Общие сведения

РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ

ЭНЕРГЕТИКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Основное назначение электропривода – преобразовывать электрическую энергию в механическую и управлять этим процессом. В связи с этим энергетические показатели и характеристики электропривода имеют первостепенное значение, тем более, что электропривод потребляет около 60-65% электроэнергии, производимой в стране.

Любой процесс передачи и преобразования энергии сопровождается ее потерями, т.е. входная мощность Р_вх всегда больше выходной Р_вых на величину потерь DР, и очень важно, сколь велики эти потери.

Энергетическую эффективность процесса в данный момент обычно оценивают посредством коэффициента полезного действия (КПД), определяемого как

(6.1)

Важными энергетическими характеристиками изделия – двигателя, преобразователя, редуктора или электропривода в целом – служит номинальный КПД

(6.2)

где Р_н, DР_н – номинальная выходная мощность и номинальные потери,

и зависимость КПД от относительной нагрузки h = f(P/P_н); для регулируемого электропривода часто удобно использовать зависимости h = f(w) при заданном моменте.

В случаях, когда в линии, питающей электропривод, напряжение и ток не совпадают по фазе и имеют несинусоидальную форму, используется еще одна энергетическая характеристика – коэффициент мощности, определяемый как

(6.3)

где Р – активная мощность;

n = I/I₍₁) – коэффициент искажений;

U, I, I₍₁₎– действующие значения напряжения, тока, первой гармоники тока;

j₍₁₎ – угол сдвига между первыми гармониками напряжения и тока.

При небольших искажениях n » 1, т.е.

c » соsj (6.4)

При передаче по линии с некоторым активным сопротивлением R_л активной мощности Р при cosj ¹ 1 потери DР_~ вырастут в сравнении с потерями при передачи той же мощности постоянным током DР₌ в отношении

Оценки энергетической эффективности электропривода вида (6.1) справедливы, как отмечалось, лишь, если процесс неизменен во времени. Если же нагрузка заметно меняется во времени, следует пользоваться оценками, определяемыми по энергиям за время t:

и

Для циклических процессов с однонаправленным потоком энергии и временем цикла t_ц удобным и информативным показателем служит цикловой КПД, определяемый как

(6.5)

где W_ц и DW_ц – полезная энергия и потери энергии за цикл.