Материал: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие

компенсируется увеличением механических потерь, т. е. в сумме постоянные потери остаются неизменными. Так

Тогда можно считать, что суммарные потери в данном способе регулирования остаются постоянными:

При регулировании скорости изменением напряжения на якоре двигателя имеют место потери и в преобразова­ теле. Для вращающегося преобразователя (генератора с приводным двигателем) постоянными потерями являются механические и потери в стали машин преобразователя. Так как скорость преобразователя изменяется незначи­ тельно, то его постоянные потери можно считать неизмен­ ными. Для статического преобразователя с полупровод­

и анодных реакторов. Эти потери остаются практически неизменными. Следовательно, для управляемого преобра­ зователя, статического или вращающегося,

где кп п — постоянные потери преобразователя в номи­ нальном режиме его работы.

К переменным потерям статического преобразователя относятся потери в меди обмоток силового трансформатора и дросселей, а также потери в вентилях:

состоят из потерь в меди обмоток статора и ротора привод­ ного двигателя генератора. Потери в якоре генератора входят в результирующие потери якорной цепи, которые определяются по формуле (10-13).

б) Потери в регулируемом электроприводе с асинхронным двигателем

Для асинхронного двигателя к постоянным потерям относят механические потери кМ1 потери в стали статора кС1 и ротора Дг08, а также потери в меди статора от намагни­ чивающего тока /ц, т. е.

порциональны квадрату амплитуды индукции £?п и час­ тоте в степени примерно 1,3. Принимая, что при регули­ ровании скорости двигателя

и что объемы шихтованной стали статора и ротора равны, можно получить выражение для суммарных потерь в стали в виде

т. е. суммарные потери в стали при снижении скорости растут за счет роста потерь в стали ротора. С некоторым приближением можно принять, что увеличение потерь в стали компенсируется в диапазоне скоростей от номи­ нальной до нуля снижением механических потерь. Тогда

484

При частотном регулировании рабочее скольжение двигателя остается небольшим на всем диапазоне измене­ ния скоростей. Потерями в стали ротора в этом случае можно пренебречь. Тогда для случая регулирования по закону UIf — const согласно (10-25) получим:

Дю = co0s — const и переменные потери остаются неизмен­ ными:

определяются моментом и скольжением, а в статорной цепи они зависят только от момента. Если регулирование осуществляется с М с = const, то потери в статоре посто­ янны, а в роторной цепи пропорциональны скольжению.

Для «вентиляторного» характера изменения момента

потери в роторной цепи определяются следующей зави­ симостью, от скорости:

Дифференцирование выражения (10-33) по скорости позволяет определить максимум потерь в роторной цепи,

•скорость и скольжение, при которых этот максимум

где Ра — номинальная мощность на валу двигателя. Потери в статорной цепи непрерывно убывают с умень­

шением скорости:

(10-35)

Для двигателя постоянного тока с независимым воз­ буждением и при «вентиляторном» моменте сопротивления потери в якорной цепи определяются также с помощью выражений (10-33) и (10-34).

10-3. ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ НЕРЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

В общем случае определение потерь электроэнергии i

AW = \A Pdt,

о

возникающих в приводе при переходных процессах, пред­ ставляет собой сложную задачу. Суммарные потери мощности (АР) оказываются сложной функцией, зави­ сящей от нагрузки на валу, от механической и электро­ магнитной инерционности двигателя и т. п. Кроме того, отдельные составляющие потерь по-разному изменяются в переходных процессах.

Чтобы лучше понять физическую сторону возникнове­ ния потерь в переходных процессах электропривода, упростим задачу, сделав некоторые допущения. Будем рассматривать только активные потери, имеющие место в рабочих' цепях двигателей при отсутствии момента сопротивления М с = 0. Будем пренебрегать электро­ магнитной инерционностью двигателя и постоянными потерями. Заметим, что допущение в отношении постоян­ ных потерь оправдано в большинстве случаев, так как они составляют лишь незначительную часть от перемен­ ных потерь в переходных процессах. Допущение М0 — 0 оправдано тем, что электроприводы часто работают в пере­

486

ходных процессах вхолостую, когда их момент сопротив­ ления весьма незначителен. К тому же допущение М с = О позволяет исключить потери от нагрузки и рассмотреть только те потери, которые

■энергии имеет место только в переходных процессах. В ус­ тановившемся режиме оно от­ сутствует, так как двигатель не совершает механической работы.

Баланс энергий, участ­ вующих в электромеханиче­ ском преобразовании, объе­ диняет кинетическую энер­ гию вращающихся частей привода W K, электрическую энергию силовых обмоток двигателя (Р7„) и потери электроэнергии в этих обмот­ ках (ДИО

W9- W K= &W. (10-36)

При анализе цотерь элек­ тропривод рассматривается как механическое звено, к

которому подводится электрическая энергия (рис. 10-6, а). Для такого механического звена кинетическая энергия представляет собой функцию одной переменной — углог вой скорости:

Производная кинетической энергии по скорости, рав­ ная количеству движения, пропорциональна угловой ско­ рости

Приращение кинетической энергии при изменении скорости двигателя в пределах от со1т до со„ов определяется