Как влияет напряжение на мощность двигателя

Влияние режима напряжения на работу асинхронных электродвигателей

Анализ зависимостей изменения величины дополнительных потей для различных типов двигателей от напряжения на их зажимах показывает что наиболее существенное влияние имеет значение коэффициента загрузки двигателя.

Установлено, что общим для рассмотренных двигателей является увеличение потребляемой реактивной мощности при увеличении подведенного напряжения.

Кроме того, удельное потребление реактивной мощности растет уменьшением коэффициента загрузки.

Для приближенных расчетов можно принимать, что для наибо распространенных трехфазных двигателей серии 4А мощностью 20 — 100 кВт повышение напряжения на 1% приводит к росту реактивной мощности приблизительно на 3%. Для двигателей меньшей номинальной мощности cоответствующее увеличение потреблямой реактивной мощности достигает 5 — 7%

При изменении напряжения на зажимах двигателя изменяется скольжение, а следовательно, и скорость вращения.

При снижении напряжения скорость вращения двигателей заметно снижается, особенно для двигателей меньшей мощности. Наоборот, повышение напряжения приводит к увеличению скорости двигателелей.

При работе двигателей с малыми коэффициентами загрузки влият изменения напряжения на скорость двигателей практически очень мало.

При оценке влияния изменения напряжения на экономичность работы асинхронных двигателей следует учитывать стоимость дополнтельных потерь электроэнергии, вызванных отклонением напряжения увеличение реактивной мощности, потребляемой двигателем, а также изменение экономических показателей, связанных с влиянием изменения скорости вращения на производительность соответствующих механизмов.

В настоящее время отсутствует единая методика оценки экономичности работы асинхронных двигателей. Некоторые специалисты вообще отрицают целесообразность и возможсть практического выполнения подобных расчетов, мотивируя это что изменение активной и реактивной мощности, потребляемой двигателем при относительно небольших отклонениях от номинального напряжения, мало, а влияние изменений скорости двигателей на (производительность механизмов в этих условиях практически вообще отсутствует и не может быть даже замечено.

В то же время имеются данные о том, что правильная оценка влияния изменений напряжения на экономичность работы асинхронных электродвигателей в ряде случаев позволяет получить существенный эффект.

Если влияние скорости вращения двигателя на производительность механизмов имеет место, то напряжение на зажимах двигателей должно поддерживаться не ниже номинального при малых коэффициентах грузки, и в пределах наибольшего допустимого значения при больших коэффициентах загрузки (близких к номинальной).

При отсутствии влияния скорости вращения двигателя на производительность механизмов целесообразно поддерживать напряжение на зажимах двигателей не выше номинального при больших коэффициентах загрузки и ниже номинального при малых коэффициентах загрузки.

Экономические характеристики могут быть построены как для отдельных электроприемников, так и для узлов распределительной сети или для узлов нагрузки электрических систем.

Размещено компанией ООО «ЭЛТЕХКОМ-ЕК» [03.12.2009]

Источник

Влияние качества электроэнергии на работу электродвигателей

Одним из главных условий обеспечения нормальной работы электродвигателей является питание их электроэнергией, параметры которой соответствуют определенным требованиям к ее качеству.

Основные показатели качества электроэнергии (ПКЭ) связаны с такими параметрами, как отклонения частоты и напряжения, колебание напряжения, несинусоидальность и несимметрия напряжения. Во избежание длительного нарушения нормальной работы электродвигателей основные ПКЭ не должны выходить за пределы своих нормальных значений, а в послеаварийных режимах — за пределы определенных максимальных значений. Рассмотрим как показатели качества электроэнергии влияют на работу электродвигателей.

Читайте также:  Датчик температуры 405 двигателя где расположен

На надежность и долговечность работы электродвигателей в значительной степени влияет их тепловой режим. Так, для асинхронных и синхронных двигателей влияние отклонения напряжения на их тепловой режим зависит и от загрузки двигателей. Работа электродвигателей при пониженном напряжении приводит к перегреву изоляции и может явиться причиной выхода их из строя. Дело в том, что при снижении напряжения в пределах нормы (+ 10 %) токи ротора и статора увеличиваются в среднем соответственно на 14 и 10 %.

При значительной загрузке асинхронных двигателей отклонения напряжения приводят к существенному уменьшению его срока службы. При увеличении тока двигателя происходит более интенсивное старение изоляции. При отрицательных отклонениях напряжения на зажимах двигателя в 10 % и номинальной загрузке асинхронного двигателя срок его службы сокращается вдвое.

