ЕНЕРГЕТИКА ЕЛЕКРОПРІВОДА

Енергетичні показники електроприводу

Процес передачі і перетворення енергії супроводжується її втратами. Втрати потужності складаються з втрат в електродвигуні (ЕД) і механічних втрат в передачах. Втрати потужності в ЕД діляться на постійні і змінні

(8.21)

де К - постійні втрати не залежать від навантаження: втрати в сталі, механічні втрати від тертя, вентиляційні, в обмотках збудження СД і ДПТ незалежного збудження; V - змінні втрати залежать відтоку навантаження.

для ДПТ

де - номінальні змінні втрати потужності.

Для трифазних АД

де - номінальні змінні втрати потужності

АТ; і - номінальна і поточна кратності наведеного струму ротора і статора.

Для СД змінні втрати потужності складають

де - номінальні змінні втрати потужності СД.

Якщо позначити кратність струму двигунів через X, т. Е. Для ДПТ; для АД; для СД, то змінні втрати потужності для різних двигунів будуть визначатися виразом

Повні втрати потужності в двигуні визначаються за формулою

(8.22)

де - коефіцієнт втрат

Якщо двигун працює в номінальному режимі (Х = 1), то втрати визначаються за паспортними даними:

Постійні втрати потужності знаходяться як

Втрати енергії за час роботи

Якщо навантаження циклічно змінюється, то втрати енергії визначаються

де і при навантаженні - число значень навантаження на окремих ділянках циклу; - час циклу.

Коефіцієнт корисної дії (ККД) електродвигуна визначається як відношення корисної потужності на валу до потужності, споживаної з мережі

(8.23)

в номінальному режимі при при має максимум

(8.24)

Залежність представлена на рис. 8.6.

При а = 1, коли постійні втрати рівні змінним, ,

При при навантаженні

При при навантаженні більше номінальної

Мал. 8.6

Отже, найбільший г двигун має в області номінального навантаження, значить потрібно завантажувати двигуни до номінального навантаження і з урахуванням цього проводити вибір двигуна для електроприводу.

Якщо напруга і струм не збігаються по фазі і мають несинусоїдальну форму, необхідно враховувати при розрахунку втрат коефіцієнт потужності

(8.25)

де Р - активна потужність, - коефіцієнт спотворень; U, /, - діючі значення напруги, струму, першої змінної струму; - кут зсуву між першими змінними напруги і струму.

При синусоїдальних U і та , тоді втрати в порівнянні з втратами на постійному струмі збільшаться

(8.26)

Якщо навантаження електроприводу змінюється в часі, ККД циклу визначається за співвідношенням підводиться і корисною енергії

(8.27)

де - корисна енергія і втрати енергії за цикл.

При зміні двигуна змінюються постійні втрати. Наприклад, при зміні струму збудження ДПТ незалежного збудження або СД істотно змінюються втрати в сталі, механічні та вентиляційні. Додаткові втрати потужності створюються в силових перетворювачах в системах ТРП-Д, причому з'являються споживачі реактивної потужності, що знижує коефіцієнт потужності cosip.

Необхідно враховувати втрати при неекономічних способах регулювання швидкості таких, як включення опорів в ланцюзі якоря ДПТ, ротора АД. До економічним методам ставляться регулювання за допомогою ТПН в ДПТ, ПЧ-АД, в каскадних схемах АТ. Розглянемо окремо регульовані ЕП:

1. Регульований ЕП з ДПТ незалежного збудження. постійні втрати

(8.28)

Змінні втрати в якірного ланцюга ДПТ

(8.29)

де - швидкість ідеального холостого ходу (хх) при роботі двигуна па штучної характеристиці. При регулюванні опорами в ланцюзі якоря ДПТ сумарні втрати рівні:

(8.30)

При регулюванні швидкості ДПТ зміною напруги за допомогою керованого перетворювача постійні втрати перетворювача (втрати в сталі трансформатора і реакторів) в основному залишаються постійними

Змінні втрати перетворювача

(8.31)

Якщо регулювання швидкості ДПТ відбувається за умови рівності часу його роботи на кожній швидкості в діапазоні Д, то ККД регулювального циклу дорівнює

(8.32)

2. Регульований електропривод з АТ Постійні втрати

так як і, вважаючи обсяги сталі статора і ротора при

мірно рівними, отримаємо:

(8.33)

де - втрати в сталі статора при номінальних і .

При реостатному способі регулювання ( ), коли

(8.34)

Значить, зі зменшенням швидкості (збільшенням S) втрати збільшуються, що компенсується зменшенням механічних втрат, тому можна вважати

Змінні втрати для регульованого АД

(8.35)

де - змінні втрати в ланцюгах статора і ротора.

Для вентиляторної навантаження

Втрати в роторі

(8.36)

Ця залежність має екстремум при , тоді

(8.37)

При частотному способі регулювання швидкості АД робоче ковзання залишається невеликим в усьому діапазоні регулювання швидкості, тоді втратами в стали ротора можна знехтувати і враховувати тільки втрати в сталі статора

(8.38)

Якщо регулювання швидкості частотним способом здійснюється при , то перепад швидкості і повні змінні втрати залишаються постійними

(8.39)

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >