0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое номинальная активная мощность двигателя

Электрические нагрузки

Электрической нагрузкой какого-либо элемента сети называется мощность, которой нагружен данный элемент сети. Например, если по кабелю передается мощность 120 кВт, то нагрузка кабеля равна тоже 120 кВт. Точно так же можно говорить о нагрузке на шины подстанции или на трансформатор и т. д. Величина и характер электрической нагрузки зависят от потребителя электрической энергии, который может быть назван приемником электрической энергии .

Наиболее распространенным и важным в производстве приемником является электродвигатель. Главными потребителями электрической энергии на промышленных предприятиях являются трехфазные двигатели переменного тока. Электрическая нагрузка электродвигателя определяется величиной и характером механической нагрузки.

Нагрузки необходимо покрывать от источника электрической энергии, которым является электрическая станция. Обычно между генератором и потребителем электрической энергии существует целый ряд элементов электрической сети. Например, если двигатели, приводящие в движение механизмы в цеху питаются от сети напряжением 380 В, то в цеху или около цеха должна быть расположена цеховая трансформаторная подстанция, на которой установлены силовые трансформаторы для питания цеховых установок (для покрытия цеховых нагрузок).

Трансформаторы через кабели или воздушные провода питаются либо от более мощной подстанции, либо от промежуточного распределительного пункта высокого напряжения, или, что часто встречается на предприятиях, от тепловой электрической станции предприятия. Во всех случаях покрытие нагрузок осуществляется от генераторов электрической станции. При этом минимальное значение нагрузка имеет на конечном пункте, например в цехе.

По мере приближения к источнику питания нагрузка растет за счет потерь энергии в передающих звеньях (в проводах, трансформаторах и т. д.). Наибольшего значения она достигает у источника питания — у генератора электрической станции.

Поскольку нагрузка измеряется в единицах мощности, она может быть активная РкВт, реактивная QкBap и полная S = √( P 2 + Q 2 ) кВА.

Нагрузка также может быть выражена в единицах тока. Если, например, по линии протекает ток I = 80 А, то эти 80 А являются нагрузкой линии. При прохождении тока по любому элементу установки выделяется тепло, в результате чего этот элемент (трансформатор, преобразователь, шины, кабели, провода и др.) нагревается.

Допустимые мощности (нагрузки) на данные элементы электротехнической установки (машины, трансформаторы, аппараты, провода и др.) определяются величиной допустимой температуры. Ток, протекающий по проводам, помимо потерь мощности, вызывает потери напряжения, которые не должны превышать величин, регламентированных руководящими указаниями.

В реальных установках нагрузка в виде тока или мощности не остается в течение суток неизменной, и поэтому в практику расчетов введены определенные термины и понятия различных видов нагрузок.

Номинальная активная мощность электродвигателя — мощность, развиваемая двигателем на валу при номинальном напряжении и токе якоря (ротора).

Номинальная мощность любого приемника , кроме электродвигателя это потребляемая им активная мощность Рн (кВт) или полная мощность S н (кВА) при номинальном напряжении.

Паспортная мощность Рпасп электроприемника в повторно-кратковременном режиме приводится к номинальной длительной мощности при ПВ = 100% по формуле P н = P пасп √ПВ

При этом ПВ выражен в относительных единицах. Например, двигатель с паспортной мощностью Рпасп = 10 кВт при ПВ = 25%, приведенный к номинальной длительной мощности ПВ = 100%, будет иметь мощность P н = 10 √25 = 5 кВт.

Групповая номинальная мощность (установленная мощность) — сумма номинальных (паспортных) активных мощностей отдельных рабочих электродвигателей, приведенных к ПВ = 100%. Например, если Рн1 = 2,8, Рн2 = 7, Рн3 = 20 кВт, Р4пасп= 10 кВт при ПВ = 25%, то P н = 2,8 + 7 + 20 + 5 = 34,8 кВт.

Расчетная, или максимальная активная, Рм, реактивная Qм и полная S м мощность, а также максимальный ток I м представляют собой наибольшие из средних величин мощностей и токов за определенный промежуток времени, измеряемый 30 мин. Вследствие этого расчетная максимальная мощность иначе называется получасовой или 30-минутной максимальной мощностью Рм = Р30. Соответственно, I м= I зо.

