книги из ГПНТБ / Красник В.В. Повышение надежности и экономичности работы электрооборудования на предприятиях легкой промышленности

Из-за наличия большого числа полюсов увеличивается габарит электродвигателя, в частности боковая поверхность ротора. В силу этих причин номинальный coscp электродвигателей с меньшей ско­ ростью вращения ниже, чем номинальный cos ср электродвигателей той же серии, имеющих большую скорость вращения.

В табл. 1 приведены-значения номинального созф для наиболее распространенных на предприятиях легкой промышленности элек­ тродвигателей с номинальной мощностью от 0,27 кВт до 14 кВт. Там же для сравнения приведены значения номинального cos ср для более мощных электродвигателей от 40 до 75 кВт, установлен­ ных на предприятиях для привода вентиляторов, компрессоров и т. п.

Из данных табл. 1 видно, что с увеличением номинальной мощ­ ности электродвигателя и скорости вращения его ротора величина номинального соэф возрастает. Этот вывод в равной степени от­ носится и к к. п. д. асинхронных двигателей, величина которого с уменьшением номинальноймощности электродвигателя и скоро­ сти вращения его ротора снижается примерно по такому же за­ кону (табл. 2) .

Т а б л и ц а 2

шении их коэффициента мощности обусловлено ростом потерь ак­ тивной мощности при увеличении потребляемой РМ электродвига­ теля, что вытекает из формулы (5).

Кроме вышеупомянутых двух групп асинхронных электродви­ гателей, пониженные значения cos ф и к. п. д. имеют следующие категории асинхронных машин:

с фазным ротором — из-за большего воздушного зазора по сравнению с этой величиной короткозамкнутых электродвигателей;

высокочастотные, что наглядно видно из формулы (14);

закрытого исполнения, которые из-за худших условий охлаж­ дения работают с меньшей активной мощностью.

В общем случае для электродвигателей в соответствии с ГОСТ 183—66 установлены допускаемые отклонения их энергетических

применяются люминесцентные лампы. Известно, что люминесцент­ ные лампы имеют в цепи дроссель, представляющий собой индук­ тивность, благодаря чему коэффициент мощности ламп такого типа снижается до 0,5-^0,6. В результате этого на 1 Вт активной мощ­ ности таких ламп может потребляться 1,3^-1,7 вар РМ, что соот­ ветственно приводит к увеличению полной мощности, потребляе­ мой лампой.

Для повышения cosrp люминесцентной лампы в ее цепь вклю­ чают конденсатор, благодаря чему cos ср лампы увеличивается до 0,9^0,95.

Коэффициент полезного действия светильников зависит от кон­ структивного исполнения арматуры (открытая, защищенная, за­ крытая и т. д.) и материала. К- п. д. существующих светильников составляет 0,45-=-0,85. Например, к. п. д. светильника типа «Универсаль» без рассеивателя равен 0,8, а с рассеивателем — 0,6. У светильников повышенной надежности типа НОВ-150 и НОБ-300 с отражателем величина к. п. д. составляет 0,45, а без отража­ теля — 0,7 и т. д.

К остальным потребителям РМ на предприятиях легкой про­ мышленности относятся силовые трансформаторы, реактивная мощность которых по аналогии с асинхронными электродвигате­ лями также состоит из реактивных мощностей намагничивания и полей рассеяния.

Реактивная мощность намагничивания трансформатора, или, как ее называют, мощность холостого хода, Q0 не зависит от его нагрузки, в то время как РМ рассеяния определяется только на­

Значения тока холостого хода для различных трансформаторов приводятся в каталогах. Например, для трехфазных двухобмоточных трансформаторов общего назначения величина тока холостого хода в зависимости от их мощности составляет 3ч-10%.

РМ рассеяния трансформатора Q p . T p зависит от его коэффи­ циента нагрузки р, напряжения короткого замыкания ик ( % ) , вели­ чина которого дается в соответствующих каталогах, и от его номи­

тельная величина РМ намагничивания, что ведет к снижению его коэффициента мощности.

Физическая природа к. п. д. трансформатора такая же, как и у асинхронного электродвигателя. Однако трансформатор не имеет каких-либо движущихся частей, вследствие чего при определении

при прохождении по сердечнику трансформатора магнитного по­ тока. Электрические потери в обмотках трансформатора зависят от нагрузки и от активного сопротивления его обмоток.

В соответствии с рекомендациями ГОСТ, к. п. д. трансформа­ тора можно определить по формуле, подставляя в нее данные опы­ тов холостого хода и короткого замыкания, приведенные в ката­

=16,4 квар.

чески работает с недогрузкой, в результате чего и без того невы­ сокие энергетические показатели асинхронных электродвигателей снижаются еще больше.

