Файл: Тасбулатов Х.Т. Электропривод в сельском хозяйстве.pdf

(фазное напряжение), в связи с этим умень­ шается магнитный поток и потребление реак­ тивной энергии (рис. 56).

Если обмотки статора двигателя образуют несколько параллельных ветвей, их можно соединить последовательно, при этом к.п.д. и коэффициент мощности повышаются, но так же, как при переключении с треугольника на звезду, уменьшаются мощность и момент дви­ гателя. Например, если обмотка фазы двига­ теля до переключения состояла из трех парал­ лельных ветвей, по две секции в каждой, то после переключения стало две ветви по три секции в каждой. Напряжение секции при этом уменьшилось в 2/3 раза, так как:

и 1с = 1І2^Ф И С = УзѴф

или отношение ^ = Vs: Уз = Уз- (И)

U i C

Момент двигателя уменьшился пропорцио­ нально квадрату фазного напряжения, он со­ ставил примерно половину номинального мо­ мента. Коэффициент мощности при нагрузке, равной 50% от номинальной, должен повы­ ситься примерно с 0,5 до 0,8. Асинхронный двигатель, работая без нагрузки, имеет коэф­ фициент мощности, равный 0,15—0,2, в этом режиме его целесообразно отключать от сети.

Значительный эффект дает интенсифика­ ция технологических процессов, обусловли­ вающая равномерную загрузку оборудования, что, в свою очередь, обусловливает равномер­ ную загрузку соответствующих электродвига­ телей и, следовательно, повышает средневзве­ шенный коэффициент мощности.

140

Коэффициент мощности электродвигателей н трансформаторов при холостом ходе дости­ гает максимальных значений. В связи с этим существенных результатов в повышении коэф­ фициента мощности можно добиться ограни­ чением холостых ходов электродвигателей и трансформаторов. Весьма эффективным мероприятием является также массовое внед­ рение ограничителей холостого хода, автома­ тически отключающих электродвигатели при

связываются с рычагами педального управле­ ния станком или рычагами фрикционной муф­ ты. Тогда при включении фрикциона контакты

фрикциона контакты А размыкаются и двига­ тель останавливается. Кнопка С служит для отключения двигателя по окончании работы.

Практика показывает, что вследствие не­ правильного и неудовлетворительного ремонта электродвигателей в ряде случаев ток холо­ стого хода (намагничивающий) значительно возрастает, что приводит к снижению номи­ нального коэффициента мощности. Поэтому не следует допускать обточку ротора асин­ хронных двигателей при сработанных под­ шипниках, изменение числа проводников в па­ зу или распиливание последних для облегче­ ния укладок обмотки. Все это ведет к увеличе­ нию воздушного зазора, а следовательно, и к уменьшению номинального коэффициента мощ­ ности.

141

ЁнеДрейие асинхронных Двигателей йа 1470 об/мин содействует повышению коэффи­ циента мощности, так как эти двигатели по сравнению с двигателями на 930 и 735 об/мин имеют более высокий коэффициент мощности.

Улучшение коэффициента мощности дает возможность:

увеличить пропускную способность элек­ трических сетей и, следовательно, экономить цветные металлы;

снизить установленную мощность транс­ форматоров;

снизить потери электрической энергии в электрических сетях и трансформаторах;

снизить потерн напряжения в электросетях, питающих электроустановки предприятия;

снизить стоимость электроэнергии, расхо­ дуемой сельским потребителем.

Кроме того, повышения коэффициента мощности добиваются снижением реактивной составляющей мощности, отдаваемой в сеть,

атакже установкой специальных устройств, вырабатывающих емкостную составляющую мощность. Так как реактивная составляющая мощность потребителя является индуктивной,

акомпенсатор создает емкостную составляю­ щую, в сеть отдается разность этих мощностей.

При этом методе повышения коэффициента

мощности используются следующие компенси­ рующие установки: с т а т и ч е с к и е к о н ­ д е н с а т о р ы , с и н х р о н н ы е к о м п е н с а ­ т о р ы и п е р е в о з б у ж д е н н ы е с и н ­ х р о н н ы е д в и г а т е л и . Все они вырабаты­ вают реактивную мощность, потребляемую некоторыми приемниками. Поэтому при вклю-

142

Ченин в сеть эти установки разгружают энер­ гетическую систему (в частности, генераторы на электростанции) от реактивной мощности и соответственно повышают коэффициент, мощности системы или сети.