Расчетный максимум тока I м = I30 = √(P м 2 + Q м 2 )/(√3 U н) или I м = I30 = P м/( √3 U нС osφ) , где С osφ — средневзвешенное значения коэффициента мощности за расчетное время (30 мин.)

Графиком электрических нагрузок принято называть графическое изображение расходуемой мощности за определенный отрезок времени. Различают суточный и годовой графики нагрузок. Суточный график показывает зависимость расходуемой мощности от времени в течение суток. По вертикали откладывается нагрузка (мощность), по горизонтали — часы суток. Годовой график определяет зависимость расходуемой мощности от времени в течение года.

По своей форме графики электрических нагрузок для различных производств и потребителей сильно отличаются друг от друга.

Необходимо различать графики: цеховых нагрузок и нагрузок на шинах главного распределительного устройства собственной электростанции или подстанции. Эти два графика отличаются друг от друга прежде всего по абсолютным величинам почасовых нагрузок, а также по своему виду.

Читать еще:  Характеристики датчика температуры двигателя для сигнализаций

График на шинах электростанции (ГРУ) получается путём суммирования нагрузок по всем цехам предприятия и прочим потребителям, включая и внешних потребителей. При этом к цеховым нагрузкам следует прибавить потери мощности в цеховых трансформаторах и проводах, подводящих к трансформаторам. Вполне естественно, что на шинах ГРУ мощность значительно превышает мощность каждой отдельно взятой подстанции.

Про электрические нагрузки жилых зданий: Суточные графики нагрузки жилых зданий

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Активная мощность — двигатель

Активная мощность двигателя Pt определяет среднюю мощность необратимого преобразования в двигателе электрической энергии, получаемой из трехфазной сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии, а реактивная мощность d — максимальную мощность обмена энергией между источником и магнитным полем двигателя. [1]

Активная мощность двигателя PI определяет среднюю мощность необратимого преобразования в двигателе электрической энергии, получаемой из трехфазной сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии, а реактивная мощность Qt — максимальную мощность обмена энергией между источником и магнитным полем двигателя. [2]

Активная мощность двигателя PI определяет среднюю мощность необратимого преобразования в двигателе электрической энергии, получаемой из трехфазной сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии, а реактивная мощность 2i — максимальную мощность обмена энергией между источником и магнитным полем двигателя. [3]

Для измерения перепада давлений и активной мощности двигателя , как правило, используются стационарные приборы, входящие в систему КИПиА данной насосной установки. [4]

Умножая показания ваттметра на 3, получаем активную мощность двигателя . [6]

В каталогах на синхронные машины, помимо номинального значения активной мощности двигателя , указана его полная мощность S ква. Зная фактическую нагрузку Р на валу синхронного двигателя, можно вычислить по формуле ( 10 — 5) наибольшую реактивную мощность, которую двигатель может вырабатывать для компенсации реактивной мощности, потребляемой индуктивными приемниками, например асинхронными двигателями. Таким образом, недогруженный синхронный двигатель может вырабатывать реактивную энергию для повышения коэффициента мощности группы потребителей. [8]

При холостом ходе машины, когда энергия расходуется только на покрытие небольших потерь в статоре и незначительных механических потерь, активная мощность двигателя мала, а реактивная мощность велика, поскольку в машине при номинальном напряжении возбуждается вращающееся магнитное поле с максимальной величиной потока полюса. [9]

KV j — tz и значительно возрастет если возможно уменьшение мощности нагрузки при / / яе Установленная мощность конденсаторов примерно в уг раз больше активной мощности двигателя . [10]

Как следует из формул (3.64) и (3.65), потери в выпрямителе зависят от тока статора, а потери в автономном инверторе — от тока статора и активной мощности двигателя . Рпч — В частности, режим минимальных потерь АД обеспечивает минимум электрических потерь в источнике питания АЙН. [11]

Сигнал токовой защиты с выдержкой времени снимается с — диодно-емкостного фильтра ( ЗС, R5, 8Д), который формирует сигнал, пропорциональный среднему току преобразователя. Среднее значение тока питания инвертора примерно пропорционально активной мощности двигателя , и следовательно, моменту двигателя. Сигнал с выхода фильтра ЗС может быть использован для введения положительной токовой связи на вход регулятора напряжения. Сигнал на реле времени подается через стабилитрон ЗСт, который определяет уставку токовой защиты. С этого момента полупроводниковое реле времени на транзисторах 6Т, 7Т начинает отсчет времени. После открывания транзистора 8Т конденсатор 5С начинает заряжаться. Пока напряжение на нем не превышает напряжения пробоя стабилитрона 2Ст, сдвоенный транзистор 6Т — 7Т закрыт. [12]

