Эффективность работы двигателя зависит от типа, скорости вращения,времени нагрузки двигателя, а также от его мощности:

•для двигателей мощностью 5 кВт при 100%- ной нагрузке КПД равен 80%, для двигателей мощностью 150 кВт КПД – 90%;

•для двигателей мощностью 5 кВт при 50%- ной нагрузке КПД равен 55%, для двигателей мощностью 150 кВт КПД – 65%;

При снижении нагрузки двигателя до 50% и менее его эффективность начинает быстро падать вследствие того, что потери энергии в железе начинают преобладать.

Коэффициент мощности. Полная Мощность источника Sист, мощность потребителя Рпотр. и

	коэффициент мощности cos φ связаны
	соотношением:	Рпотр
	Sист=
		cos потр

. Из этого соотношения следует, что чем меньше

cos φпотр , тем большей мощности S должен быть источник для питания этого потребителя, т.е.

тем больше его габариты, вес, расход металлов

.и стоимость. Ток в цепи потребителя с определенным cos φпотр

В России установлен минимально допустимый коэффициент мощности, не менее 0,93, т.е. cos φ≥ 0,93. Однако cos φ большинства энергетических потребителей меньше этой нормы. Так, например,cos φ асинхронных двигателей, в зависимости от нагрузки, составляет 0,2 – 0,85; трансформаторов – 0,5-0,9; выпрямителей – 0,7 – 0,85 и т.д.

Следовательно, коэффициент мощности этих потребителей необходимо повышать искусственно.

Так как большинство потребителей представляет собой нагрузку индуктивного характера, то для улучшения cos φ параллельно подключаются

конденсаторы.

Pпотр

I= U cos потр

Из этого соотношения следует , что чем меньше cos φпотр , тем больше ток потребителя I, тем больший ток проходит по проводам линии электропередачи, тем больше потери энергии в этой линии и меньше к.п.д. ее и всей системы. Кроме того, увеличение тока требует для его передачи большего сечения, т.е. больше расход цветного металла. Таким образом, низкий коэффициент мощности потребителя cos φпотр приводит к увеличению мощности источника, питающего этот потребитель, уменьшению к.п.д. линии электропередачи и к увеличению сечения проводов линии электропередачи.

Реактивная мощность при синусоидальном напряжении однофазной сети мощность Р определяется как

Q = U•I•sin φ = P•tg φ

Влияние увеличения сos φ на снижение реактивных потерь

0,5

0,5

0,6

0,6

0,7

0,7

0,8

Прежний cos φ

Новый cos φ	0,8	0,9	0,8	0,9	0,8	0,9	0,9
Снижение тока,	37,5	44,5	25	33	12,5	22	11
%
Снижение потерь	61	69	43,5	55,5	23	39,5	21
по
сопротивлению,
%

Рекомендуемая емкость статических конденсаторов для корректировки единичных асинхронных двигателей

Мощность трехфазного	Статический
электродвигателя на	конденсатор, кВАр, в %
напряжение 380 В,кВт	мощности двигателя

1	-	3	50
4	-	10	45
11 -		29	40
	30		35

Пример. Асинхронный двигатель, включенный в сеть с напряжением U=220B и частотй f=50Гц, развивает на валу мощность Pдв= 11,4 кВт. К.П.Д. двигателя η = 95% при cos φ =0,74. Определить емкость С конденсатора, который необходимо включить параллельно с двигателем, чтобы повысить cos φ установки до 0,95. Решение. Мощность и ток потребляемый двигателем из сети;

РРдв 11,4 12кВт

дв 0,95

I	Р		12 103		73,7А
U cos н			220	0,74

Реактивная составляющая тока двигателя

I р.д. Iн sin н 73,7 0,67 49,4А

Ток установки I при подключении конденсаторов, т.е.

I	Р		12 103		57,4A
			220	0,95
U cos

При cos φ=0,95 угол φ=180, sin 180=0,31. Реактивная составляющая тока установки

I pу I sin 57,4 0,31 17,8A

Ток конденсаторов

Ic I рн I ру 49,4 17,8 31,6А

Емкостное сопротивление конденсаторов

Хс U 220 6,96Ом IC 31,6

Емкость конденсаторов, которые нужно подключить параллельно двигателю, для улучшения cos φ до 0,95:

	С	1		1			106		457,5мкФ
		XC		2 f XC		2	3,14 50	6,96

Пример. Определить мощность батареи конденсаторов для повышения коэффициента мощности насоса до значения cos φ = 0,92. марка двигателя 4А 180 S2 У3

Р2н 22кВт,cos н 0,91

длительно работает с нагрузкой, равной 60% от номинальной

(Кн = 60%).

Решение.

1.С помощью механической характеристики определяем cos φ с которым работает двигатель: cos φ1= 0,78 (при Кн=60 %) 2.Мощность развиваемая АД

Кн	Р2	100 Р2	Кн Р2н		60 22	13,2кВт
	Р2н
		100		100
3.Величина мощности батареи конденсаторов
Q 0,9 13,2(0,802				0,426) 4,47кВАр

4.Выбираем конденсатор КМ-0,22-4,5 (Q= 4,5 кВАр)по табл.

Применение электроприводов с частотными регуляторами

(ЧРП) для оптимизации режимов эксплуатации насосов, вентиляторов

Обороты двигателя можно регулировать частотой электропитания, преобразуемой с помощью частотного преобразователя

n 60pf (1 S)

Частотно регулируемый электропривод (ЧРП) – это электродвигатель (асинхронный или синхронный), оснащенный регулируемым преобразователем частоты. Он эффективен и быстро окупается в насосных и вентиляционных системах, большую часть времени работающих при пониженных подачах, в которых регулирование осуществляется с помощью регулирующих задвижек (регулирование

дросселированием) или байпасом.