Синхронные двигатели

Источники Р.М.

В энергосистеме в качестве источников РМ используют:

- генераторы электростанций;

- синхронные компенсаторы (СК);

- синхронные двигатели (СД);

СК – это СД большой мощности без нагрузки на валу, т.е. они работают на х.х. в режиме перевозбуждения днем и недовозбуждения ночью.

На промышленных предприятиях в качестве источников РМ используются:

- статические конденсаторы;

- СД;

- Статические источники РМ (ИРМ) – конденсаторы с быстродействующим регулятором мощности (используются редко).

Обычно применяются на заводах для привода мощных механизмов с длительным режимом работы (в нефтехимии, металлургии).

Выпускаются с номинальным опережающим cosφ = 0,9, т.е. для работы в режиме перевозбуждения. При недогрузке СД активной мощностью он может вырабатывать РМ по величине > номинальной, но без превышения номинальной полной мощности.

Затраты на выработку РМ в СД в общем случае определяется:

- затраты, не зависящие от РМ Q_Д, это в первую очередь затраты на регулятор РМ. Если его нет =0.

Q_Д - величина РМ СД.

З₁ - затраты, пропорциональные РМ в 1-ой степени.

З₂ - затраты, пропорциональные РМ во 2-ой степени.

Потери активной мощности внутри СД, зависящие от его РМ:

, где

- коэффициент загрузки двигателя по активной мощности (по аналогии с коэффициентом загрузки по активной мощности ).

Если Q_Д = Q_Н, то - номинальная реактивная мощность.

D₁, D₂, кВт - номинальные потери активной мощности на выработку РМ в двигателе, определяются по справочнику, относятся к номинальным параметрам двигателя. [кВт].

Рис. 5.7. Потери активной мощности в СД в зависимости от α.

Зависимость потерь активной мощности от загрузки СД по РМ приведена на рис. 5.7.

Исследуем функцию на экстремум:

;

; если , то ;

Практически это означает, что если мы хотим иметь минимум активных потерь внутри СД, то должны работать в режиме недовозбуждения (т.е. в режиме потребления РМ из сети при ). При номинальные потери активной мощности будут значительно больше.

Выводы: минимум потерь активной мощности внутри СД имеет место в режиме недовозбуждения, т.е. в режиме потребления РМ из сети, но при этом возникают дополнительные потери активной мощности в сети.

Работа в режиме перевозбуждения приводит к увеличению потерь активной мощности в СД, т.е. к дополнительным денежным затратам в двигателе, но при этом снижаются потери активной мощности в сети.

[руб/год]