Регулируемого электропривода
Выбор того или иного способа регулирования скорости электропривода определяется в конечном счете его экономичностью. При прочих равных условиях большей экономичностью обладает электропривод с меньшими потерями и расходом электроэнергии. Поэтому, чтобы сделать вывод об экономической целесообразности конкретного регулируемого электропривода, необходимо, прежде всего, определить полные потери во всех его элементах.
У ДПТ с независимым возбуждением без большой ошибки можно принять, что механические потери Км и потери в стали Кс равны
, где
(Км+Кс)н – механические потери и потери в стали при номинальной скорости.
Переменные потери в якорной цепи
, где
w0р - скорость идеального холостого хода двигателя, соответствующая его регулировочной характеристике.
Суммарные потери в регулируемом приводе с двигателем независимого возбуждения с учетом потерь на возбуждение Кв
.
При реостатном регулировании скорости переменные потери изменяются пропорционально относительному перепаду скорости , а постоянные при уменьшении скорости уменьшаются.
При регулировании скорости изменением напряжения (w0=var) с Мc=Мн=const ток якоря неизменен и равен номинальному. Неизменны и переменные потери .
При регулировании скорости ослаблением магнитного потока при Рс=Мс·wс=const ток возбуждения из-за нелинейности кривой намагничивания изменяется в большей степени, чем поток. Кривую намагничивания в пределах изменения тока возбуждения от 0 до Iвн можно аппроксимировать выражением
, где 1<m<2.
Тогда постоянные потери
.
С некоторым приближением можно принять, что снижение потерь в цепи возбуждения при увеличении скорости компенсируется увеличением механических потерь. При регулировании скорости изменением Ф с постоянной мощностью на валу Рс=Рн=const ток якоря Iя=Iн=const. Переменные потери тоже не изменяются. Отсюда следует, что суммарные потери в двигателе при данном способе регулирования скорости остаются постоянными .
При регулировании скорости ДПТ изменением напряжения (w0=var) имеют место потери и в преобразователе. Для системы ГД постоянными являются механические потери и потери в стали машин. Переменные потери в системе ГД состоят из потерь в меди ротора и статора гонного двигателя генератора. Потери в якорной цепи системы
.
Для статического преобразователя с полупроводниковым вентилями постоянные потери определяются в основном потерями в стали силового трансформатора и анодных реакторов. Они практически неизменны. Следовательно, для статического и машинного (вращающегося) преобразователя:
Кп=Кпн=const, где
Кпн – постоянные потери в преобразователе при его номинальном режиме.
К переменным потерям статического преобразователя относятся потери в обмотках силового трансформатора, дросселях, реакторах (если они есть) и в вентилях
или
, где
∆Ркз - потери к.з. трансформатора;
∆Ррн, ∆Рвент.н - потери в уравнительных и сглаживающих реакторах и вентилях при Iя=Iн.
В АД к постоянным потерям относят механические потери Км, потери в стали статора Кс1 и ротора Кс2, в меди статора от намагничивающего тока Im, т.е.
.
Потери в стали (от вихревых токов и гистерезиса) пропорциональны квадрату амплитуды магнитной индукции и частоте в степени ~1,3. Принимая, что при регулировании скорости двигателя
и что объем шихтованной стали статора и ротора равны, выражение для суммарных потерь в стали можно представить в виде
или с учетом того, что Кc1н=Кс2н – потери в стали при номинальном напряжении и частоте
.
При реостатном регулировании АД U1=U1н; f1=f1н и
, т.е.
суммарные потери в стали при увеличении S растут за счет роста потерь в стали ротора.
В диапазоне скоростей от 0 до номинальной увеличение потерь в стали практически компенсируется снижением механических потерь. Поэтому
.
При частотном регулировании и работе двигателя на линейной части механической характеристики скольжение двигателя остается небольшим во всем диапазоне изменения скорости. Потерями в стали ротора в этом случае можно пренебречь. Тогда при регулировании по закону умножая и деля на f12 правую часть выражения для Кc, получим
Переменные потери
.
Если частотное регулирование осуществляется при Мс=Мн=const, то перепад скорости ∆w=w0·S=const и переменные потери остаются неизменными
.
При реостатном регулировании
.
Таким образом, переменные потери в роторной цепи Vрот определяются моментом и скольжением, а в статорной цепи Vстат они зависят только от момента. Если регулирование осуществляется при Мс=const, то потери в статоре постоянны, а в роторной цепи ≡ S.
При вентиляторном моменте потери в роторной цепи в зависимости от скорости
.
Взяв производную по скорости, можно найти максимум потерь. Скорость и скольжение, при которых эти потери максимальны
, где
Рн – номинальная мощность двигателя на валу.
Потери в цепи статора с уменьшением w убывают
.
Дата добавления: 2019-09-30; просмотров: 512;