Расчет потерь в асинхронном двигателе

В энергетике электропривода важное место занимают вопросы потреб­ления, расхода и потерь электроэнергии при ее преобразовании в механиче­скую энергию.

Если пренебречь потерями в стали и механическими потерями из-за их относительной малости, а также пренебречь влиянием тока холостого хода (при этом I₁ = I^’₂), то потери энергии при пуске асинхронного двигателя в цепях статора и ротора можно определить следующим образом:

(7.1)

При пуске двигателя без нагрузки М_с=0 и

(7.2)

потери мощности в цепи ротора:

(7.3)

Поэтому при пуске двигателя из неподвижного состояния до синхрон­ной скорости потери энергии будут равны:

(7.4)

где J -приведенный момент инерции системы, кг*м²;

R₁ - сопротивление статорной цепи, Ом;

R'₂ - приведенное к статору сопротивление роторной цепи.

Потери энергии в двигателе при пуске с нагрузкой

(7.5)

где М_с - момент сопротивления рабочей машины, Н*м;

М_{пуск.ср.} - среднее значение момента двигателя за период пуска, Н*м.

Потери электроэнергии при переходных режимах увеличивают нагрев
электродвигателя и общее потребление электроэнергии. При частых пусках,
реверсе, торможении потери энергии достигают значительных величин. Потери при пуске и торможении нагревают электродвигатель и ограничивают
частоту пусков.

Допустимое число включений в час определяется по соотношению

(7.6)

где e - относительная продолжительность включения;

DР_н - номинальные потери мощности.

(7.7)

где t_р и t₀ - соответственно продолжительность периода работы и паузы.

(7.8)

где Р_н,h_н - значение номинальной мощности и КПД электродвигателя.

Пример 7

Периодически действующий конвейер приводится в движение электродвигателем с короткозамкнутым ротором типа 4А80А2УЗ: Р_н= 1,5 кВт; n_н= 2850 об/мин; h_н= 0,81; m_п= 2,1; m_к =2,6; GD²= 0,0073 кг*м². Приведенный к валу двигателя момент сопротивления М_с = 4,9 Н*м; GD²_рм = 0,26 кг*м²; t₀= 24 с; t_p= 6 с; R₁/R₂= 1,25. Определить значение пусковых потерь, действительное и допустимое число включений электродвигателя в час.

Решение

1. Определим номинальный момент:

2. Максимальный, пусковой, а также средний моменты за период пуска

3.Скорость идеального холостого хода

4.Приведенный момент инерции системы

5.Потери энергии

6.Относительная продолжительность включения

7.Допустимое число включений в час

8.Действительное число включений

Из материала, изложенного выше, видно, что потери энергии в пере­ходных режимах могут быть снижены за счет уменьшения момента инерции электропривода или при ступенчатом пуске многоскоростных двигателей.