11.3. Расчеты и построения

1) Рассчитать коэффициент пропорциональности С по выражению (3.1) и момент, создаваемый в эксперименте нагрузочной машиной (М_ДПТ), – по формуле (3.1).

. (3.1)

2) Зная момент, создаваемый нагрузочной машиной (М_ДПТ) и момент потерь (М_пот) можно рассчитать электромагнитный момент двигателя:

. (3.1)

где M_пот.х – значения момента потерь при частоте вращения ротора 1500 об/мин, определенной в лабораторной работе 2, Н·м.

3) Построить механическую характеристику n = f(М_СД) (см. рис. 3.3).

4) Построить зависимость I₁ = f(I_f), характеризующую границу устойчивости работы синхронного двигателя.

11.4. Контрольные вопросы

1) Какие преимущества и недостатки имеет синхронный привод перед асинхронным?

2) Перечислить способы пуска синхронного двигателя. Какой из них наиболее распространен и почему?

3) Что показывает жесткость механических характеристик β? Почему механическая характеристика синхронного двигателя абсолютно жесткая?

4) Какие способы торможения синхронных двигателей применяются и почему?

5) Каким образом регулируют величину реактивной мощности синхронного двигателя?

12. Оценка эффективности применения частотного управления асинхронными двигателями с переменной нагрузкой на валу

Ц е л ь р а б о т ы: определить зависимость КПД асинхронного двигателя от его нагрузки, получить практические навыки определения эффективности частного управления приводом насосных, вентиляционных и компрессорных установок [3, с. 571, 572; 4, с. 201 – 206; 6, с. 32, 33].

12.1. Краткие теоретические сведения

Современная полупроводниковая элементная база позволила создать достаточно надежные с высокими энергетическими показателями статические преобразователи частоты. Характеристики этих преобразователей разнообразны по напряжению до 10 кВ, а по мощности  до нескольких десятков мегаватт. Применение замкнутых систем управления и микропроцессоров позволяет создать высокоэффективный автоматизированный привод. Особое значение имеет такой привод в насосных, вентиляционных и компрессорных установках. Регулирование производительностью данных установок возможно двумя путями: дросселированием (применением различного вида задвижек) и изменением частоты вращения двигателя.

При дросселировании энергия потока вещества (например, воды), сдерживаемого задвижкой или клапаном, не совершает никакой полезной работы. Применение частотного преобразователя в составе насосного агрегата или вентилятора позволяет просто задать необходимое давление или расход, что обеспечит не только экономию электроэнергии, но и снижение потерь транспортируемого вещества.

При использовании преобразователя частоты появляются следующие технические преимущества:

1) регулирование частоты вращения ротора от нуля до и выше номинальной позволяет обеспечить значительную экономию электроэнергии для механизмов с переменной нагрузкой на валу на 20-40 %;

2) плавный разгон и торможение ротора;

3) ограничение пусковых, рабочих и аварийных токов;

4) увеличение срока службы электрооборудования.

Недостатки частотного регулирования обусловлены наличием преобразователя частоты: генерация высших гармоник тока преобразователем и его высокая стоимость.

Зависимости механической мощности на валу насоса от его производительностиQ^* приведены на рис. 4.1, а, где прямая 1 соответствует использованию дросселирования (задвижка, клапан), а кривая 2  применению частотного регулирования. Таким образом, при одинаковой производительности механизма Q^* потребляемая им механическая мощность и, следовательно, электрическая мощность из сетис использованием частотного регулирования меньше.