4.2. Коэффициент мощности ад и способы его повышения

Коэффициент мощности АД определяется выражением

(4.14)

где – активная мощность; –реактивная мощность;﷓ полная (кажущаяся) мощность.

Для большинства АД cos_ном0,80,9. Для этих значенийQ=(0,50,75)Р, т.е. АД на каждый киловатт активной мощности потребляет из сети 0,5–0,75 квар реактивной мощности. Чем нижеcos, тем большую реактивную мощность потребляет АД из сети, загружая ее дополнительным током и вызывая в ней дополнительные потери.

Коэффициент мощности существенно зависит от нагрузки АД. При холостом ходе АД коэффициент мощности невелик, так как относительно велика доля реактивной мощности по сравнению с активной. По мере увеличения нагрузки АД возрастает и cos, достигая своего максимального значения примерно в области номинальной нагрузки АД. Зависимостьcosот нагрузки для АД серии 4А при различных номинальныхcosприведена на рис. 4.5.

На рис. 4.6 приведены зависимости номинального коэффициента мощности cos_номдля АД различных номинальное мощностей и чисел пар полюсовр. Характерным для этих зависимостей является увеличение северном при росте номинальной мощности АД. Из кривых рис. 4.6 также видно, что АД с меньшим числом пар полюсов (с более высокими скоростями) имеют более высокий номинальныйcos_ном.

Асинхронные двигатели являются основными потребителями реактивной мощности в системе электроснабжения (60–65 % общего объема ее потребления), поэтому повышение коэффициента их мощности представляет собой важную технико-экономическую задачу. В настоящее время разработаны и применяются следующие основные мероприятия по повышению cosАД [29]:

1.Замена малозагруженных АД двигателями меньшей мощности. Эта возможность повышенияcosасинхронного электропривода непосредственно следует из рассмотрения рис. 4.5. При замене АД меньшей мощности будет работать с номинальной (или близкой к ней) мощностью на валу и при этом с более высокимиcos(попутно отметим, что и его КПД также будет более высоким).

Расчеты показывают, что если средняя нагрузка АД менее 45 % номинальной мощности, то целесообразна замена его АД меньшей мощности. При загрузке АД более 70 % их замена является нецелесообразной, а при загрузке АД в пределах от 45 до 70 % целесообразность их замены должна быть подтверждена дополнительными технико-экономическими расчетами.

2.Ограничение времени работы АД на холостом ходу. Так как в этом режиме АД имеет низкийcos, то при больших продолжительностях этого режима АД целесообразно отключать от сети.

3.Понижение напряжения питания АД, работающих с малой нагрузкой. При снижении питающего АД напряжения уменьшается потребляемая им реактивная мощность и повышаетсяcos. Одна из возможностей реализации этого способа связана с переключением обмоток статора с треугольника на звезду, что приведет к снижению напряжения на обмотке каждой фазы враз.

4.Замена АД синхронными двигателями (СД) в тех случаях, когда это возможно по условиям технологического процесса рабочей машины. Как будет показано далее (§ 5.2), СД обладают весьма ценным свойством: работать сcos=l(т. е. не потреблять из сети реактивную мощность), а при необходимости генерировать в сеть реактивную мощность.