лабор_роботи

завантаження cos 0,10 – 0,97, а в електропечах з

резистивними нагрівальними елементами та лампах розжарювання cos 1. В освітлювальних установках з

люмінесцентними лампами cos 0,85 –0,95.

Основними споживачами реактивної енергії є трифазні асинхронні двигуни, які споживають близько 65–70% всієї реактивної енергії. Силові трансформатори споживають близько 15–25%, а повітряні мережі та зварювальні агрегати–

5–10% .

Існує два способи розвантаження електричних мереж від споживання реактивної потужності: встановлення компенсувальних пристроїв або зменшення споживання реактивної потужності.

В якості компенсувальних пристроїв в основному використовують конденсаторні батареї, які доцільно встановлювати в місцях споживання реактивної потужності. Встановлення конденсаторних батарей для підвищення коефіцієнта потужності сприяє одночасному підвищенню рівня напруги, тому вибір їх параметрів слід виконувати з врахуванням збільшення потужності при підвищенні напруги.

Проаналізуємо роботу основного споживача реактивної енергії – трифазного асинхронного двигуна з короткозамкнутим ротором. Струм, що споживається фазою двигуна

де P1, U1, соsφ1 – відповідно значення величин фази двигуна: активної потужності, напруги та коефіцієнта потужності.

Чим більший коефіцієнт потужності соsφ1, тим меншим буде струм I1. В асинхронних двигунах номінальний соsφ1 = 0,75...0,95. Коефіцієнт потужності соsφ1 та ККД двигуна η залежать від його навантаження (рисунок 5.1).

51

cos φ1

ß

Рисунок 5.1 – Залежність ККД та коефіцієнта потужності від коефіцієнта навантаження

ККД асинхронного двигуна

Асинхронні двигуни працюють з найкращими енергетичними показниками при завантаженні 75% – 100% своєї номінальної потужності. Якщо вони завантажені менше як на 60%, необхідно замінювати їх на менш потужні .

Сумарні втрати електроенергії у двигуні P залежать

також від значення напруги. При зміні напруги в межах робочого діапазону можуть змінюватися значення не тільки вихідного параметра електроприймача, наприклад, потужності на валу асинхронного електродвигуна, але й значення

52

споживаної електроприймачем потужності. У зв'язку з тим, що для забезпечення необхідної потужності на валу двигуна при зменшенні напруги втрати в сталі зменшуються, а в міді

зростають, функція P = f(U) має екстремум. Слід відмітити,

що момент обертання ротора асинхронного двигуна також залежить від напруги на його затискачах. При зниженні напруги ускладнюється пуск двигунів і знижується швидкість обертання валу двигуна, що призводить до зменшення продуктивності механізмів і збільшення струмів, тобто до збільшення втрат. При підвищенні напруги збільшується споживання реактивної потужності (1% підвищення напруги збільшує споживання реактивної потужності приблизно на

3%).

Експериментальне визначення спожитої реактивної потужності зручно вимірювати за допомогою варметра. За відсутності останнього реактивну потужність вимірюють трьома приладами: вольтметром, амперметром і ватметром з

подальшим застосуванням формули: Q = (UI)2 P2 , де U,I,Р

– відповідно одночасно виміряні значення фазних величин: напруги U ; сили струму I, що протікає в обмотці статора; активної потужності P.

Опис лабораторної установки

Об'єктом дослідження служить трифазний асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором (АД), який живиться від трифазної мережі змінного струму (А,В,С) через трифазний регулятор напруги РНТ (рисунок 5.2).

Значення фазних величин двигуна: напруги U1 ; струмуI1; потужності P1, (потужність, яку споживає асинхронний

53

двигун від трифазної мережі P = 3P1) визначають за допомогою вимірного комплекту К506.

Навантаження двигуна здійснюється шляхом гальмування ротора за допомогою генератора Г постійного струму. Корисна потужність двигуна, яка споживається генератором, визначається за формулою

P2 (U2 I2 U3I3 ) /Г

де U2– напруга на затискачах якоря генератора (вольтметр

РV2,);

I2– струм навантаження (амперметр РA2); UЗ – напруга на затискачах обмотки збудження (вольтметр РVЗ); IЗ – струм збудження генератора (амперметр РAЗ ); Г - ККД генератора

( Г =0,7).

54

допомогою РНТ до номінальної – 220 В, запустити асинхронний двигун при вимкнутих вимикачах SA1 і SF2 (кола збудження та якоря генератора). Записати покази приладів в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1 – Результати вимірювань та обчислень

(SF2) і коло навантаження (SA1). За допомогою реостата RH змінювати навантаження двигуна, підтримуючи напругу на затискачах АД номінальною. Записати в таблицю 5.1 покази приладів для 6 значень RH.

4 При заданих викладачем 3-х значеннях навантаження RH двигуна змінювати за допомогою РНТ напругу в межах (0,7 – 1,1)Uном . Записати покази приладів в таблицю 5.2.

Таблиця 5.2 – Результати вимірювань та обчислень

56

Обробка результатів дослідів

1 Розрахувати для всіх дослідів S, Q, P2, cosφ, η, ß.

2 Побудувати в одній координатній системі залежності споживання активної та реактивної потужностей, струму та коефіцієнта потужності двигуна від корисної потужності P2 двигуна та швидкості обертання вала при незмінній напрузі на його затискачах.

3 Побудувати в одній координатній системі залежності:

P= f(U), Q= f(U), I= f(U), cosφ= f(U) .

4 Зробити висновки з проведеної роботи.

Контрольні запитання

1 Запишіть формули для визначення активної, реактивної і повної потужності електричного кола синусоїдного струму та коефіцієнта потужності.

2 Чому в режимі холостого ходу двигуна знижується коефіцієнт потужності?

3 Як впливає зміна напруги на споживання активної та реактивної потужностей, на струм в обмотках двигуна та на коефіцієнт потужності двигуна?

4 Чому при зниженні напруги під час роботи двигуна при незмінному навантаженні струм збільшується?

5 Поясніть значення коефіцієнта потужності і вкажіть способи його підвищення.

57

Перелік рекомендованих джерел

1 Малинівський С.М. Загальна електротехніка. – Львівська політехніка, 2003. – 412 с.

2 Будівщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. – Львів: Афіша, 2001. – 424 с.

3 Паначевний Б.І., Свергун Ю.Ф. Загальна електротехніка: теорія і практикум: Підручник. – К.: Каравела, 2004. – 440 с.

58