Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Закладний.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
2.58 Mб
Скачать

3.1. Вибір способу регулювання швидкості при постійному навантаженні двигуна

У регульованому електроприводі при зміні швидкості має місце зміна навантаження двигуна. У той же час для повного викорис­тання двигуна його потужність повинна бути вибрана так, щоб навантаження при роботі на новій швидкості не перевищували припустимої за умовами нагрівання. Досягається це вибором

відповідного способу регулювання, при якому виконується дана умова.

Способи регулювання швидкості за умовою припустимого на­вантаження поділяються на дві групи:

• регулювання при постійному моменті (зміна напруги на якорі ДПС чи статорі СД, зміна опору в роторі АД чи в колі якоря ДПС, удеяких каскадних схемах, у вентильному двигуні);

• регулювання при постійній потужності (ослаблення магнітного потоку ДПС, зміна числа пар полюсів АД, удеяких каскадних схемах).

Регулювання швидкості при постійному моменті забезпечує регулювання швидкості униз від номінальної, тобто 0^=0^. Но­мінальний момент двигуна дорівнює моменту навантаження, тобто Л/Н=Л/ і номінальна потужність дорівнює:

Р =М со =М со =Р

н н н м шах м тах

Таким чином, номінальна потужність двигуна дорівнює мак­симально можливій, і при цьому на всіх швидкостях двигун заван­тажений повністю і працює в нормальному тепловому режимі, тоб- то спосіб регулювання швидкості є раціональним.

Для регулювання швидкості при постійній потужності харак­терне регулювання швидкості вгору від номінальної, тому за но­мінальну швидкість двигуна приймають мінімальну швидкість у діапазоні, тобто с^=сотіп. Оскільки номінальна потужність двигу­на дорівнює максимальній потужності навантаження Ритлх =Ммщпах, то номінальний момент двигуна

М - - ^иптх - ^и0)пм - 0

И юй со^ шшіп м >

О

де ^ - - діапазон регулювання.

тіл

З виразу видно, що номінальний момент двигуна повинен у О Раз перевищувати момент навантаження. Двигун завантажений по­вністю тільки на максимальній швидкості штах, коли по якорі про­тікає номінальний струм, а магнітний потік мінімальний. При інших, менших швидкостях потік двигуна збільшується, струм у якорі зменшується, і тим самим двигун є недовикористаним за умо­вами нагрівання. Виявляється завищеним габарит двигуна, що виз­начається номінальним моментом.

Таким чином, при сталому навантаженні використання способів регулювання швидкості при постійній потужності є нераціональ­ним оскільки вимагає завищення габаритів двигуна.

3.2. Вибір способу регулювання швидкості при постійній статичній потужності

Регулювання швидкості при постійному моменті можливо тільки вниз від номінальної. За номінальну швидкість двигуна приймаємо максимальну швидкість у діапазоні, тобто сон=сотах. Максимальний момент двигуна, на який він повинний бути виб­раний при Р = сопзї, відповідає мінімальній швидкості:

Р

М =—*~=М

м тах і

Ютіп

Отже, номінальна потужність двигуна:

Рн=Мя(йн = №ш*=РиО 00 • 5

тобто вона повинна бути в И раз більше потужності наванта­ження Рм. Це означає, що при роботі двигуна на всіх швидкостях, крім мінімальної, він буде недовантажений і недовикористаний по нагріванню.

Регулювання швидкості при постійній потужності забезпечує регулювання швидкості вгору від номінальної. Тоді як номіналь­на повинна бути прийнята мінімальна швидкість у заданому діа­пазоні, тобто со —(о , а номінальний момент:

’ н тіп’

Тоді номінальна потужність вибраного двигуна:

тобто дорівнює потужності навантаження. Двигун при цьому завантажений цілком на всіх швидкостях і буде працювати в нор­мальному тепловому режимі.

Проведений аналіз дозволяє зробити висновок — для вибору мінімального за габаритом двигуна і забезпечення його повного використання по нагріванню необхідно, щоб спосіб регулювання швидкості за показником припустимого навантаження цього дви­гуна відповідав залежності навантаження від швидкості. При на­вантаженні виду Мм = солеї доцільне використання способів регу­лювання при постійному моменті, а при Рм = соп$ї - при постійній потужності.

4. ПІДВИЩЕННЯ ЗАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРО­ПРИВОДА■ ВИКЛЮЧЕННЯ РЕЖИМУ НЕРОБО­ЧОГО ХОДУ

Підвищення завантаження електропривода до номінального значення і максимально можливе виключення режиму неробочо­го ходу дозволяє знизити енергоспоживання за рахунок збільшен­ня ККД і коефіцієнта потужності привода.

