3.4 Понижение напряжения у малонагруженных двигателей

Напряжение изменяют двумя способами:

1. Переключением обмоток статора с треугольника на звезду.

Этот способ широко применялся для станков-качалок.

При треугольнике к каждой обмотке приводится линейное напряжение.

При звезде к каждой обмотке приводится фазное напряжение, которое в раз меньше.

Недостаток: необходимо чтобы в нормальном режиме обмотки были соединены в звезду, то есть, нужны специальные двигатели.

2. Применение трансформаторов с ответвлениями.

Самые простые – трансформаторы с 5 ответвлениями. Они применяются для погружных двигателей.

Недостаток: для каждого двигателя свой трансформатор.

3. Применение тиристорных преобразователей напряжения.

Сейчас это самый популярный способ

Если уменьшить напряжение U, то измениться (уменьшится) основной магнитный поток холостого хода Ф_О, то есть снижаются потери холостого хода Q_ХХ, затем снижаются потери реактивной мощности сети Q_С, как следствие снижаются потери активной мощности сети - экономическая эффективность.

Недостатки:

1. Момент, развиваемый двигателем, пропорционален квадрату напряжения

,

что ограничивает область применения.

2. Снижается скорость вращения двигателя n, как следствие снижается производительность и мощность Р₂, отдаваемая в нагрузку.

3. Ток, потребляемый двигателем из сети, возрастает. Следовательно, возрастает ток двигателя.

Потери в сети от реактивной мощности снижаются, от активной - возрастают.

3.5 Замена малонагруженных двигателей на двигатели меньшей мощности

Исходные условия:

1. Р_НОМ1, k_З1;

2. Р_НОМ2< Р_НОМ1, k_З2> k_З1.

Нагрузка на валу одинаковая.

Выгодно ли менять двигатель? Что дает эта замена?

Достоинства:

1. k_З2> k_З1.

Это приведет к тому, что увеличатся КПД η и коэффициент мощности . Увеличение приведет к снижению потребления реактивной мощности Q. Значит, снизятся потери активной мощности в сети

.

Увеличение η приведет к снижению потерь активной мощности в двигателе, вследствие чего снизятся потери мощности в сети

.

экономическая

эффективность

2. Стоимость снижения потерь

.

Недостатки:

• Купить новый двигатель;

• Ремонтировать старый двигатель;

• Куда деть старый двигатель?

Срок окупаемости

,

где – стоимость снижения потерь;

К₂ – стоимость нового двигателя;

К_ДЕМ. – стоимость демонтажа старого двигателя;

К_{1 ОСТ.} – остаток от продажи старого двигателя.

Рассмотрим методику расчета стоимости снижения потерь при эксплуатации

Удобно рассчитывать в следующей последовательности:

1. Анализируются потери первого двигателя Д1

Определяем потери мощности в двигателе

.

Проблема – нет паспортных данных.

Потери холостого хода Р_ХХ определяются по измерениям при испытаниях.

;

определяется по паспортным данным

.

Определяем потребление реактивной мощности Д1 следующим образом

.

Считаем потери мощности в сети

.

2. Рассчитываем потери мощности в сети для Д2

.

3. Определяем изменение потерь мощности в сети

.

4. Определяем стоимость

.

Особенности расчета стоимости потерь при проектировании

Особенности касаются двух формул:

;

.

Тока холостого хода в паспортных данных нет, поэтому рекомендуется

• Обратиться на завод и попросить данные испытаний этой партии;

• Принять приближенно

Ток холостого хода нового двигателя принимают .

,

Потери холостого хода Р_ХХ неизвестны и нигде их нет, поэтому рекомендуется:

• Обратиться на завод;

• Принять .