Потери энергии при установившемся режиме работы нерегулируемого электропривода

Энергетика электроприводов

Понятие «энергетика электроприводов» включает в себя вопросы потребления и расхода электроэнергии, потерь ее при электромеханическом преобразовании, вопросы эффективности использования активной и реактивной энергии.

Мощность потерь в нерегулируемом электроприводе при работе его в установившемся режиме на естественной механической характеристике складывается из мощности потерь в двигателе и в механических передачах от двигателя к рабочему органу, т.е.

, где

K и V – постоянные и переменные потери в двигателе.

К постоянным потерям относятся потери в стали, механические, а для двигателей постоянного тока независимого возбуждения и синхронных двигателей – еще и потери на возбуждение. Постоянные потери в действительности не являются постоянными, а изменяются при изменении скорости, напряжения и частоты сети. Однако при работе двигателя на естественной характеристике его скорость изменяется незначительно. Это позволяет считать постоянные потери неизменными.

Переменные потери – это потери в обмотках, зависящие от тока нагрузки. Для двигателей постоянного тока .

Для АД .

При небольшом диапазоне изменения токов АД, когда намагничивающий ток I_m@const, при малых скольжениях S, для которых cosy₂@1, можно считать потери от тока намагничивания I_m²r₁, постоянными и отнести их к постоянным потерям, а переменные потери выразить только через ток ротора, т.к. при I_m@const

.

Для синхронных двигателей

.

Здесь x – кратность тока нагрузки.

Таким образом, переменные потери для различных двигателей , а суммарные потери в двигателе , где - коэффициент потерь.

Для двигателей постоянного тока с независимым возбуждением и АД переменные потери можно выразить через электромагнитный момент и относительный перепад скорости (скольжение).

Для ДПТ

.

Для АД переменные потери в роторе

.

Полные переменные потери в АД

.

КПД нерегулируемого электропривода

, где

Р_р0 – мощность на рабочем органе;

Р₁ – мощность, потребляемая из сети.

Если принять, что для рабочего участка естественной механической характеристики , то для КПД двигателя можно написать

.

Коэффициент мощности АД

, где ,

.

Выразив Q через Р_а, получим

.

Для большинства АД . Тогда , т.е. АД на 1кВт активной мощности потребляет из сети (0,5¸0,75) кВАр реактивной мощности.