При коефіцієнті навантаження, меншому 0,4...0,5, необхідна заміна на двигун меншої потужності. Якщо (0,4...0,5) < к3 < (0,7...0,75), доцільність заміни повинна бути підтверджена змен­шенням сумарних втрат енергії в двигуні й у мережі:

1-Лі , к ! *ВФ2

"Пі е Лі П2 л2

де х\]9 т)2 — ККД порівнюваних двигунів при заданому наванта­женні; і£фр і£<р2 — тангенси кутів ф1 і ф2, що відповідають значен­ням коефіцієнта потужності созф, і созф2; к— коефіцієнт підвищен­ня втрат, кВт/квар, що визначає втрати активної потужності, що приходяться на передачу 1 квар у даній системі електропостачан­ня.

Величина коефіцієнта підвищення втрат & може бути визна­чена з табл.4.1, а якщо він не заданий, його приймають рівним 0,07 кВт/квар для високовольтних споживачів, чи 0,125 кВт/квар для низьковольтних споживачів.

Таблиця 4.1

Характеристика трансформатора і системи електропостачання, від якої живиться двигун

ке, кВт/квар

у години максимуму

у години мінімуму

Трансформатори, що живляться безпосередньо від шин електростанцій

0,02

0,02

Трансформатори мережі, що живляться від електростанцій на генераторній напрузі

0,07

0,04

Знижуючі трансформатори 110/35/10 кВ, що живляться від районних мереж

0,1

0,06

Знижуючі трансформатори 10/6/0,4 кВ, що живляться від районних мереж

0,15

0,1

Режим неробочого ходу привода є економічно недоцільним, оскільки призводить до необгрунтованого споживання активної енергії:

1Ѵ=Р І

ГГ І 0І0,

де Р0 — потужність, споживана з мережі на неробочому ходу 3а

час і

Крім того, збільшуються втрати енергії при передачі зайвої реактивної потужності. Орієнтовне споживання реактивної енергії 0 у функції коефіцієнта завантаження при 0О = 0,4 Рн зображено на рис. 4.13

Л 2

00 1,5

0,2

0.4

0.6

0.8

і

5 Ри

Рис. 4.13

Втрати активної потужності АРл і енергії ДЖ у трифазних лініях

де г = — — активний опір проводу чи шини, кабелю, Ом; р —

іЗ

питомий опір матеріалу проводу при 20° С (для алюмінію 0,026...0,029; для міді 0,0175...0,018; для сталі 0,1...0,14 Оммм2/м); І - довжина лінії, м; 5— перетин провідника, мм2; Р> (? — відпові­дно, розрахункова активна і реактивна потужності, передані через лінію, кВт, квар; І/ — лінійна напруга, кВ; і — тривалість роботи за розрахунковий період, год.

Втрати активної потужності в двообмоточному трансформаторі

АР^=АҐ0 + АРпв+кІАҐк,

деАРпо — втрати на примусове охолодження (враховуються тільки для потужних трансформаторів, що мають систему приму­сового охолодження); ДР’0 = АР0 + &еД(?0 - наведені втрати потуж­ності неробочого ходу; ДР\ = АРК + ~ навеДен* втрати по­

тужності короткого замикання; АР0 — втрати неробочого ходу при номінальній напрузі (за паспортом); ДРК — втрати короткого зами-

^ _5ф

кання при номінальному навантаженні (за паспортом);^ - с

коефіцієнт завантаження трансформатора, дорівнює відношенню фактичного навантаження трансформатора 5ф до його номіналь­ної потужності *УН; Або = реактивні втрати неробочого ходу

трансформатора; /0 - струм неробочого ходу трансформатора (за

паспортом); А0К = £„ — реактивні втрати короткого замикан­

ня трансформатора; &к — напруга короткого замикання трансфор­матора (за паспортом).

При розрахунку економічного ефекту від заміни незавантаже- них двигунів більшої потужності на двигуни меншої потужності необхідно знати сумарні втрати активної потужності:

ЬР=\вА-^УкШЛк'Ро+Ь2Л’

де ^ = £/ /о - реактивна потужність, споживана електро­

двигуном з мережі при неробочому ході; І0 - струм неробочого ходу

Р

і __ єр

електродвигуна;^ “"7Г — коефіцієнт завантаження електродви-

■*н

^ /^1§фн

гуна; Рс — середнє навантаження електродвигунами = ~~ " —

ср ' Ін

реактивна потужність електродвигуна при номінальному наван-

ЛР-рі=2кА_

таженні;1§фн =1§(агссо8фн);^гЬ н ^ і + £ — втрати активної

до - п 1

потужності при неробочому ході двигуна;^ _

Ін р

приріст втрат активної потужності в двигуні при номінальному

Іг

(100%) навантаженні;^ - тг* - розрахунковий коефіцієнт, що залежить від конструкції двигуна і визначається з формули

(і-ТІ )-ДР*’ втра™ неробочого ходу, віднесені до

номінальної потужності двигуна.

Коефіцієнт к? має такі значення для різних типів двигунів:

0,5 < к9 < 1 - ДПС послідовного збудження;

1 < кр < 2 — ДПС незалежного збудження;

0,5 < кр < 1 - асинхронні.

Нижні значення коефіцієнта відповідають тихохідним двигу­нам, верхні - швидкохідним.