Расчет энергетики разомкнутой системы

Произведем расчет энергетики спроектированной разомкнутой системы электропривода.

Определим КПД проектируемой системы электропривода:

 

 

где P_i, P_1i, ΔP_Σi, W_Уi, ΔW_Уi - соответственно, мощность на валу двигателя и потребляемая из сети, суммарные потери мощности в силовой части привода, энергия, затраченная на совершение полезной работы и соответствующие ей потери энергии в i-установившемся режиме.

Общий расход энергии за цикл работы:

 

W_Ц = W_У + Δ W_У + ΔW_ПП

 

Энергию, затраченную двигателем на совершение полезной работы в установившихся режимах, определим как:

W_У =

Откуда

;

;

.

Потери энергии в установившемся режиме состоят из потерь в двигателе и тиристорном преобразователе:

 

ΔW_У = ΔW_Д + ΔW_ТП

 

Потери энергии в двигателе определим как:

 

 

где  - потери на возбуждение;

 

 

 

Определим потери в тиристорном преобразователе:

 

 

где ΔР_РН - потери при номинальном токе якоря в УД и СД.

 

ΔР_РН = ΔР_УД+ ΔР_СД = I²_H^.R_УД+ I²_H^.R_СД = 192^2.0,0086 + 192^2.0,0086 = 635 Вт.

 

При расчете ΔW_ТП примем потери в тиристорах ΔР_Т = 0

 

 

 

Подставим найденные выше значения потерь в двигателе и преобразователе в выражение (21.3):

 Вт с

Подставив значения ΔW_У и W_У в формулу (20.1), найдем КПД системы:

 

 

Коэффициент мощности системы ТП-Д в i-том установившемся режиме работы определяем по формуле:

 

 

где  - напряжение на якоре двигателя в i-м режиме работы; коэффициент искажения тока; номинальный ток двигателя.

 

; ; (при m=6)

По найденным значениям cos φ_i определим коэффициенты реактивной мощности:

 

 

Определим мощности на валу двигателя в каждом из установившихся режимов:

 

 

Тогда, при известных Р_i можно определить мощность, потребляемую из сети из выражения (21.1):

 

 

Потребление из сети реактивной мощности за цикл определим как:

 

 

Рассчитаем потери энергии в переходных процессах. Учет всех потерь энергии, имеющих место в переходных процессах регулируемого электропривода, представляет значительные трудности.

В виду малой длительности переходных процессов, энергия, затраченная на покрытие постоянных потерь (механических, в стали и на возбуждение), мала по сравнению с переменными потерями в главных цепях двигателя. Поэтому в данном проекте учтем лишь переменные потери, пренебрегая постоянными, и считая, что М_С = const.

Суммарные потери в переходных режимах:

 

 

Потери энергии в якорной цепи двигателя следующие:

 

 

где t₁-время этапа разгона c линейно нарастающей скоростью

При пуске:

 

;

 

При реверсе:

 

;

 

При снижении скорости:

 

;

 

Откуда получаем, что

Потери энергии в тиристорном преобразователе в переходных процессах определим как:

 

При расчете ΔW_ТП примем потери в тиристорах ΔР_Т = 0

Подставляя, найденные выше значения потерь в переходных режимах, в формулу (21.6), получаем, что суммарные потери составляют:

 

 

Следовательно, по формуле (21.2) общий расход энергии за цикл составляет:

 

W_Ц = W_У + Δ W_У + ΔW_ПП =

 

Вычислим общий расход энергии за час:

 

.

 

Годовой расход энергии рассчитываем для двухсменного графика работы длительностью каждой по 8 часов при 250 рабочих днях:

 

Отношение суммарных потерь энергии за цикл к общему расходу энергии:

 

.