Расчет энергетических показателей электропривода

Определим зависимость КПД и коэффициента мощности привода от скорости при заданной характеристике статического момента.

Постоянные потери асинхронного двигателя равны:

Постоянные потери в вентильном каскаде:

Эквивалентное сопротивление вентильного каскада:

Переменные потери зависят от нагрузки, поэтому задаваясь разными значениями моментов, определим сначала ток, а затем и переменные потери в системе, в зависимости от момента нагрузки, по следующим выражениям:

где ΔU – падение напряжения на тиристорах и диодах.

В свою очередь полезный момент на валу двигателя также зависит от момента нагрузки и от скорости вращения вала:

Тогда КПД системы будет определяться как:

Результаты расчета КПД представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты расчета КПД системы

m	Mн·m Н·м	Id A	VАВК кВт	PПОЛ, кВт
n, об/мин
0.4	290.3	297.6	7.5		9.1	18.2	27.4	36.5	45.6
0.6	435.4	468.4	17.5		13.7	27.4		54.7	68.4
0.8	580.6	661.3	33.6		18.2	36.5	54.7		91.2
	725.7		59.3		22.8	45.6	68.4	91.2
1.2	870.9		102.4		27.4	54.7		109.4	136.8
1.4			204.4		31.9	63.8	95.8	127.7	159.6

 

Продолжение таблицы 3.

M	η;
n, об/мин
0.4		0.46	0.63	0.72	0.77	0.81
0.6		0.4	0.57	0.66	0.73	0.76
0.8		0.33	0.5	0.6	0.66	0.71
		0.27	0.42	0.52	0.59	0.65
1.2		0.21	0.34	0.44	0.51	0.56
1.4		0.13	0.23	0.3	0.38	0.43

Зависимость η(M,n) представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – КПД системы

Для определения коэффициента мощности системы необходимо знать:

Реактивная мощность, потребляемая двигателем:

Активная мощность, потребляемая трансформатором:

Реактивная мощность, потребляемая трансформатором:

Тогда коэффициент мощности системы определим как:

Результаты расчета коэффициента мощности системы представлены в таблице 4.

Таблица 4. Результаты расчета коэффициента мощности

m	QДВ, кВА
n, об/мин
0.4		2.3	4.6	6.9	9.1	11.4
0.6		3.4	6.9	10.3	13.7	17.2
0.8		4.6	9.1	13.7	18.3	22.9
		5.7	11.4	17.1	22.9	28.6
m	Pt, кВт
n, об/мин
0.4	-10.7	-10.7	-10.7	-10.7	-10.7	-10.7
0.6	-20.7	-20.7	-20.7	-20.7	-20.7	-20.7
0.8	-36.8	-36.8	-36.8	-36.8	-36.8	-36.8
	-62.5	-62.5	-62.5	-62.5	-62.5	-62.5
m	Qt, кВА
n, об/мин
0.4
0.6	59.5	59.5	59.5	59.5	59.5	59.5
0.8	51.1	51.1	51.1	51.1	51.1	51.1
	8.3	8.3	8.3	8.3	8.3	8.3
m	cos(φАВК)
n, об/мин
0.4	0.17	0.29	0.4	0.48	0.55	0.61
0.6	0.33	0.48	0.59	0.66	0.72	0.76
0.8	0.58	0.7	0.77	0.82	0.85	0.87
	0.99	0.99	0.98	0.98	0.98	0.98

Зависимость cos(φ_АВК)(M,n) представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – коэффициент мощности системы

Несмотря на то, что при нагрузке меньше номинальной коэффициент мощности низок, нет необходимости в компенсирующем устройстве, так как в нашем случае система работает с постоянной нагрузкой, равной номинальной.