Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором
В работе рассмотрено подключение САФ параллельно АМ для улучшения пусковых характеристик и уменьшения потерь энергии. У роботі розглянуто підключення САФ паралельно АМ для покращення пускових характеристик та зменшення втрат енергії. The article considers a compensated asynchronous machine that cons...
Saved in:
| Published in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143202 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором / Г.Г. Жемеров, В.Ю. Колесник // Електротехніка і електромеханіка. — 2009. — № 3. — С. 20-24. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860029339124367360 |
|---|---|
| author | Жемеров, Г.Г. Колесник, В.Ю. |
| author_facet | Жемеров, Г.Г. Колесник, В.Ю. |
| citation_txt | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором / Г.Г. Жемеров, В.Ю. Колесник // Електротехніка і електромеханіка. — 2009. — № 3. — С. 20-24. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Електротехніка і електромеханіка |
| description | В работе рассмотрено подключение САФ параллельно АМ для улучшения пусковых характеристик и уменьшения потерь энергии.
У роботі розглянуто підключення САФ паралельно АМ для покращення пускових характеристик та зменшення втрат енергії.
The article considers a compensated asynchronous machine that consists of a power active filter and an asynchronous machine switched in parallel. The starting system of the asynchronous machine is set at the nominal voltage of 380 V and power of 75 kW. An equivalent circuit of the system is given, time diagrams of voltage and currents in the system are built for starting of the asynchronous machine with and without the power active filter.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:51:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
20 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2009. №3.
УДК 621.314
Г.Г. Жемеров, В.Ю. Колесник
КОМПЕНСИРОВАННАЯ АСИНХРОННАЯ МАШИНА
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
У роботі розглянуто підключення САФ паралельно АМ для покращення пускових характеристик та зменшення
втрат енергії.
В работе рассмотрено подключение САФ параллельно АМ для улучшения пусковых характеристик и уменьшения
потерь энергии.
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на широкое внедрение, частотно регу-
лируемых электроприводов с электрическими маши-
нами переменного тока наиболее распространенным
видом промышленного электропривода остается не-
регулируемый электропривод с трехфазной коротко-
замкнутой асинхронной машиной (АМ). Часто номи-
нальная мощность АМ оказывается соизмеримой с
установленной мощностью трансформатора, питаю-
щего предприятие. В таких случаях возникает про-
блема пуска АМ, поскольку прямой пуск может при-
водить к недопустимым провалам напряжения на ши-
нах трансформаторной подстанции, влияющим на
работу подключенных к ним нагрузок. Проблема пус-
ка АМ решается включением пусковых реакторов
последовательно с обмотками статора или примене-
нием полупроводникового преобразователя того или
иного типа, например, тиристорного регулятора пе-
ременного напряжения (ТРН) [1] или автономного
инвертора [2], ограничивающих пусковой ток. Ука-
занные способы пуска требуют дополнительных за-
трат и не всегда обеспечивают необходимые пуско-
вые характеристики, такие как пусковой момент, по-
тери энергии при пуске, время пуска.
Последние достижения силовой электроники по-
зволили создать эффективные силовые активные
фильтры (САФ) на основе силовых транзисторов и
накопителей электрической энергии небольшой энер-
гоемкости. В работе [3] показана возможность приме-
нения САФ в распределительных сетях электроснаб-
жения для снижения потерь электроэнергии за счет
компенсации мгновенной реактивной мощности и
пульсаций мгновенной активной мощности. Принци-
пиально описанный в [3] компенсатор, выполненный
на основе САФ, может быть подключен параллельно
обмоткам статора АМ, причем не только на период
пуска, но и постоянно при длительной работе АМ.
Назовем асинхронную машину с параллельно под-
ключенным компенсатором на основе САФ компен-
сированной асинхронной машиной (КАМ).
КАМ может обладать следующими свойствами:
– в любых режимах работы фазные токи, потреб-
ляемые из сети, совпадают либо противоположны по
фазе с фазными напряжениями сети;
– при прямом пуске величины пусковых токов
КАМ существенно меньше, чем пусковые токи не-
компенсированной АМ;
– в установившемся режиме работы мгновенная
реактивная мощность на входе КАМ блика к нулю,
вследствие чего уменьшатся потери энергии в кабелях
и трансформаторе, через которые КАМ подключена к
сети, и повышается суммарный КПД системы элек-
троснабжения;
– пусковой момент, развиваемый КАМ, сущест-
венно выше по сравнению с пусковым моментом АМ
при пуске с помощью ТРН.
