Постоянные и переменные потери в электродвигателях. Пути их снижения потерь энергии в переходных режимах

Полные потери можно разделить на постоянные и переменные.

К постоянным относятся такие потери, которые от величины нагрузки не зависят (механические потери, потери в стали и на возбуждение):

, если регулирование по цепи возбуждения не ведётся.

Переменные потери – изменяются с изменением нагрузки на валу двигателя. Имеют место на активных сопротивлениях обмоток машин.

ДПТ НВ:

ДПТ ПВ:

АД: ;

Если , то потери на активных сопротивлениях статора от (тока намагничивания) можно отнести к постоянным.

СД:

– полные номинальные потери.

Тогда для ДПТ НВ:

ДПТ ПВ:

АД:

СД:

Потери можно выразить и через скольжение:

Потери энергии в переходных режимах:

1) Пуск ЭП в холостую: , потери энергии равны запасу кинетической энергии, которую приобретают маховые массы ЭП к концу разгона.

2) Реверс: , потери энергии: 3 запаса кинетической энергии выделяется при торможении от ω₀ до 0; и 1 запас при разгоне в противоположном направлении.

3) Потери при торможении противовключением: , в этом случае в потери идёт запас кинетической энергии и 2 запаса потребляются из сети.

Динамическое торможение: , в тепловом отношении динамическое торможение предпочтительнее в сравнении с режимом противовключения, т.к. потери в три раза меньше.

В данном случае рассматривались потери в роторной цепи, но есть ещё потери в статорной цепи на их активном сопротивлении:

Влияние нагрузки на величину потерь: при пуске привода нагрузка увеличивает время переходного процесса, тем самым увеличивая потери; при торможении, наоборот, время переходного процесса уменьшается, уменьшаются и потери.

Влияние сопротивления роторной цепи(R₁): при значениях Sк=0,41 мы имеем минимальное время пуска. При этом сокращается ток, потребляемый АД, что ведёт к уменьшению потерь в статоре, которые пропорциональны I². При дальнейшем увеличении сопротивления ротора время пуска будет расти, но потери общие будут уменьшаться, т.к. I_пуск уменьшится.

Пути снижения потерь энергии в переходных режимах:

1) Снижение за счёт уменьшения запаса кинетической энергии, т.е. уменьшать суммарный момент инерции, за счёт использования двигателей краново-металлургических серий, за счёт конструкций с удлиненным ротором.

2) Использование вместо однодвигательного привода многодвигательного.

3) Ступенчатое изменение скорости идеального холостого хода при пуске и торможении, более эффективно в многоскоростных АД.

Пуск в две ступени:

1)

2)

Торможение:

1)

2) , т.е в 3 раза меньше.

Логическим продолжением ступенчатого пуска является плавное изменение ω₀ в системе преобразователь – двигатель.

4. Влияние параметров на вид механических и электромеханических характеристик двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

–электромеханическая характеристика ДПТ ПВ.

1) Введение R_д:

С введением R_д жёсткость характеристики

падает.

2) Изменение напряжения, приложенного к якорю:

U_Я повышать нельзя.

3) Ослабление поля двигателя:

При малых нагрузках сильнее изменяется , при ослаблении поля это ведёт к уменьшению жёсткости характеристики, т.к.

В зоне больших нагрузок (магнитная система

насыщена) уменьшение ведёт к увеличению

жёсткости.