Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

потери и расход электроэнергии при работе электропривода на регулировочных характеристиках. Очевидно, что при прочих равных условиях большей экономичностью будет обладать электропривод с меньшими потерями и расходом

служат дополнительные сопротивления в силовых цепях двигателей. Уменьшить механическую мощность на рабочем органе можно и за счет выделения дополнительных потерь ие в регуляторе, а в самом потребителе (двигателе), воз­ действуя на него соответствующим образом (рис. 10-5, б). Так, в схемах несимметричного включения, а также при дроссельном регулировании асинхронных двигателей за

479

счет снижения магнитного потока при том же моменте дви­ гателя возрастают токи и потери в самой машине. Таким образом, параметрические способы регулирования ско­ рости, а именно: реостатный, шунтированием якоря, дрос­ сельный и несимметричные включения асинхронных дви­ гателей, оказываются в указанном выше смысле неэконо­ мичными. Здесь регулирование осуществляется за счет выделения дополнительных потерь в регуляторах или в самих двигателях.

Существенно экономичней регулировать поток механи­ ческой энергии можно не за счет дополнительных потерь, а путем уменьшения общего потока электроэнергии от ис­ точника при соответствующем воздействии на него (рпс. 10-5, в). К такому способу относится регулирование скорости по системе управляемый преобразователь — двигатель на постоянном и переменном токе.

Экономичным окажется регулирование, если, не изме­ няя основного потока электроэнергии от источника к по­ требителю, уменьшать механическую мощность за счет рекуперации излишней энергии источнику (рис. 10-5, г). Это относится к каскадным схемам включения асинхрон­ ного двигателя с возвратом потерь скольжения в сеть (электрические каскады). Наконец, потери в потребителе можно полезно реализовать, а именно направить дополни­ тельно к рабочему органу (рис. 10-5, д), что имеет место в электромеханических каскадных схемах, в которых энер­ гия скольжения передается на вал. Если пренебречь поте­ рями на пути потока энергии, то в данном случае вся электрическая энергия преобразуется в механическую и полностью передается на рабочий орган. Этот способ относится к регулированию скорости с постоянной мощ­ ностью на валу. При снижении скорости механическая мощность основного двигателя снижается на величину потерь скольжения, а вспомогательного двигателя — на столько же увеличивается. В результате суммарная мощность на валу остается неизменной при возрастающем обратно пропорционально скорости моменте сопротив­ ления.

Если регулирование скорости вниз от номинальной с постоянной механической мощностью осуществляется параметрическим способом, то электрическая мощность, потребляемая от источника, не остается постоянной. Со снижением скорости возрастают потери в двигателе и до­ полнительных сопротивлениях и потребляемая от источ­

480

ника мощность возрасткет. При этом потери за счет воз­ растающего момента сопротивления будут большими, чем в случае с постоянным или убывающим М с. Поэтому регу­ лирование скорости вниз с постоянной мощностью на валу — наиболее неблагоприятный случай для парамет­ рического способа. При регулировании скорости вверх от номинальной Рс = const электрическая мощность мо­ жет оставаться неизменной и в параметрическом способе регулирования. Так, с уменьшением магнитного потока двигателя постоянного тока с независимым возбуждением ток якоря и потребляемая мощность остаются постоян­ ными. Этот способ регулирования, не вызывающий допол­ нительных потерь, оказывается весьма экономичным.

Исходя из принципа регулирования, наиболее эконо­ мичным можно считать способ регулирования скорости по системе УП—Д (рис. 10-5, в). Здесь в соответствии с требующейся механической мощностью источник выде­ ляет необходимую электрическую мощность.

Приведенная сравнительная оценка характеризует эко­ номичность способов регулирования скорости лишь в об­ щих чертах. В расчет принимались только дополнитель­ ные потери в силовых регуляторах и двигателях, возникаю­ щие при регулировании скорости. Может оказаться, что в конкретных условиях «экономичный» способ будет усту­ пать «неэкономичному». Например, в установках мощ­ ностью до нескольких киловатт и небольшим диапазоном регулирования система Г—Д характеризуется большими потерями и потребляемой мощностью, чем асинхронный двигатель с реостатным регулированием. Чтобы сделать вывод об экономической целесообразности конкретного регулируемого электропривода, необходимо прежде всего определить полные потери во всех его элементах.

а) Потери в регулируемом электроприводе

сдвигателем постоянного тока независимого возбуждения

Удвигателя постоянного тока с независимым возбуж­

дением его постоянные потери складываются из потерь в цепи возбуждения /св, механических /сы и дополнитель­ ных потерь в стали кс. Без большой ошибки можно при­ нять, что

+ &с = (^м+ > ' (10-12)

теля, соответствующая его регулировочной ха­ рактеристике;

Дя3 — результирующее сопротивление якорной цепи, включающее в себя и внутреннее активное со­ противление преобразователя.

При регулировании скорости изменением напряжения с М с = const = М н ток якоря остается неизменным и рав­ ным номинальному. Неизменными останутся при регули­ ровании и переменные потери:

При реостатном способе регулирования переменные потери не остаются постоянными, а растут пропорцио­ нально относительному перепаду скорости б

где б = (со„ — со)/со0.

Суммарные потери для двигателя и его якорной цепи АРдв = /св + (/см + кс)н J + М (соор — со). (10-16)

При регулировании скорости ослабленпем поля дви­ гателя с Рс = coast ток возбуждения за счет насыщения магнитной системы изменяется в большей степени, чем магнитный поток. Кривую намагничивания в пределах изменения тока возбуждения от нуля до номинального значения можно приближенно аппроксимировать анали­ тически:

С некоторым приближением можно принять, что сни­ жение потерь в цепи возбуждения при увеличении скорости

482