9.4.2 Система генератор-двигун (г-д)

Як відомо, ЕРС генератора, тобто і , змінюються за законом експоненти. Якщо пуск виконується в холосту , то струм якоря

(9.19)

- відношення постійних часу обмотки збудження генератора до електромеханічній ЕП; коефіцієнт , він дорівнює: для пуску , для гальмування , для реверсування . А витрати енергії . Після інтегрування та перетворення одержимо

(9.20)

З 9.20 видно, що витрати енергії у ДПС НЗ у системі Г-Д зменшуються в разів порівняно з відповідними витратами при подачі на якір нерухомого двигуна повної напруги. Оскільки двигун одержав кінетичну енергію, це треба ураховувати при визначенні втрат електричної енергії з мережі. Якщо є навантаження, тобто і , то , де Тоді остаточно після інтегрування та перетворення, одержимо , де - потужність,яку споживає двигун за моментом навантаження . Отже, остаточно з’ясовано, що у будь-яких випадках системи Г-Д, витрати будуть тим менше, чим інерційніше коло збудження генератора, чім повільніше змінюється напруга живлення двигуна.

9.5 ККД і ЕП

9.5.1 Ккд системи еп

ККД системи є відношення корисної енергії до споживача:

У цьому виразі усі визначення добре відомі: це потужності і витрати за деяку ділянку часу, а таких ділянок у циклі роботи - . Цей ККД зветься цикловим або середньозваженим. Якщо у циклі роботи , то ККД усієї електромеханічній системи ЕП є результат помноження таких ККД: перетворюючого пристрою , керуючого пристрою , двигуна і механічного перетворювача , тобто де найбільш значним і визначеним є . Відомо, що зі збільшенням потужності і кутової швидкості також збільшується. Він буде також вище, якщо зменшується час роботи двигуна на холостому ході, або при недовантаженому двигуні. Наприклад, як відомо з курсу «Електричні машини» у останньому випадку АД слід перемикати з трикутника на зірку. Для АД при даному моменті навантаження існує така напруга, при якої споживчий струм буде мінімальним. Тому існують такі схеми зворотних зв’язків, які мінімізують споживчий струм: ці схеми використовують регулятори напруги, які вмикають у коло статора.

9.5.2. Коефіцієнт потужності системи еп

АД споживають активну і реактивну потужність, тоді повна потужність .

Цикловий або середньозважений коефіцієнт потужності .

З енергетичної діаграми відомо, що , де

Як і ККД, коефіцієнт потужності збільшується зі збільшенням потужності і кутової швидкості . Звичайно номінальне значення буде більшим у двигунів з кількістю пар полюсів за . Оскільки , то

(9.21)

Можливо вважати, що у декількох АД середній , тоді , а . Тобто, з 9.21 виходить, що на кожний кіловат активної потужності АД споживає 0,62 кВА реактивної. Чім нижче , тим більша реактивна потужність, яка додатково завантажує електромережі.

З рис 9.1 бачимо, що, як і низький ККД, також низький буде у АД, які працюють вхолосту, або недовантажені. В деяких випадках слід замість асинхронних використовувати синхронні двигуни, які спроможні працювати з , або навіть з випереджаючим.

Коефіцієнт потужності також слід ураховувати в системі СКП-ДПС, оскільки ця система споживає з мережі реактивну потужність, тому що регулювання напруги відбувається затриманням відкриття тиристорів, а при цьому зсувається фаза струму по відношенню до напруги мережі. Крім того, спотворюється форма напруги системи електропостачання, а це зменшує ККД і потужність інших ЕП. Відступ від синусоїди напруги також негативно впливає на системи захисту, керування, електровимірювальних пристроях та ін. Якщо - коефіцієнт спотворення струму першої гармоніки , а для неї кут - , то для системи . Якщо кути керування і комутації тиристорів відповідно , то . Зниження кутової швидкості ЕП (це зростання кута ) або збільшення навантаження (кут ) зменшує . Можливо вважати приблизно, що , тобто збільшення діапазону регулювання зменшує .

За регулюванням . Бачимо, що зростає з ростом відносної кутової швидкості.

Для зменшення несинусоїдальної