17. Причины возникновения несинусоидальных токов
На практике зависимости ЭДС и токов от времени всегда в большей или
меньшей степени отличны от синусоидальных. Например, в генераторах пере-
менного тока (синхронных генераторах) из – за того, что кривая распределения
магнитной индукции вдоль зазора между статором и ротором отличается от си-
нусоидальной. Кроме того, в цепях, содержащих нелинейные элементы, даже
при синусоидальных ЭДС источников возникают несинусоидальные токи и на-
пряжения. К таким цепям можно отнести выпрямители.
18. Методы снижения потерь в эд
Энергосбережение в регулируемом электроприводе.
Системы электропривода водоснабжения, теплоснабжения, вентиляции, характеризуются
цикличностью работы. Даже в течении дня нагрузка на двигатель может колебаться в пределах
80%.
Суть энергосбережения регулированием электропривода, в системах с колеблющейся
нагрузкой, заключается в потреблении в каждый момент мощности, необходимой для работы
приводного механизма в данный момент.
Достигается это регулированием электропривода с помощью преобразователей частоты.
Преобразователь частоты, таким образом изменяет соотношение подаваемых на двигатель
напряжения и частоты питания, что двигатель потребляет в данный момент мощность, точно
соответствующую требуемой мощности на нагрузке. Изменение потребляемой мощности
возможно произести вручную с пульта управления преобразователя, или автоматически с
помощью обратной связи от датчиков давления, расхода и т.п. Наличие встроенных
регуляторов, для датчиков, панелей управления с индикацией технологического параметра,
встроенной температурной защиты, защиты от перенапряжений и максимальных токов,
функции безопасного останова делает подключение преобразователей к существующим
системам привода, доступной для более или менее квалифицированного персонала.
Экономия электроэнергии при этом оценивается от 35 до 65%. Одновременно экономиться
вода, тепло - оценочно до 15%.
Дополнительной экономии электроэнергии в электроприводе с цикличной нагрузкой можно
добиться с помощью тонкой настройки преобразователя частоты, при которой
электродвигатель работает с оптимальным к.п.д. в широком диапазоне изменения величины
нагрузки и скорости.
Трехфазный регулятор напряжения
Типичная схема трехфазного тиристорного регулятора (преобразователя) напряжения ТПН, включаемого между сетью переменного тока и нагрузкой (АД), представлена на рис. 4.25,а. Три пары встречно-параллельно включенных тиристоров управляются блоком управления БУ, представляющим собой любое устройство типа СИФУ (схема импульсно-фазового управления). СИФУ подает на тиристоры открывающие импульсы в моменты, сдвинутые на изменяемый угол a относительно момента естественной коммутации, благодаря чему напряжение меняется от U = Uн(a = 0) теоретически до 0 (a = 180°) (рис. 4.25,б). Закрывание тиристоров происходит естественно – при изменении полярности напряжения.
|
|
а) |
б) |
Рис. 4.25. Тиристорный регулятор напряжения Регуляторы напряжения, отличающиеся предельной простотой, доступностью элементной базы (тиристоры), малыми габаритами, высокой надежностью и низкой стоимостью, давно используются в мировой практике в качестве регуляторов скорости маломощных, обычно однофазных двигателей (доли кВт) и в качестве устройств плавного пуска трехфазных двигателей значительной (десятки – сотни кВт) мощности. Они же могут использоваться и для управления напряжением в целях энергосбережения при w » const, но сильно меняющейся нагрузке. Как подчеркивалось ранее, эти устройства не должны применяться для регулирования скорости сколько-нибудь мощных АД, приводящих во вращение насосы, вентиляторы и другие машины, работающие в продолжительном режиме.
Трёхфазные инверторы обычно используются для создания трёхфазного тока для электродвигателей, например для питания трёхфазного асинхронного двигателя. При этом обмотки двигателя непосредственно подключаются к выходу инвертора.
Высокомощные трёхфазные инверторы применяются в тяговых преобразователях в электроприводе локомотивов, теплоходов, троллейбусов (например, АКСМ-321), трамваев,прокатных станов, буровых вышек, в индукторах (установки индукционного нагрева[3]).
Принцип действия
На рис.4.1. а показана функциональная схема автоматического регулиро- вания напряжения генератора. В состав схемы входит сам объект регулирования - генератор с системой возбуждения и регулятор напряжения. Совместно регу- лятор и объект составляют систему- автоматического регулирования (САР).
В свою очередь регулятор состоит из измерительного (Изм.), усилитель- ного (У) и исполнительного (Исп.) элементов. В общем случае в одном элементе могут быть совмещены несколько функций, например, измерение отклонения и усиление или усиление и исполнение. Может быть и обратное решение, когда одна функция реализуется на двух элементах, например, когда усиления одного усилителя недостаточно и последовательно включается второй усилитель.
На вход измерительного элемента подаются заданное напряжение U0,которое должно поддерживаться на генераторе, и фактическое напряжение генератора U (последнее позволяет замкнуть систему регулирования). Фактическое напряжение U действует встречно с заданным напряжением U0 вследствие чего в измерительном элементе происходит измерение разности этих напряжений. При отклонении фактического напряжения генератора от заданного измерительный элемент подает воздействие через усилительный иисполнительный элементы на систему возбуждения. Происходит корректировка возбуждения, и напряжение генератора восстанавливается до заданного значения.