Ниже рассматриваются условия работы и характеристика компенсирующих устройств.

Статическими конденсаторами называются приборы, применяемые для получения значи­ тельной электрической емкости. Они состоят из двух проводящих поверхностей (электро­ дов), разделенных диэлектриком. В технике широко применяются плоские бумажные кон­ денсаторы, у которых электроды выполняются из алюминиевой фольги.

При значительном числе часов использова­ ния электродвигателей конденсаторные бата­ реи включаются либо непосредственно на за­ жимы двигателей, либо на групповом распре­ делительном щите, либо на стороне низкого (высокого) напряжения трансформаторной подстанции потребителя.

В первом случае от реактивных токов раз­ гружается вся сеть, во втором — только сети низкого напряжения и трансформатор, в тре­ тьем — от реактивных токов сети низкого на­ пряжения не разгружаются, а при установке конденсаторов на стороне высокого напряже­ ния от реактивных токов не разгружается и трансформатор.

Для повышения емкости трехфазные кон­ денсаторы соединяются параллельно, одно­ фазные то же. Кроме того, для включения в трехфазную сеть они включаются треуголь­ ником.

143

Принципиальная схема приключения бата­ реи статических конденсаторов для повыше­ ния коэффициента мощности асинхронного двигателя приведена на рисунке 58.

Сущность этого способа заключается в сле­ дующем. Асинхронный двигатель потребляет ток 1, отстающий по фазе от напряжения. Между тем, исследованиями установлено, что ток /о статических конденсаторов опережает по фазе напряжение. При включении конден­ саторов параллельно асинхронному двигателю происходит компенсация, уменьшается угол сдвига фаз в подводящих проводах между суммарным током (/2= /і + /) и напряжением (U), соответственно увеличивается коэффи­ циент мощности (cos ср).

Для безопасности обслуживания, а также во избежание включения заряженных конден­ саторов применяются разрядные сопротивле­ ния. При включении конденсаторов на зажимы двигателей разрядными сопротивлениями яв­ ляются их обмотки. При напряжении до 1 кв в качестве разрядных сопротивлений обычно используются лампы накаливания, включае­

разрядных сопротивлений используются транс­ форматоры напряжения, включенные треуголь­ ником или открытым треугольником. Конден­ саторы защищают плавкими предохранителя­ ми, а при наличии масляного выключателя — специальными реле защиты.

144

При определении емкости конденсаторов, которую нужно подключить параллельно дви­ гателю, повышение коэффициента мощности установки от cos (pi до cos срг проводится по следующей формуле

/— частота сети (гц).

Можно считать, что в среднем для увеличе­ ния коэффициента мощности каждые 5% уве­ личения требуют установки конденсаторов, реактивная мощность которых в кѳар состави­ ла бы 12% активной мощности потребителей.

Так, например, для повышения коэффи­ циента мощности с 0,7 до 0,9 при средней потребляемой активной мощности 50 кет нуж­ но установить батарею статических конденса­ торов приблизительно следующей мощности:

Q = 1,3 • 0,12 • 50 = 78 квар.

Пример. В сети переменного тока с напря­ жением 500 в подключен электродвигатель, в среднем потребляющий 9 кет и работающий с коэффициентом мощности cos срі =0,65. Ка­ кой емкостью должна обладать батарея кон­

денсаторов, приключенная к зажимам элек­ тродвигателя, чтобы повысить коэффициент мощности этой установки до coscp2= 0,8.

Решение. По известным значениям коэф­ фициентов мощности cos фі = 0,65 и cos фа= 0,8, пользуясь таблицами, находим соответственно tg ф[ = 1,15 к tg ф2= 0,72. Подставляем эти зна­ чения в формулу

9000

С= 314-500^ (1,15-0,72) =

=0,000005 ф =0,005 мкф.

Втаблице 4 приведены основные данные конденсаторов, выпускаемых для повышения коэффициента мощности электродвигателей.

Синхронные двигатели

Синхронные двигатели обладают рядом недостатков по сравнению с двигателями асин­ хронными. Они сложнее по своему устройству и требуют отдельного возбудителя для пита­

146