Основными причинами неизбежных недогрузок электродвигате­ лей являются:

большой шаг в шкале номинальных мощностей между отдель­ ными ступенями шкалы асинхронных электродвигателей серий А и АО общепромышленного применения;

специфика технологических процессов в отдельных производст­ вах, приводящая в одних случаях к установке электродвигателей заведомо завышенной мощности, а в других — к продолжительной холостой работе электропривода;

тяжелые условия пусковых режимов электродвигателей. Рассмотрим причины завышенной мощности асинхронных элек­

тродвигателей.

уменьшения. Поэтому энергетические показатели таких электро­ приводов невысокие.

В первую очередь это относится к электродвигателям ткацких станков, нагрузка на валу которых за каждый его оборот резко изменяется, в результате coscp и к. п. д. такого электропривода снижаются.

На ситценабивных фабриках имеются аппараты (котлы) для приготовления крахмальной загустки с помощью шестеренчатого насоса, приводимого в движение электродвигателем типа А062-4 номинальной мощностью 7 кВт. Нагрузка на валу электродвига­ теля изменяется в широких пределах — от 30 до 80% номинальной его мощности, что зависит от состояния загустки. Например, в на­ чальный момент приготовления загустка еще находится в жидком состоянии. При этом потребляемая мощность электродвигателя со­ ставляет 2 кВт, или 30%, от его номинальной мощности. Когда же загустка густеет, то мощность, потребляемая электродвигателем, возрастает примерно до 5,5 кВт, или 80% от номинальной его мощ­ ности.

но-ширильные машины, на которых осуществляют сушку, накатку и стабилизацию тканей. Электропривод данных машин состоит из

торов. Для обеспечения плавного автоматического регулирования скорости прохождения ткани в электроприводе применена система Г-Д, включающая первичный гонный асинхронный электродви­ гатель.

В процессе работы машины загрузка гонного электродвигателя колеблется в относительно широких пределах и составляет 30— 90% от его номинальной мощности. Такие пределы изменения на­ грузки обусловлены спецификой технологического процесса. На­ пример, при сушке и стабилизации полотна загрузка электродви­ гателя составляет 80—90% от номинальной, а при сушке — лишь 30—40%.

В качестве другого примера можно привести гребнечесальную машину периодического действия ГП-485-ШІ, для привода щеток которой применен электродвигатель типа АОТ42-6 номинальной мощностью 1 кВт. Нагрузка этого электродвигателя при каждом обороте гребенного барабанчика неравномерна, в результате чего примерно половину цикла работы электропривод незагружен.

Аналогичная картина наблюдается при работе электропривода шлихтовальных машин, нагрузка электродвигателей которых пере­ менная и зависит от натяжения нитей, что в свою очередь опреде­ ляется величиной их относительной влажности (сухие или влаж­ ные). В силу этих причин для электропривода шлихтовальных ма­ шин используют электродвигатели завышенной мощности. Так, элек­ тропривод шлихтовальной камерной машины ШК-230 состоит из шести электродвигателей общей установленной мощностью 13 кВт,

итальянской фирмы «Римольди» с асинхронным электродвигателем типа «Зефир» номинальной мощностью 0,37 кВт, который 30-^50% рабочего цикла работает в режиме холостого хода.

Если в рабочем режиме ток нагрузки электродвигателя состав­ ляет 1,25 А, то при холостом его ходе величина тока равна 0,85А, что составляет 68% от номинального тока электродвигателя.

В швейном производстве имеются японские стачивающе-обме- гочные машины «Джуки», привод которых осуществляется от асинхронных электродвигателей номинальной мощностью 0,37 кВт;

в установившемся режиме работают с недогрузкой, а следова­ тельно, с низкими значениями coscp и-к. п. д. Так, в центрифугах, применяемых для удаления из материалов избыточной влаги, в силу большой инерции центрифуги (что связано со сравнительно продолжительным временем пуска) двигатель развивает большой пусковой момент, поэтому он должен иметь завышенную мощность. По достижении номинальной скорости вращения центрифуги по­ требляемая мощность на валу электродвигателя снижается и ста­ новится значительно меньше установленной.

Например, при крашении хлопка и пряжи в зависимости от диа­

Ц-150 с электродвигателем типа А063-6 номинальной мощно­ стью 10 кВт, хотя потребляемая мощность равна всего лишь 4,5 кВт.

Подобная картина наблюдается и при работе электропривода чесальныхчмашин. Однако проблема изъятия избыточной мощности их электродвигателя, необходимая в периоды пуска машины, была решена установкой дополнительной фрикционной муфты с управ­ лением от электромагнита. В результате пуск двигателя осущест­ вляется вхолостую с последующим присоединением исполнитель­ ного механизма к вращающемуся электродвигателю.

На многих предприятиях работают вентиляционные, компрес­