ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭП
Одна и та же алгоритм функционирования имеющий одинаковые технологические параметры , а также технические показатели можно реализовать с различными энергетическими затратами.
Если учесть, что ЭП в настоящее время потребляет около 70% всей вырабатываемой электроэнергии, становится, очевидно, что цена неоправданных потерь электрической энергии весьма велика. К основным энергетическим показателям ЭП относятся: КПД , коэффициент мощности , обобщенный критерий электрической эффективности .
КПД ЭП
Функционирование ЭП в процессе преобразования или передачи энергии неизбежно сопровождается потерями . Весьма важно – соотношение между и , которое в общем, виде носит название КПД:
(117*)
В частном случае, если ЭП работает в режиме , т.е. в режиме с , который может быть представлен в виде нагрузочной диаграмм (рис.126).
В этом случае:
(118)
В частном случае, если :
(119)
Рис.126 Нагрузочная диаграмма
Такое выражение для КПД обычно применяют при паспортизации различного типа устройств, где используется понятие номинального КПД:
(120)
При этом обычно составляются графические зависимости:
- коэффициент загрузки
Рис.127 Зависимость КПД от коэффициента загрузки
Выражение (118), (119), (120) представлены для мгновенных мощностей и как, следствие не учитывают различные режимы работы ЭП, а также их длительности.
Обычно переход от соотношения (118), (119) и (120) к выражению (117*) осуществляется с помощью интегрирования выражений (118), (119), (120). В частности для циклических процессов наиболее универсальным и точным значением КПД является циклический КПД:
(121)
где - переданная (преобразованная) энергия за цикл
- потери энергии за цикл
(122)
(123)
Но, чтобы иметь точное графическое представление о цикловом КПД необходимо ввести понятие о так называемом, использований КПД. Для одного и того же циклического процесса КПД, рассчитанный по выражениям (121) и (118) могут существенно отличаться. В этой связи не имеет смысла и зачастую приводит к ошибке применяемые на практике сравнение различных режимов КПД без учёта режима их работы. Например: «Реостатное регулирование не экономично, а регулирование по системе преобразователь – двигатель экономично, то есть ничто иное, как некомпетентный штамп. Фактическая оценка эффективности может быть сделана только с учётом особенностей режимов работы ЭП, а также их продолжительности. Чтобы проиллюстрировать это выражение рассмотрим следующий пример:
Пусть ЭП, обеспечивающий регулирование скорости в диапазоне , , работает в циклическом режиме со скоростями вращения , на каждой ступени цикла привод работает одинаковое время:
В этом случае:
, где - диапазон регулирования.
Рис.128 Временная диаграмма
Рассмотрим 2 варианта регулирования скорости:
1. Реостатное – изменение активного сопротивления цепи ротора.
2. регулирование по системе П-Д .
Чтобы найти выражение, соответствующее цикловому КПД по формуле (121) для обоих вариантов найдём выражение для потерь мощности .
В случае реостатного регулирования (АД):
Потери мощности для того же двигателя для системы ПД:
- при одинаковой продолжительности ступеней цикла
где - коэффициент, учитывающий дополнительные потери в преобразовательном устройстве (ПУ):
тогда, подставляя эти значения в уравнения (4) и (5) получим:
1. Реостатное регулирование:
2. П-Д:
Если для обоих представленных выражений рассчитаем функцию, выраженную зависимость отношения циклового КПД к паспортному от величины диапазона регулирования для различных вариантов, то получим следующие графические зависимости (рис.129):
Рис.129 Графическая зависимость отношения циклового КПД к паспортному от величины диапазона регулирования для различных вариантов.
По построенным зависимостям видно, что даже при очень хороших условиях и ( - характерен на упрощающей системе УСП-Д).
Система П-Д имеет преимущества по перед реостатным, лишь при условии что .
При малых диапазонах реостатное регулирование более энергетически эффективно.
Если же (система Г-Д, то регулирование по системе П-Д предпочтительнее, только при диапазонах боде 3:1). Естественно при этом нельзя забывать и о других преимуществах системы П-Д.
Дата добавления: 2015-05-08; просмотров: 800;