Результаты исследований статических характеристик АД показывают, что асинхронный двигатель как объект управления обладает экстремальными характеристиками по ряду частных критериев качества. В том числе имеют экстремумы ток статора i и активная мощность PI двигателя , от которых зависят электрические потери преобразователя частоты. [13]

Практический интерес представляет оценка влияния закона частотного управления на потребление реактивной мощности Q. При выбранном режиме частотного управления двигателем процедура расчета сводится к следующей последовательности действий. Сначала рассчитывается ток статора и активная мощность двигателя , соответствующие заданным значениям скорости и момента нагрузки двигателя. Для этого используется методика расчета характеристик АД. Затем полученные значения тока /, и мощности PI подставляются в выражения для коэффициентов В и С биквадратного уравнение (3.74), и из него определяется ток / в. [14]

Анализ уравнения электрического состояния фазы статора (14.116) показывает, что при постоянном значении напряжения U между выводами фазной обмотки статора и тока 1 1ном магнитный поток вращающегося поля двигателя 4в также постоянен и не зависит от ее нагрузки. Это означает, что энергия, запасаемая в магнитном поле асинхронного двигателя, и реактивная мощность двигателя также постоянны и не зависят от его нагрузки. Но так как с ростом нагрузки активная мощность двигателя увеличивается, то из (14.21) следует, что с ростом нагрузки и коэффициент мощности двигателя увеличивается. [15]

Читать еще:  Двигатель f23a не развивает обороты

Определение реактивной мощности, генерируемой СД

Если СД уже установлены на промышленном предприятии по условиям технологии, их следует в первую очередь полностью использовать для КРМ. Поэтому при необходимости выполнения КРМ на напряжение 6−10 кВ следует рассматривать возможность получения дополнительной реактивной мощности от СД, если их коэффициент загрузки KСД

Урала− −− −− −
Северного Кавказа, Закавказья− − −
Сибири− − −− − −− − −
Дальнего Востока− − −− − −− − −
Рис. 6.2. Номограмма определения располагаемой реактивной мощности синхронных двигателей при номинальном токе возбуждения в зависимости от коэффициента загрузки двигателя по активной мощности

Для СД с номинальной активной мощностью менее указанной в табл. 6.3 экономически целесообразную загрузку по реактивной мощности определяют
по формуле

, (6.10)

где Д1 и Д2 – потери в СД при его номинальной реактивной мощности (принимают по каталожным и справочным данным); Ср.п – расчетная стоимость потерь (см. п.1.3).

Технические данные некоторых синхронных двигателей

Частота вращения, об/минРном, кВтQном, кварКоэффициенты, кВт
D1D2
CДН, Uном = 6/10 кВ, cos φ = 0,9
633/645 812/817 1010/1010 1260/1265 1610/1620 2000/2010 2500/25105,09 4,74/6,77 6,65/7,58 8,06/8,39 8,13/9,2 10,3/11,3 14,1/10,6 13,8/13,13,99 4,42/6,98 6,8/7,56 7,53/7,2 7,74/8,93 8,91/11,0 11,8/11,8 11,5/11,0
637/642 816/820 1020/1020 1265/1275 1615/1620 2010/2039 2520/25203,88 5,05 5,16 6,48 6,61 8,41/9,08 8,63/9,51 9,22/10,0 11,5/8,49 10,2/9,72 11,3/16,4 20,0/16,52,97 3,63 4,72 5,54 5,88 6,09/8,53 7,61/11,0 8,29/9,36 9,36/10,2 11,7/11,9 13,2/15,4 14,9/16,4
СТД, Uном = 6/10 кВ, cos φ = 0,9
2,02/2,07 2.59/2,47 3/3,21 3,67/3,6 4,56/4/25 4,89/4,8 6,49/5,8 7,23/7,16 7,9/8,34 9,07/8,95 9,04/8,98 10,4/10,4 14,2/11,9 17/16,73,25/3,44 3,95/4,46 4,49/3,03 4,07/4,92 4,85/6,27 6,72/7,56 6,39/7,96 8,12/10,1 11,4/12,6 13,6/15 13/16,3 17/19,4 19,5/21,4 24,4/27,4

Если окажется, что QСД э

Если реактивная мощность, вырабатываемая СД, оказывается недостаточной, дополнительно устанавливают конденсаторные батареи на ВН.