В настоящей работе рассматриваться пусковые и
рабочие характеристики КАМ, а также КПД системы
электроснабжения с КАМ. Дана оценка экономиче-
ской целесообразности применения КАМ как для ре-
жима пуска, так и при длительной работе.
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С САФ
Упрощенная схема системы электроснабжения с
КАМ приведена на рис. 1.
kV10
kV38.0
АМСАФ
1l
kVAS
HzkV
250
50,38.0/10
=
kVAS 75=
kWS 150=
2l
HzkV 50,110
1T
2T
ТПшины
MVAS
HzkV
25
50,10/110
=
фидер
тныйвысоковоль
КАМ
Нагрузка Нагрузка
AI 228=AI 114=
Рис. 1. Упрощенная схема энергоснабжения предприятия
Трансформаторная подстанция (ТП) предприятия
подключается к мощному трансформатору Т1
110/10 kV посредством высоковольтного фидера, дли-
на которого (l1) может достигать нескольких километ-
ров. На ТП установлен трансформатор Т2 10/0.38 kV
мощностью 250 kVА. Расстояние между шинами под-
станции и КАМ (l2), как правило, составляет от не-
скольких десятков до нескольких сотен метров. Па-
раллельно КАМ к шинам трансформаторной подстан-
ции подключены другие нагрузки.
Характеристики системы электроснабжения с
КАМ целесообразно рассматривать при конкретных
параметрах элементов схемы и АМ.
В настоящей работе рассматривается АМ типа
5АМ280М8 [4]. Параметры схемы замещения АМ,
принятые при моделировании, следующие:
– номинальная мощность Pn = 75 kVA;
– фазное номинальное напряжение обмоток ста-
тора Ust nom = 220 V;
– номинальная частота тока статора fn = 50 Hz;
– активное сопротивление статора и приведенное
активное сопротивление ротора Rst = R'r = 0.063 Ω;
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2009. №3. 21
– собственная индуктивность статора и приве-
денная собственная индуктивность ротора
Lst = L'r = 0.00058 H;
– взаимная индуктивность статора и ротора
Lm = 0.0174 H.
Номинальная мощность других нагрузок, под-
ключенных к шинам 0.38 kV ТП, составляет 150 kV,
при cos φ = 0.8.
Сопротивление кабеля, которым АМ подключена
к ТП, рассчитано исходя из того, что при номиналь-
ном токе статора АМ плотность тока в кабеле состав-
ляет 3 A/mm2. Сопротивление высоковольтного кабе-
ля определено при допущении, что его сечение равно
16 mm2. Удельная индуктивность кабелей принята
равной 1 μH/m. Длины алюминиевых кабелей, а также
их активные сопротивления, индуктивности и другие
параметры приведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры кабелей
Кабельное
соединение
на рис. 1
Длина
l, m
Индук-
тивность,
lкаб, mH
Индук-
тивное
сопротив-
ление, Ω
Эквива-
лентное
сопротивле-
ние Rэкв, Ω
Т1-Т2 2000 2.0 0.628 4.13
Т2-КАМ 100 0.1 0.0314 0.087
Для компенсации реактивной мощности в сети
параллельно АМ подключается САФ, выполненный
на основе трехфазного автономного инвертора на-
пряжения (АИН) с емкостным накопителем энергии.
В векторную систему управления САФ подаются сиг-
налы, пропорциональные мгновенным значениям на-
пряжений на входе КАМ, токов кабеля КАМ и токов
статора АМ. Система управления построена на основе
pqr-теории мощности [3].По мгновенным величинам
напряжений и токов трехфазной сети согласно приве-
денным в [3] соотношениям рассчитываются величи-
ны активной и реактивной мощности. Сигнал задания
по мощности формируется путем фильтрации сигнала
фактической активной мощности фильтра низкой час-
тоты второго порядка с частотой среза 10 Hz. По ве-
личинам напряжений сети и сигнала задания по мощ-
ности рассчитываются сигналы задания фазных токов
САФ. Таким образом, САФ практически полностью
компенсирует реактивную составляющую и пульса-
ции активной составляющей тока сети и снижает при
пуске величину этого тока в 2-3 раза в зависимости от
параметров АМ.
