3.4 Вказівки до проведення роботи.
Споживана електроенергія визначається на основі постійних лічильника і числа обертів
, 
.
Середньодобове навантаження визначається на основі спожитої електроенергії
, 
.
Число годин використання максимуму навантажень рівне
,
.
3.5. Контрольні запитання.
3.5.1. Які коефіцієнти використовують для характеризування графіків електричних навантажень ?
3.5.2. Як визначають встановлену потужність електроприймачів ?
3.5.3. Як визначають середню і середньоквадратичну потужність ?
3.5.4. Як визначити споживану потужність на основі показів лічильника?
3.5.5. Що таке час використання максиму потужності? Як його визначають?
Лабораторна робота № 4 дослідження споживання реактивної потужності асинхронним двигуном.
4.1. Мета роботи: експерементальне дослідження способів зниження реактивної потужності асинхронного двигуна.
4.2. Основні теоретичні відомості.
Асинхронні двигуни (АД) споживають з мережі активну і реактивну потужності. Активна потужність, що споживається АД, визначається потужністю навантаження робочого механізму (якщо нехтувати втратами активної потужності в двигуні).
Припустимо, що механічний момент робочого механізму Ммех є сталим і не залежить від кутової швидкості обертання механізму ωмех, а значить і від швидкості двигуна. Тоді механічна потужність привода буде пропорційна кутовій швидкості ωмех:
.
(4.1)
При невеликих відхиленнях напруги швидкість обертання АД змінюється незначно. Отже, активна потужність Ра.д, що споживається електродвигуном, буде мало залежати від величини напруги на затискачах електродвигуна (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Залежність активної потужності асинхронного двигуна від напруги
Існує два способи розвантаження електричних мереж від реактивної потужності : зменшення споживання реактивної потужності єлектроприймачами; встановлення компенсуючих пристроїв.
Асинхронні двигуни складають 60-70 % навантаження промислових підприємств, тому зниження споживання ними реактивної потужності є актуальною задачею, рішення якої дає значний ефект техніко-економічний. Із принципу роботи асинхронного двигуна впливає, що його реактивна потужність істотно залежить від напруги мережі і навантаження на валу(рис. 4.2). Асинхронний двигун працює з найкращими енергетичними показниками при завантаженні 75 % до 100 % своєї номінальної потужності, тому необхідно змінювати на менш потужні двигуни, завантажені менше як на 60 %.
Рисунок 4.2 – Залежність реактивної потужності асинхронного двигуна від напруги
У випадку неможливості зміни малозавантаженого двигуна доцільним може виявитись зниження напруги на його затискачах, що приводить до зменшення реактивної потужності двигуна за рахунок зменшення струму намагнічування. Одночасно при цьому збільшується ККД двигуна. Існують такі способи зниження напруги: переключення статорної обмотки з трикутника на зірку; секціонування статорної обмотки; переключення відпайок цехового трансформатора.
Існує в практиці теорія, згідно з якою переключення обмотки статора в зірку замість нормального з'єднання трикутником приводить до зменшення втрат активної потужності і споживання реактивної потужності у двигунів з неповним завантаженням. При переключенні напруга, що підводиться в коло статора двигуна, що працював з постійним моментом зменшилась в 1/3 раз. Внаслідок зменшення напруги зменшується ЕРС двигуна і магнітний потік.
Обертовий момент двигуна, пропорційний квадрату напруги, буде при попередньому ковзанні менше, чим момент опору, і ковзання двигуна збільшиться до такого значення, при якому знову наступить рівновага між моментами.
Збільшення ковзання викличе зростання струму ротора і збільшення зсуву між приведеним струмом ротору і напругою мережі.
При зменшенні напруги намагнічуючий струм зменшується, а струм статора, рівний геометричній сумі приведеною струму ротора і струму холостого ходу, в залежності від завантаження і співвідношенням між намагнічуючим струмом і струмом ротору може або збільшуватись або зменшуватись.
Таким чином зниження напруги завжди викликає збільшення струму ротору, і навпаки.
Робота двигуна з напругою, пониженого більш чим на 5 % номінальної допустима згідно з ГОСТ-183-74 тільки при умові, що навантаження двигунів менше номінального. При недотриманні цієї вимоги можливий перегрів обмотки ротора, і як наслідок, її передчасний вихід з ладу. Потужність, що розвиває двигун, залишається практично без змін, оскільки кутова швидкість ротору змінюється мало.
Реактивна потужність намагнічується при переключенні обмоток статора в зірку зменшиться приблизно в 3,5 раза, так, як при напрузі, меншій в 1/3 раз, струм намагнічування зменшиться приблизно в 2 рази.
До інших способів зниження реактивної потужності належать: встановлення обмежувачів холостого ходу; недопущення при ремонті двигуна проточування ротора; зменшення числа провідників у пазу; розточування пазів; випалювання обмотки.