5. Зниження напруги на затискачах електродвигуна

При неможливості заміни малозавантажених двигунів варто перевірити доцільність зниження напруги на його затискачах. Зни­ження напруги живлення АД призводить до зменшення спожи­вання реактивної потужності (за рахунок зниження струму намаг­нічування) і, тим самим, до підвищення сок<р. При цьому одночас­но зменшуються втрати активної потужності, тобто збільшується ККД двигуна.

Можливі такі методи зниження напруги малозавантажених асинхронних двигунів:

• перемикання статорної обмотки з «трикутника» на «зірку»;

• секціювання статорних обмоток;

• зниження напруги в силових колах підприємств перемикан­ням відгалуджень знижуючих трансформаторів;

• застосування найпростішого регульованого електроприво­да за схемою ТРН-АД.

Перемикання статорної обмотки АД з «трикутника» на «зірку» звичайно рекомендують для двигунів напругою до 1000 В, заванта­жених менше 30%. Ефективність заходів пояснюється рис. 4.14 (тут наведені графіки для значень со$ ф_н = 0,78; 0,82; 0,86; 0,9) і рис. 4.15.

созфу 2

С08ф_{д 1(9} 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 ІД 1,1 1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 к_?

Рис.4.14

Величина моменту, що розвивається асинхронним двигуном, пропорційна квадрату напруги мережі живлення. Тому при пере­миканні обмоток статора з «трикутника» на «зірку» внаслідок зни­ження моменту необхідно виконувати перевірку за перевантажу­вальною спроможністю і величиною пускового моменту.

Лу 13- 1Д5 ■

1,2- 1,15 ■

1,1 •

1.05 ■

ІЗ*

Секціювання рекомендується коли неможливо скористатися попереднім способом. Якщо двигуни виготовлені з паралельними секціями в статорній обмотці, то секціювання здійснюють шля­хом перепайки лобових з’єднань обмотки. Якщо ж обмотка вико­нана одиночним проводом, то перемикання секцій обмотки мож­ливе лише при капітальному ремонті.

Перемикання відгалуджень знижуючого трансформатора ча­сто застосовують на практиці. Цей захід раціональний, якщо транс­форматор не живить одночасно інші приймачі, що не допускають зниження напруги на їх затискачах. Знижуючи напругу мережі живлення, варто пам’ятати, що при цьому зростають втрати й у самій мережі. А в трансформаторах сумарні втрати активної по­тужності при зміні напруги в більшості випадків не змінюються.

Зниження напруги впливає і на тепловий режим асинхронних двигунів. Так, при номінальному навантаженні і номінальній час­тоті мережі живлення зниження напруги на 10% призводить до зро­стання перегріву двигуна також на 10%. Однак варто враховувати, що при завантаженні двигуна, що складає 90%, припустимо зни­жувати напругу на 13%, а при к₃ = 0,8 - напруга може знижуватись на 22%, без небезпеки перегріву двигуна понад припустимий.

На практиці використовують відімкнення частини приводних двигунів при недовантаженні, наприклад, багатодвигунового кон­веєра. Але це недоцільно, оскільки через обертання працюючими двигунами непрацюючих приводних блоків втрати потужності майже не зменшуються. А знос редукторів, зв’язаних з непрацю­ючими двигунами, може бути не менше, ніж у працюючих.

Аналіз показує, що електроприводи великого числа вироб­ничих механізмів мають завищену потужність, що у 1,5-2,5 рази перевищує необхідну. Крім того, електроприводи деяких ме­ханізмів (пресів, ковальського устаткування, верстатів) частину часу працюють з недовантаженням.

Зазначені особливості дозволяють знизити електроспожи- вання недовантаженого асинхронного двигуна при роботі в зоні номінальної швидкості, забезпечивши його роботу за рахунок ТРН на регульованій 11_х<і/, а не на природній характеристиці, де Ѵ_х — діюче значення першої гармоніки напруги, прикладене до двигу­на; Ѵ_н — діюче значення номінальної напруги мережі. Цей режим роботи ілюструє рис. 4.16, де цифрою «7» позначена природна, цифрою «2» — регулювальна механічна характеристика при керу­ванні від ТРН; 5, і $₂ — ковзання на природній і регулювальній ха­рактеристиках при заданому М_с

Рис.4.16

Електромагнітні втрати в двигуні:

АР=У + К+К_г

1 2 с]

При роботі на природній характеристиці: ѵ^іа+іХ-а^іѵ^

К_сі=[В + (\-В)ц²_с]К_с]И,

де У_1н, У_2н, К_с1н — номінальні втрати в міді статора, обмотці ро- _м_с

^т°ра, сталі статора;^ — відносне значення моменту статич­ного навантаження; А « (/(//„У; /₀ — струм неробочого ходу двигу­на при живленні номінальною напругою; V— конструктивний ко- ^еФіцієнт (У=0,96 + 0,98 для двигунів єдиної серії, В — 0,94 н- 0,97 Для двигунів краново-металургійних серій).

При роботі на регулювальній характеристиці 2, реалізованій ^За Рахунок ТРН,

К=1ДЦс

5 5..

V '

Мн’

ѵ₂=и\і_с-Гъ>

л:_с,=ц_с[д-+(і-в)-ж_с1]1.

•*н

При роботі зі зниженою напругою, коли дещо падає

швидкість двигуна, збільшуються втрати Ѵ_ѵ зменшуються втрати Ѵ_] і К_сѴ але їх перерозподіл такий, що значення ДР при роботі на характеристиці 2 виявляється менше, ніж при роботі на природній характеристиці. Існують методики вибору оптимального значен­ня з₂, при якому забезпечується мінімальне значення електромаг­нітних втрат. У цьому випадку вдається знизити споживання енергії в 1,5 - 2 рази. Економія електроенергії буде тим більше, чим менше момент двигуна в порівнянні з номінальним і чим більше тривалість роботи двигуна з недовантаженням.

Ефект підсилюється при використанні асинхронних дви­гунів з відносно високим значенням струму неробочого ходу ста­тора. Так, якщо асинхронний двигун МТКР012-6 (Р= 2,2 кВт) за­безпечує, працюючи в повторно-короткочасному режимі, 60 вклю­чень за годину при часі роботи на сталій швидкості /_у=30 с і річному числі годин роботи Т—6000 год/рік, то при роботі на регулювальній характеристиці з ковзанням з₂ вдається заощадити за рік 210 кВтЧгод - при М_с~0,5М_Н,

660 кВтЧгод - при Л/_с-0,25Л/_н, 1150 кВтЧгод — при М=0,05М_И у порівнянні з роботою на природній характеристиці при 5,.