Пример 6.1.Выбрать число и мощность силовых трансформаторов для компрессорной станции с учетом компенсации реактивной мощности, рассчитать суммарную реактивную нагрузку на шинах 10 кВ РП компрессорной станции (рис. 6.3) с учетом мощности генерируемой синхронными двигателями. Нагрузка компрессорной на напряжении 0,4 кВ составляет Рр = Рсм =
= 2880 кВт, Qр = Qр.т = Qсм = 2150 квар. Компрессорная работает в две смены и расположена в Сибири. Удельная плотность нагрузки компрессорной составляет 0,2 кВ∙А/м 2 . Технические данные синхронных двигателей, установленных в компрессорной:

Активная мощность Рном. СД, кВт
Реактивная мощность Qном. СД, квар
Частота вращения n, об/мин
Коэффициент загрузки КСД0,85
Коэффициент мощности tg φ(cos φ)0,48 (0,9)
Количество рабочих СД7 (6 + 1 резервный)
Рис. 6.3. Расчетная схема к примеру 6.1

Решение.1. Учитывая удельную плотность нагрузки, принимаем к установке трансформаторы с номинальной мощностью Sном. т = 1000 кВА и с коэффициентом загрузки 0,8.

2. Определяем минимальное число цеховых трансформаторов:

.

3. Оптимальное число трансформаторов

,

где m − определено по рис. 1.5, а.

4. Находим по (1.8) наибольшую реактивную мощность, квар, которую целесообразно передать через 4 трансформатора:

.

5. Определяем мощность QНК1, квар,по (1.9):

QНК1 = Q – Qmax. т = 2150 – 1394,85 =755,15.

6. Находим дополнительную мощность QНК2, квар,по (1.10):

,

где при Kр1 = 15 (табл. 1.3) для магистральной схемы с тремя и более трансформаторами.

Что такое номинальная активная мощность двигателя

Название: Электроснабжение — Учебное пособие (Вячеслав Ольховский)

Жанр: Технические

Просмотров: 1618

Активная мощность синхронного двигателя

Для перевозбужденного неявнополюсного синхронного двигателя в соответствии с эквивалентной схемой в на рис.2.2 и в соответствии с выражением (2.1) можно записать следующее уравнение:

где — активная и реактивная составляющие тока статора.

На рис.2.4 а приведена векторная диаграмма синхронного двигателя, построенная на комплексной плоскости в соответствии с выражением (2.2).

Рис.2.4. Векторная диаграмма (а) и угловая характеристика (б)

На векторной диаграмме отрезки АБ и СД равны, поэтому:

Если умножить левую и правую части этого уравнения на величину , то получим угловую характеристику синхронного двигателя с гладким ротором:

Эта характеристика приведена на рис.2.4 б (кривая 1). Нормальному режиму работы соответствует выделенная жирной линией часть левой ветви этой характеристики. При этом мощность двигателя: , а угол нагрузки: . Кратность определяет запас статической устойчивости двигателя. При изменении тока возбуждения изменяется величина и соответственно максимальной мощности . Отсюда видно, что в стремлении иметь побольше величину на практике используется режим перевозбуждения синхронных двигателей, тем более, что в этом режиме двигатель является источником реактивной мощности.

Читать еще:  Бесколлекторный двигатель своими руками расчет

Анализируя аналогично векторную диаграмму явнополюсного синхронного двигателя можно получить следующее выражение для активной мощности на валу:

По сравнению с неявнополюсными двигателями (2.3) здесь добавляется в правой части мощность, обусловленная несимметрией ротора по осям dq () — кривая 2 на рис.2.4 б. Кривая 3 соответствует суммарной мощности (2.4).

При изменении напряжения изменяется и угол . Так как скорость вращения ротора при этом не изменяется, то остается неизменной.

Отсюда очевидно, что при уменьшении (при ) активная составляющая тока статора увеличивается, при увеличении — уменьшается.

Поведение реактивной составляющей при изменении напряжения рассмотрено ниже.

Реактивная мощность синхронных двигателей

Из анализа векторных диаграмм получены следующие выражения для реактивной мощности:

для неявнополюсных двигателей:

Для явнополюсных двигателей величина мала, поэтому третьей составляющей в правой части последнего уравнения можно пренебречь и оно приобретает вид, идентичный уравнению (2.6).