ЭКВИВАЛЕНТНААЯ СХЕМА СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
В начале интервала пуска АМ напряжение на
шинах ТП уменьшается вследствие падения напряже-
ния на трансформаторе Т2 и кабелях. При использо-
вании САФ напряжение на статоре АМ повышается
по сравнению с прямым пуском за счет снижения па-
дения напряжения в кабелях и трансформаторе Т2.
Для расчета напряжения на шинах ТП и напряжения
на статоре АМ в начале интервала пуска рассмотрим
эквивалентные схемы системы электроснабжения.
На рис. 2, а приведена схема замещения системы
электроснабжения для начального интервала пуска АМ.
Систему целесообразно рассматривать, приведя
индуктивность и активное сопротивление высоко-
вольтного кабеля ко вторичной обмотке трансформа-
тора Т2. Тогда схема представляет собой последова-
тельное соединение источника sU = 220 V, высоко-
вольтного фидера с приведенным значением активно-
го сопротивления '
1kR и приведенным значением ин-
дуктивности '
1kL , трансформатора Т2 с активным со-
противлением RT2 и индуктивностью LT2, кабеля, ко-
торым АМ подключена к шинам ТП, с активным со-
противлением 2kR и индуктивностью 2kL , и АМ с
активным сопротивлением amR и индуктивностью
amL согласно схеме замещения.
amL
amR
2kR
2kL
lZ
'
1kR
2TR
2TL
sU
'
1kL
sI
stI
'
amR
2kR
2kL
lZ
'
1kR
2TR
2TL
sU
'
1kL
sI
stI
)a )б
1kU
1kU 1kU
sU
sU
2kU
2kU
stU
2U
2U
stU
Рис. 2. Эквивалентные схемы системы электроснабжения
для начального интервала пуска: а) АМ; б) КАМ
На рис. 2 б приведена схема замещения системы
электроснабжения для начального интервала пуска
КАМ. АМ с параллельно включенным САФ замеща-
ются эквивалентным резистором с сопротивлением
'
amR , через которое протекает ток, равный активной
составляющей тока АМ:
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ω
ω+
=
am
ams
amsam
am
R
L
LR
R
atancos
)( 22
' . (1)
Подставляя относительные значения amR = 0,07
и amsLω =0,2, получаем '
amR =0,637. Все расчеты бу-
дем проводить в относительных единицах, приняв за
базисное значение напряжения номинальное фазное
напряжение на вторичной обмотке трансформатора
Т2 (220 V), а за базисное значение тока – номиналь-
ный ток статора АМ (114 А).
Рассмотрим представленные на рис. 3, векторные
диаграммы напряжений и токов при пуске АМ
(рис. 3, а) и при пуске КАМ (рис 3, б) в случае, когда
остальные нагрузки не подключены к ТП.
)a
)б
=stI
r
sI
r
sI
r
stU
r
2kU
r
sU
r
1kU
r
2U
r
2U
r
stU
r
2kU
r
1kU
r
sU
r
Рис. 3. Векторные диаграммы в начальном этапе пуска:
а) АМ, б) КАМ, если к ТП не подключены другие нагрузки
22 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2009. №3.
Из диаграммы на рис. 3, а видно, что вектор па-
дения напряжения на высоковольтном кабеле и
трансформаторе Т2 1kU
r
практически совпадает по
фазе с вектором напряжения сети sU
v
. Вектор падения
напряжение на кабеле, соединяющем АМ с ТП, 2kU
r
практически совпадает по фазе с током сети sI
v
, кото-
рый отстает от вектора напряжения сети на угол рав-
ный 62 эл. град. Модуль вектора напряжения на ши-
нах ТП 2U
v
в начальный момент пуска АМ в относи-
тельных единицах составляет 0,91. Модуль тока сети
в относительных единицах составляет 3,72.
Выбранное соотношение параметров схемы за-
мещения иллюстрирует самый худший с точки зрения
провала напряжения на шинах ТП при пуске АМ, по-
скольку вектор падения напряжения на трансформа-
торе и высоковольтном кабеле совпадает по фазе с
вектором напряжения сети.
