5.9 Последствия изменения частоты питающего напряжения на работу асинхронных двигателей

При номинальном напряжении на зажимах асинхронного двигателя он, работая с полной загрузкой, потребляет из сети активную и реактивную мощность. В случае изменения напряжения сети активная Р мощность на валу двигателя остается практически постоянной изменой изменяются лишь потери активной мощности в двигателе.

Анализ зависимостей изменения величины дополнительных потей для различных типов двигателей от напряжения на их зажимах показывает, что наиболее существенное влияние имеет значение коэффициента загрузки двигателя.

Установлено, что общим для рассмотренных двигателей является увеличение потребляемой реактивной мощности при увеличении подведенного напряжения.

Кроме того, удельное потребление реактивной мощности растет уменьшением коэффициента загрузки.

Для приближенных расчетов можно принимать, что для наиболее распространенных трехфазных двигателей серии 4А мощностью 20 - 100 кВт повышение напряжения на 1% приводит к росту реактивной мощности приблизительно на 3%. Для двигателей меньшей номинальной мощности соответствующее увеличение потребляемой реактивной мощности достигает 5 - 7%

При изменении напряжения на зажимах двигателя изменяется скольжение, а следовательно, и скорость вращения.

При снижении напряжения скорость вращения двигателей заметно снижается, особенно для двигателей меньшей мощности. Наоборот, повышение напряжения приводит к увеличению скорости двигателей.

При работе двигателей с малыми коэффициентами загрузки влияет изменения напряжения на скорость двигателей практически очень мало.

При оценке влияния изменения напряжения на экономичность работы асинхронных двигателей следует учитывать стоимость дополнительных потерь электроэнергии, вызванных отклонением напряжения увеличение реактивной мощности, потребляемой двигателем, а также изменение экономических показателей, связанных с влиянием изменения скорости вращения на производительность соответствующих механизмов.

В настоящее время отсутствует единая методика оценки экономичности работы асинхронных двигателей. Некоторые специалисты вообще отрицают целесообразность и возможность практического выполнения подобных расчетов, мотивируя это что изменение активной и реактивной мощности, потребляемой двигателем при относительно небольших отклонениях от номинального напряжения, мало, а влияние изменений скорости двигателей на (производительность механизмов в этих условиях практически вообще отсутствует и не может быть даже замечено.

В то же время имеются данные о том, что правильная оценка влияния изменений напряжения на экономичность работы асинхронных электродвигателей в ряде случаев позволяет получить существенный эффект.

Если влияние скорости вращения двигателя на производительность механизмов имеет место, то напряжение на зажимах двигателей должно поддерживаться не ниже номинального при малых коэффициентах грузки, и в пределах наибольшего допустимого значения при больших коэффициентах загрузки (близких к номинальной).

При отсутствии влияния скорости вращения двигателя на производительность механизмов целесообразно поддерживать напряжение на зажимах двигателей не выше номинального при больших коэффициентах загрузки и ниже номинального при малых коэффициентах загрузки.

Экономические характеристики могут быть построены как для отдельных электроприемников, так и для узлов распределительной сети или для узлов нагрузки электрических систем.

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните устройство АД.

2. Поясните принцип действия АД.

3. Почему двигатель называется асинхронным?

4. Приведение ротора к статору. Схемы замещения АД

5. Поясните процедуру приведения ротора к статору по частоте.

6. Поясните процедуру приведения ротора к статору по э.д.с. и вид полной схемы замещения АД.

7. Поясните, как по полной схеме замещения АД рассчитать механическую мощность на валу АД?

8. Поясните приведение полной схемы замещения АД к упрощенной.

9. Дайте формулировки электромеханической и механической характеристикам АД.

10. Приведите расчет ЭМХ по упрощенной схеме замещения АД.

11. Приведите расчет МХ по упрощенной схеме замещения АД

12. Поясните устройство и особенности работы АД с двухклеточным ротором.

13. Поясните устройство и принцип действия глубокопазного АД.

14. Почему у обмоток двухклеточного АД разные критические скольжения?

15. Почему у двухклеточного АД повышенный пусковой момент?

16. Поясните способ прямого пуска АД.

17. Поясните способ реакторного пуска АД.

18. Поясните способ автотрансформаторного пуска АД.

19. Поясните способ пуска АД путем переключения схемы соединения его статорных обмоток.

23. Поясните способ частотного пуска АД.

Рекомендуемая литература: [2,4,5,7]