При отклонениях напряжения сети изменяется реактивная мощность синхронных двигателей, что имеет важное значение при использовании синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности. Это относится в полной мере и к конденсаторным установкам. При недостаточной реактивной мощности, генерируемой в сеть синхронными двигателями, приходится дополнительно использовать батареи конденсаторов, что снижает надежность системы электроснабжения за счет увеличения числа элементов системы.

Колебания напряжения также, как и отклонения напряжения, оказывают отрицательное влияние на работу электродвигателей. Весьма чувствителен к отклонениям напряжения питающей сети вентильный электропривод, так как изменение выпрямленного напряжения приводит к изменению частоты вращения двигателей.

На предприятиях, имеющих собственные ТЭЦ, колебания амплитуды и фазы напряжения, возникающие при колебаниях напряжения, приводят к колебаниям электромагнитного момента, активной и реактивной мощностей генераторов, что отрицательно сказывается на устойчивости работы станции в целом, а, следовательно, на ее функциональной надежности.

Несинусоидальные режимы оказывают ощутимое влияние на надежность работы электродвигателей. Это объясняется тем, что при наличии высших гармоник в кривой напряжения более интенсивно протекает процесс старения изоляции, чем в случае работы электрооборудования при синусоидальном напряжении. Так, например, при коэффициенте несинусоидальности 5 %, через два года эксплуатации тангенс угла диэлектрических потерь конденсаторов увеличивается в 2 раза.

Несимметрия напряжения неблагоприятно сказывается на работе и сроке службы асинхронных двигателей. Так, несимметрия напряжения в 1 % вызывает значительную несимметрию токов в обмотках (до 9 %). Токи обратной последовательности накладываются на токи прямой последовательности и вызывают дополнительный нагрев статора и ротора, что приводит к ускоренному старению изоляции и уменьшению располагаемой мощности двигателя. Известно, что при несимметрии напряжения в 4 % срок службы асинхронного двигателя, работающего с номинальной нагрузкой, сокращается примерно в 2 раза; при несимметрии напряжения в 5 % располагаемая мощность асинхронного двигателя уменьшается на 5 — 10 %.

Магнитное поле токов обратной последовательности статора синхронных машин индуцирует в массивных металлических частях ротора значительные вихревые токи, вызывающие повышенный нагрев ротора и вибрацию вращающейся части машины. При значительной несимметрии вибрация может оказаться опасной для конструкции машины.

Нагрев обмотки возбуждения синхронного двигателя за счет дополнительных потерь от несимметрии напряжения приводит к необходимости снижать ток возбуждения, при этом уменьшается реактивная мощность, выдаваемая синхронным двигателем в сеть.

Читайте также:  Как отличить инжекторный двигатель от карбюраторного

Источник

Что следует знать о напряжении бортовой сети своего железного коня?

Чтобы электрооборудование автомобиля работало в нормальном режиме, в бортовой сети авто всегда должно быть номинально установленное напряжение. Его скачки могут привести к возможным замыканиям в электропроводке, что спровоцирует выход из строя тех или иных электронных устройств и оборудования. Какое должно быть напряжение в бортовой сети автомобиля и как его увеличить — читайте ниже.

Нормальное напряжение

Какое должно быть нормальное напряжение в бортсети? Напряжение в бортовой сети автомобиля 12 В должно составлять 14.2-14.4 Вольта. Это касается всех транспортных средств, начиная от Запорожцев и заканчивая Гелендвагенами. Такой параметр должен быть при запущенном двигателе под нагрузкой.

Если наблюдается просадка напряжения, вызванная недостаточным зарядом аккумулятора на 12 вольт, то при включении, например, оптики, этот параметр будет ниже 14 вольт. Все потому, что обмотка возбуждения генераторного устройства питается от батареи посредством обратной связи. И если АКБ будет не до конца заряжена, в сети не сможет быть обеспечен оптимальный ток обмотки и нормальная работа генераторного устройства.

Это проявляется при активации наружного освещения и сопровождается общей потерей мощности электроцепи. Освещение может быть тусклым при езде на холостых оборотах, а когда водитель дает газу, свет стабилизируется до нормального. Поэтому диагностика АКБ должна осуществляться не по напряжению при запуске двигателя, а по параметру плотности электролита. Это позволит не допустить разности показаний между электродвижущей силой батареи и ее током.

Отметим, что напряжение бортовой сети автомобиля может изменяться в зависимости от климатических условий региона, в которых эксплуатируется автомобиль. Если авто было пригнано с юга, а вы живете на севере, то незначительное падение данного показателя в электроцепи авто допускается. Если на автомобиле используется частично разряженная батарея, ее необходимо заряжать, иначе весь заряд быстро снизится и АКБ будет неработоспособной. Если на авто используется старая батарея, со временем в ней может начать рассыпаться активная масса из пластин и внутри конструкции может произойти короткое замыкание. А это станет причиной потери емкости, то есть возможности сохранять зарядку аккумулятора.

