пл.AEFD.

В результате можем записать общую формулу для определения потерь энергии в якорной цепи, она обозначена (***) ВЫШЕ!!

1.16. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРИ ЛИНЕЙНОМ ИЗМЕНЕНИИ СКОРОСТИ ИДЕАЛЬНОГО ХОЛОСТОГО ХОДА ω₀

В регулируемых электроприводах с формирование динамики переходного процесса осуществляется с помощью плавного задания управляющего воздействия. Таким управляющим воздействием для ДПТ НВ является подводимое к якорю напряжение, а для АД – частота изменения напряжения статора при данном законе частотного регулирования. Потери энергии будут равны разности электромагнитной А₁ и полной механической А₂ энергий электропривода: ΔА= А₁ – А_2.В общем случае потери энергии в переходном процессе электропривода при плавном управляющем воздействии можно записать так:

, \

При линейном заданием скорости , где

- заданное угловое ускорение ротора электродвигателя, - время линейного изменения скорости идеального холостого хода, - начальное и конечное значения скорости идеального холостого хода.

Для получения наглядного представления примем допущения: 1) 2)рассматриваются соотношенияпосле затухания экспоненциальных составляющих( при , где - электромеханическая постоянная времени электропривода)

3) соотношения между , и другими величинами при сохраняются на всем интервале переходного процесса,4) статическая скорость равна конечному значению скорости идеального холостого хода.

При этих допущениях имеем: что позволяет электромагнитную энергию А₁, потребляемую за время переходного процесса, записать в виде

,где

Полная механическая энергия А₂ за время переходного процесса электропривода

где

Потери энергии за время переходного процесса

где , ,

- падение скорости в переходном процессе, обусловленное статическим и динамическим моментами, - модуль жесткости статической механической характеристики электродвигателя.

В связи с тем, что динамический момент при разгоне положительный, а при торможении отрицательный, величина при разгоне и торможении будет разная, а следовательно, будут разными и потери энергии при пуске и торможении, если М_с=const. Величину можно рассматривать как суммарный эквивалентный момент инерции электропривода, обусловленный действием статического и динамического моментов. Тогда при принятых допущениях потери энергии при разгоне электропривода с М_с=const можно представить себе как потери энергии при разгоне электропривода вхолостую, но с увеличенным эквивалентным моментом инерции (Рис.6.18).

При торможении соответственно можно считать, что мы имеем потери торможения вхолостую, но с уменьшенным эквивалентным моментом инерции (Рис.6.19).

При торможении электропривода возможны случаи:а) Когда

тогда и потери энергии

б) Когда тогда и потери энергии

в) Когда и , что соответствует свободному выбегу.

При М_с=0 потери энергии при пуске и торможении электропривода с линейным заданием скорости определяются выражением (6.164) с учетом (6.150), (6.151) и (6.165): , (6.167) при этом динамическое падение скорости (6.168)

Подставив (6.168) в (6.167), получим , (6.169)

т.е. потери энергии в переходном процессе электропривода вхолостую зависят от отношения электромеханической постоянной времени Т_м к времени t_о линейного задания скорости. Отношение потерь энергии при пуске вхолостую электропривода с к потерям энергии (6.169) составляет

(6.170)

Обычно , значит, использование линейного задания скорости идеального холостого хода позволяет уменьшить потери энергии по сравнению с прямым пуском в 5 и более раз. В этом состоит одна из предпосылок использования регулируемого электропривода с , работающего в динамических режимах.

1.17. КПД И КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ НЕРЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Сначала рассмотрим к.п.д. и коэффициент мощности нерегулируемого электропривода. К.п.д. нерегулируемого электропривода представляет собой отношение мощности Р_р.0 на рабочем органе машины к мощности Р₁, потребляемой из сети:

(6.53)

где h_n, h_д – соответственно к.п.д. механической передачи и к.п.д. электродвигателя,Р₂ – мощность на валу электродвигателя.

Если принять для рабочего участка естественной механической характеристики, где скорость незначительно изменяется, коэффициент загрузки

суммарные потери мощности в электродвигателе (*)

используя (*), к.п.д. электродвигателя можно записать таким образом:

, (6.57)

где , (6.58)

Р_ном, h_ном – номинальные мощность и к.п.д. электродвигателя.

Подставив выражение коэффициента А через номинальный к.п.д. h_ном и коэффициент потерь а в (6.57), получим окончательное выражение для к.п.д. нерегулируемого электродвигателя (6.59)

Для электрических двигателей переменного тока важным энергетическим показателем является коэффициент мощности, который при синусоидальных токах и напряжения cosj:

, (6.64)

где Р₁ – потребляемая электродвигателем активная мощность.

Q₁ – “потребляемая” реактивная мощность из сети.

Для трехфазного асинхронного двигателя Р₁ можно рассчитать на основе энергетической диаграммы рис., а Q₁ на основе эквивалентной Т-образной схемы:

где – намагничивающий ток, ток статора и приведенный ток ротора,

– индуктивные сопротивления намагничивающего контура, рассеяния статора и ротора (приведенное).

Реактивную мощность Q₁ можно выразить через активную Р1, используя треугольник мощностей:

(6.67)

Для большинства асинхронных двигателей cosj_ном»0,8¸0,9, что дает

(6.68)

Поскольку потери мощности в активных сопротивлениях R источника, линии и приемника определяются полным током I, то при заданной активной мощности Р=Р_ср эти потери будут равны

, (6.69)

где I_а – активная составляющая полного тока I,

DР_n_.т – потери при передачи мощности Р постоянным током (I_а=I_n_.т).

Это выражение показывает, что cosj является энергетической характеристикой, определяющей экономичность потребления активной энергии на переменном токе, с увеличением cosj уменьшаются потери при передаче заданной активной мощности от источника приемнику электроэнергии.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 690; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!