Общие сведения. Энергетика электропривода

Энергетика электропривода

Общие сведения

Назначением электропривода является преобразование электрической энергии в механическую и управление электромеханическими процессами преобразования. В связи с этим энергетические показатели и характеристики электропривода имеют первостепенное значение, так как электропривод потребляет свыше половины производимой электроэнергии.

Любой процесс передачи и преобразования энергии сопровождается ее потерями, т.е. потребляемая мощность Р₁ всегда больше выходной мощности, передаваемой рабочей машине Р₂, на величину потерь DР.

Энергетическую эффективность процесса оценивают посредством коэффициента полезного действия (КПД), определяемого через потери, как:

(9.1)

При практических расчетах известны КПД двигателя, механических передач как отдельных устройств, поэтому КПД электропривода определяется произведением КПД электрического преобразователя, механического преобразователя – двигателя и механической части:

(9.2)

где P_ро – мощность на рабочем органе механизма.

Важным энергетическим показателем любого структурного элемента или электропривода в целом является его номинальное значение КПД:

(9.3)

где Р_н, DР_н – номинальная выходная мощность и номинальные потери.

Оценкой энергетической эффективности любого элемента тогда будет зависимость КПД от относительной нагрузки η=f(P/P_н).

В случаях, когда в линии, питающей электропривод, напряжение и ток не совпадают по фазе и имеют несинусоидальную форму, используется еще одна энергетическая характеристика – коэффициент мощности, определяемый как

(9.4)

где Р – активная мощность;

n = I/I₍₁) – коэффициент искажений;

U, I, I₍₁₎ – действующие значения напряжения, тока, первой гармоники тока;

j₍₁₎ – угол сдвига между первыми гармониками напряжения и тока.

При небольших искажениях n» 1, коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к действующему значению, тогда c» соsφ.

При передаче по линии с некоторым активным сопротивлением R_л активной мощности Р при cosj ¹ 1 потери мощности переменного тока DР_~ вырастут в сравнении с потерями при передачи той же мощности постоянным током DР₌ в отношении

Оценки энергетической эффективности электропривода вида (9.1-9.3) справедливы, если процесс неизменен во времени. Если же нагрузка заметно меняется во времени, следует пользоваться оценками, определяемыми по энергиям за время t:

Для циклических процессов с однонаправленным потоком энергии и временем цикла t_ц используют цикловой КПД, определяемый как

(9.4)

где W_ц и D W_ц – полезная энергия и потери энергии за цикл.

Дата добавления: 2015-07-15