Бортовое напряжение в сети транспортного средства должно составлять от 14.2 до 14.4 вольт при включенном двигателе и активированных потребителях энергии. Диагностика этого показателя должна осуществляться на клеммах батареи, а не на выводах генераторного устройства.

Почему падает напряжение?

Чтобы знать, как увеличить напряжение в электроцепи авто, необходимо разобраться в причинах:

  1. Неисправность аккумулятора — как показывает практика, это одна из распространенных причин. Чтобы аккумулятор после стоянки смог восполнить свой заряд, на машине необходимо проехать около 20 минут. Но если батарея разряжается по определенным причинам (к примеру, из-за сульфатации пластин или из-за нехватки электролита), то такой метод восполнения заряда не поможет. Необходимо точно выявить причину, по которой батарея не держит заряд и ликвидировать ее — восполнить уровень электролита, а иногда просто зарядить ее. Если поняли, что АКБ уже восстановить нельзя, то лучше заменить.
  2. Генератор. Некорректная работа генератора может привести к неполадкам в работе бортовой сети. Перед тем, как напряжение в проводке повысить, нужно выявить причину неправильной работы генераторного узла.
  3. Утечка тока. Иногда бывает такое, что обрыв в электроцепи приводит к утечке тока. Для ликвидации проблемы необходимо выявить точное место утечки и устранить обрыв.
  4. Использование оборудования, которое не подходит. Если номинал используемых электроприборов не соответствует тому, который установил производитель, это приведет к падению напряжения. Если используете мощные лампы освещения либо множество различных гаджетов, на применение которых аккумулятор не рассчитан, это станет причиной падения напряжения. АКБ будет выдавать необходимый для нормальной работы ламп света или электронных устройств заряд, при этом он не будет успевать восполняться.
Читайте также:  Toyota fortuner какой двигатель

Как повысить ?

Падение и слишком низкое напряжение бортовой сети может быть обусловлено разными причинами. Перед тем, как увеличить напряжение в сети с 5 до 12 Вольт, необходимо убедиться в том, что автомобильный генератор функционирует в нормальном режиме. Если проседание энергии обусловлено неправильной работой, то необходимо произвести демонтаж и ремонт устройства, заменив вышедшие из строя механизмы на новые.

Часто данный параметр падает из-за разряженного аккумулятора, тогда возможно, есть смысл его продиагностировать — проверить на наличие трещин, заменить электролит или правильно зарядить. В плане зарядки необходимо учитывать определенные моменты — процедура должна осуществляться с использованием только рабочего зарядного устройства с соблюдением всех правил и нюансов. Подробно эти моменты описаны в статье.

Установка диода в цепь генератора

Если показатель в электроцепи падает, но это не связано с работой генератора или батареи, то своими силами можно осуществить его повышение. Задача заключается в том, чтобы «обмануть» регулятор генератора и заставить его «думать», что в бортовой сети авто еще более низкое напряжение, чем есть на самом деле. Сделав это, генераторное устройство будет восполнять необходимый запас мощности, чтобы выполнить эту задачу, в цепь питания узла необходимо добавить диод. В частности, он должен быть установлен так, как на фото.

Перед тем, как поднять напряжение, которое падает, учтите — важно соблюдать полярность при установке диода. Если полярность будет спутана, ничего не произойдет, но узел не сможет давать нужный заряд. Отметим, что диод должен быть рассчитан на ток не меньше 5 Ампер. Поскольку в процессе работы генераторного узла диод будет нагреваться, оптимальным будет его монтаж на радиаторе.

При выборе диодного элемента необходимо учитывать один нюанс — для германиевых деталей показатель падения напряжения составит около 0.3-0.7 вольт, а для кремниевых — от 0.8 до 1.2 вольт. Это именно то значение, на которое увеличится напряжение в электроцепи. Учитывайте этот момент при выборе, он определит конечный результат. Если напряжение в бортсети падает до 1.2 вольт, а вы будете использовать повышающий диод на 0.3 вольта, то смысла от повышения мощности бортсети будет мало.

При монтаже диодного элемента необходимо сделать так, чтобы провод от него не был установлен внатяг, это будет не совсем удобно. Оптимальным вариантом будет увеличить длину кабеля приблизительно на 2 сантиметра от диода. Так его будет легче вмонтировать в разъем реле напряжения генераторного устройства, а при необходимости демонтажа это будет сделать легче.

Источник

Adblock
detector