Глава девятая

ЭНЕРГЕТИКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА. ОСНОВЫ ВЫБОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПО МОЩНОСТИ

9.1. Общие сведения

Круг вопросов, которые охватывает понятие «энергетика электро­привода», весьма широк. Сюда входят расчеты затрат энергии на совершение заданной механической работы, определение необходимой мощности двигателей и преобразователей, анализ режимов потребле­ния энергии на отдельных этапах работы привода. Самостоятельное значение имеют задачи определения греющих потерь энергии в эле­ментах, образующих энергетический канал электропривода, так как они накладывают ограничение на режимы электромеханического преобра­зования энергии Практически важным является не только анализ показателей, определяющих экономичность преобразования энергии системой электропривода, но и ее влияние на питающую сеть и автономные источники питания.

Условно энергетические задачи можно разделить на две группы. Первую группу образуют задачи определения интегральных показате­лей, когда подлежат оценке затраты энергии на реализацию некото­рого цикла или связанные с этим потери энергии. К ним от­носятся задачи определения средней на отрезках времени мощности потребления, средних потерь, среднего уровня реактивной мощ­ности.

В связи с ограниченностью максимальной мощности автономных источников питания, пропускной способности питающих сетей, допусти­мой мощности рассеяния тепловой энергии в элементах электропри­вода, перегрузочной способности двигателей возникает вторая группа задач, связанных с необходимостью определения максимальных значений потребляемой мощности, мощности потерь, пиков потреб­ления реактивной мощности.

С анализом баланса мощности и потерь энергии в системе электропривода органически связаны задачи оценки тепловых режимов приводных двигателей и выбора мощности двигателей по условиям нагрева.

Некоторые энергетические соотношения были приведены в преды­дущих главах при анализе разомкнутых систем электропривода, сис­тем УП-Д, каскадных схем, т.е. там, где эти соотношения необходимы для сравнительного анализа систем или являются опре­деляющими при рассмотрении данной системы привода.

В данной главе основным является общий подход к анализу энергетических соотношений в системе электропривода при различных режимах работы, рассматриваются оценки мощностей потребления и потерь энергии как в статических, так и в динамических режимах работы привода, различные составляющие мощности определяются как через электрические, так и через механические координаты.

Возросшие удельные электрические, тепловые и механические нагрузки в новых сериях электрических машин, интенсификация работы электропривода обусловливают все большее число режимов с сущест­венными колебаниями греющих потерь и, как следствие, существенными колебаниями температур двигателей. Поэтому здесь рассматриваются упрощенные тепловые модели двигателей и дается определение характера изменения мощности потерь и температур для различных режимов работы привода. Рассмотренный в этой главе подход к анали­зу влияния изменений температуры на скорость старения изоляции, а также к оценкам температурного режима позволяет получить общие соотношения эквивалентности тепловых режимов двигателей. Важное значение имеют упрощенные методы сопоставления тепловых режимов, вытекающие из общего соотношения эквивалентности тепловых режимов.