Таким образом, реактивная мощность как явнополюсного, так и неявнополюсного двигателей имеет две составляющие:

— зависит от тока возбуждения, напряжения в сети и загрузки двигателя;

Рис.2.5. Зависимость реактивной мощности синхронного двигателя от

угла нагрузки (а) и от напряжения в сети (б) при различных значениях тока возбуждения.

— зависит только от квадрата напряжения.

Как видно из выражения (2.6) реактивная мощность синхронных двигателей зависит от трех параметров: величины тока возбуждения (), напряжения в сети и загрузки двигателя. Эта зависимость проиллюстрирована на рис.2.5, где кривые 1 соответствуют меньшему току возбуждения, кривые 2 — большему.

Кривые на рис.2.5 а характеризуют зависимость реактивной мощности синхронного двигателя от величины угла нагрузки при постоянстве и . Это косинусоиды, смещенные вниз относительно оси на величину . При этом, чем больше ток возбуждения (чем больше ), тем при больших значениях коэффициента загрузки (больших ) наступает момент, когда .

Кривые на рис.2.5 б отражают зависимость при неизменной загрузке и возбуждении двигателя.

При синхронный двигатель потребляет из сети только активную мощность. Если относительно этой точки увеличить ток возбуждения, либо уменьшится загрузка двигателя или напряжение в сети, то двигатель перейдет в режим перевозбуждения (). Если эти параметры изменятся в обратную сторону, то наступит режим недовозбуждения ().

Зависимость величины тока статора двигателя от величины тока возбуждения при постоянстве загрузки двигателя и напряжения в сети определяется U-образными характеристиками (рис.2.6)

Рис.2.6. U-образные характеристики синхронных двигателей:

кривая 1 для; 2 -для ; 3 -для

Ток статора имеет активную и реактивную составляющие

где — соответствует режиму перевозбуждения;

— в режиме недовозбуждения.

При холостом ходе (точка а1) при токе возбуждения ток статора минимален, так как не содержит реактивной составляющей (), а величина его определяется потерями холостого хода (механические потери и потери в стали). С увеличением минимум тока статора (точки а2 и а3) имеет место при больших токах возбуждения (). Правее пунктирной кривой а1а3 — режим перевозбуждения, левее — недовозбуждения.

Номинальный ток двигателя — максимально допустимый по нагреву обмотки статора ток. Так как , а реактивная составляющая зависит от тока возбуждения, то регулируя соответствующим образом , можно получить ток статора, равный номинальному, при любой загрузке двигателя, включая холостой ход (точки на рис.2.6).

Если при постоянстве и изменять загрузку двигателя от холостого хода до номинальной, то режим работы двигателя переходит из точки в и далее в . При этом возрастает активная составляющая тока статора и уменьшается реактивная .

Таким образом, если двигатель имеет , то увеличивая ток возбуждения можно получить от двигателя реактивную мощность, большую номинальной, что используется на практике для компенсации реактивных нагрузок. При этом естественно увеличиваются потери в обмотке статора, минимум которых соответствует кривой .

Если напряжение в сети отличается от номинального, то приведенные на рис.2.6 кривые сместятся: при увеличении напряжения — вправо, при снижении — влево. Рассмотрим, например точку . Этой точке соответствует для кривой 1 на рис.2.5 . При уменьшении напряжения двигатель переходит в режим перевозбуждения и начинает вырабатывать реактивную мощность . Чтобы обеспечить в этом случае , необходимо уменьшить ток возбуждения, то есть точка на рис.2.6 сместится влево.

Содержание

Читать: Аннотация
Читать: Введение
Читать: 1. асинхронные электродвигатели
Читать: 1.1. эквивалентная схема и векторные диаграммы асинхронного двигателя
Читать: 1.2. вращающий момент и механическая характеристика ад
Читать: 1.3. потери в асинхронных двигателях
Читать: Синхронные электродвигатели
Читать: Принцип работы и векторные диаграммы
Читать: Активная мощность синхронного двигателя
Читать: 2.4. потери в синхронных двигателях
Читать: 2.5. рабочие характеристики синхронного двигателя
Читать: 2.6. пуск синхронных двигателей
Читать: Самозапуск синхронных двигателей
Читать: Асинхронный режим синхронных двигателей
Читать: Литература

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector