ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Аннотация
Энергетические показатели асинхронных двигателей (АД), коэффициент мощности и коэффициент полезного действия, существенно зависят от параметров питающего напряжения (величина, частота) и режима работы (коэффициент загрузки). Для повышения эффективности эксплуатации применяются различные способы снижения реактивной мощности. Можно выделить искусственные способы, основанные на применении дополнительных устройств, и возможность уменьшения реактивной мощности естественным путем. Выполненные исследования направлены на выявление зависимостей энергетических показателей АД в функции напряжения статора. Характерной эксплуатационной особенностью трехфазных АД являются относительно большие значения токов холостого хода I0 (до 40 % от Iн), которые в большей степени являются реактивными и в значительной степени определяют коэффициенты мощности. Таким образом, реактивная мощность, потребляемая из сети, в меньшей степени зависит от нагрузок. При изменении фазного напряжения реактивная мощность изменяется в квадратичной зависимости. Кроме того, изменение напряжения приводит к изменению индуктивного сопротивления, зависящего от насыщения магнитной системы АД. При определении целесообразности изменения (снижения) фазного напряжения, подводимого к АД, исследованы зависимости изменения дополнительной реактивной мощности ΔQ, которая тем значительнее, чем меньше нагружен АД, и потерь активной мощности в АД, определяющих их нагрев, в функции Uф. Выполненные исследования раскрывают возможности естественного повышения коэффициента мощности АД при их работе с коэффициентом загрузки kз<1. В случае реализации этих возможностей средневзвешенный коэффициент мощности cosφср производственных предприятий в целом может иметь значения не ниже 0,9. Полученные результаты исследований позволяют сделать вывод о целесообразностиsиспользования пониженного напряжения Us для трехфазных двигателей, работающих в областях малых нагрузок.
Ключевые слова
коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, реактивная мощность, электрическая энергия, электродвигатель, электропривод, энергетические показатели
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
ГОСТ Р 50369-1992. Электроприводы. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 14 с.
Burkov A. F. Main Types Electric Drives Marine Vessels of Russia / A. F. Burkov // Global Journal of Pure and Applied Mathematics. - 2016. - Vol. 12. - No. 1. - Pp. 533-543.
Сердешнов А. П. Ремонт электрооборудования: в 2 ч. / А. П. Сердешнов. - 2-е изд. - Минск: ИВЦ Минфина, 2008. - Ч. 1. Ремонт электрических машин. - 293 с.
Бурков А. Ф. Теория, методы и средства улучшения качественных характеристик изоляций электрических машин / А. Ф. Бурков, Д. С. Николаев, В. Н. Юрин; под ред. А. Ф. Буркова. - Владивосток: Изд- во МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2016. - 131 с.
Burkov A. F. Reliability Study of Shipboard Electrical Equipment / A. F. Burkov // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2016. - Vol. 11. - Is. 14. - Pp. 3024-3027.
Черный А. П. Применение показателей качества преобразования энергии для оценки состояния и надежности электромеханических систем / А. П. Черный, А. П. Калинов, Д. Г. Мамчур // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: матер. IV междунар. науч.-техн. конф. - Днепродзержинск, 2006. - С. 245.
Бурков А. Ф. Надежность судовых электроприводов / А. Ф. Бурков. - Владивосток: Изд-во ДФУ, 2014. - 204 с.
ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М.: Стандартинформ, 2014. - 20 с.
Тарабин И. В. Компенсация реактивной мощности как метод повышения качества электрической энергии и сокращения потерь на примере данных «МРСК Сибири» / И. В. Тарабин, Р. Б. Скоков, И. А. Терехин, С. А. Горбачев // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2-22. - С. 4876-4879.
Цицикян Г. Н. Качество электроэнергии в автономных системах / Г. Н. Цицикян. - СПб.: Изд-во Крыловского гос. науч. центра, 2014. - 102 с.
Бурков А. Ф. Основы теории и эксплуатации судовых электроприводов / А. Ф. Бурков. - СПб.: Лань, 2017. - 340 с.
Сысун В. И. Электромеханический компенсатор реактивной мощности / В. И. Сысун, А. А. Тихомиров // Международный научно-исследовательский журнал. - 2013. - № 8-1 (15). - С. 55-56.
Железко Ю. С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии / Ю. С. Железко. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.
Радченко П. М. Цели, задачи и направления исследований в области компенсации реактивной мощности в СЭЭС / П. М. Радченко // Сб. науч. тр. НТО им. акад. А. Н. Крылова. - 1986. - № 436. - С. 6-12.
Арпишкин П. Н. Компенсация реактивной мощности электростанций консервного завода / П. Н. Арпишкин, В. Д. Гаврилов, П. М. Радченко // Рыбное хозяйство. - 1989. - № 6. - С. 43-46.
Семёнов А. С. Анализ показателей качества электрической энергии при работе асинхронного двигателя от трехфазного источника питания / А. С. Семёнов, Г. А. Матул, Р. Р. Хазиев [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 9-6. - С. 1210-1215.
Исследование и разработка способов естественного повышения коэффициента мощности судоремонтных заводов // Отчет о НИР ХДТ-6/81; рук. Б. В. Осокин. - Владивосток: Изд-во Дальневост. высш. инж. мор. училища, 1982. - 75 с.
Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. / под ред. А. А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - Т. 1. - 568 с.
Об авторах
Бурков Алексей Федорович - доктор технических наук, профессор
ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет»Юрин Валерий Николаевич - доцент
ФГБОУ ВО «Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского»Аветисян Вагаршак Радиевич - адъюнкт
ФГКВОУ ВО «Тихоокеанское высшее военно-морское училище имени С. О. Макарова»