При пуске КАМ ток сети в начальном интервале
пуска в относительных единицах составляет 1.44, а
напряжение на шинах ТП в относительных единицах
составляет 0,983. Векторы напряжения статора АМ
stU
v
и напряжения 2U
v
практически совпадают по фазе
с вектором напряжения сети sU
v
. Вектор 1kU
r
опере-
жает вектор sU
v
на 60 эл. град., поэтому его модуль
слабо влияет на модуль напряжения 2U
v
.
На рис. 4 представлены векторные диаграммы
напряжений и токов при пуске АМ (рис 4, а) и при
пуске КАМ (рис. 4, б) в случае, когда к ТП подключе-
ны остальные нагрузки (принято cos φ = 1).
)a
)б
stI
r
stU
r
1kU
r
2U
r
sU
r
2kU
r
sI
r
sI
r
stI
r
stU
r
2kU
r
1kU
r
sU
r
2U
r
Рис. 4. Векторные диаграммы на начальном этапе пуска:
а) АМ, б) КАМ, если к ТП подключены другие
нагрузки
Вектор тока сети sI
v
опережает вектор тока ста-
тора машины stI
v
, поскольку ток других нагрузок ак-
тивный. Поэтому вектор падения напряжения на вы-
соковольтном кабеле и трансформаторе Т2 1kU
r
опе-
режает вектор напряжения сети sU
v
на угол 35 эл.
град., а модуль вектора 1kU
r
составляет 22,3% от на-
пряжения сети. Модуль вектора напряжения на шинах
ТП 2U
v
составляет 83% от напряжения сети. Модуль
вектора напряжения на статоре АМ stU
v
еще меньше и
составляет 71,5% от напряжения сети.
При подключении к ТП других нагрузок совме-
стно с КАМ вектор напряжения на шинах ТП практи-
чески совпадает по фазе с векторами токов КАМ и
других нагрузок. Вектор падения напряжения на вы-
соковольтном кабеле и трансформаторе Т2 опережает
вектор напряжения сети на угол 55 эл. град., а модуль
вектора 1kU
r
составляет 21,8% от напряжения сети.
Модуль вектора напряжения на шинах ТП 2U
v
состав-
ляет 89% от напряжения сети.
На рис. 5 приведены графики зависимостей на-
пряжения на шинах ТП и напряжения статора АМ от
длины кабеля l2, соединяющего АМ и ТП, для 4-х
случаев (АМ/КМ, отсутствие/наличие других нагру-
зок), а на рис. 6 приведены аналогичные зависимости
от длины высоковольтного кабеля l1.
нагрузокдругихбезАМU ,1 2− нагрузокдругихбезАМU st ,2 −
нагрузокдругихбезKAMU ,3 2− нагрузокдругихбезKAMUst ,4 −
нагрузкидругиеиАМU ,5 2− нагрузкидругиеиAMUst ,6 −
нагрузкидругиеиКАМU ,7 2− нагрузкидругиеиКAMUst ,8 −
3
1
8
4
7
5
2
6
*2* UUst
мl ,2
Рис. 5. Графики зависимостей напряжения на шинах ТП и
напряжения статора АМ от длины кабеля, соединяющего
АМ и ТП
*2* UUst
4
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
нагрузокдругихбезАМU ,1 2− нагрузокдругихбезАМU st ,2 −
нагрузокдругихбезKAMU ,3 2− нагрузокдругихбезKAMU st ,4 −
нагрузкидругиеиАМU ,5 2− нагрузкидругиеиAMU st ,6 −
нагрузкидругиеиКАМU ,7 2− нагрузкидругиеиКAMU st ,8 −
мl ,1
2
1
3
8
5
6
7
Рис. 6. Графики зависимостей напряжения на шинах ТП и
напряжения статора АМ от длины высоковольтного кабеля
Из рис. 5 видно, что с увеличением сопротивле-
ния кабеля, соединяющего АМ и ТП, при изменении
его длины от 0 до 150 m, напряжение на шинах ТП
увеличивается на 1.3%, а напряжение на статоре АМ
уменьшается на 12.4% и составляет 0.787 при длине
кабеля 100 m. Пусковой момент при этом снижается
до 0.62 от номинального значения. Напряжение на
шинах ТП составляет 0.91 при длине кабеля 100 m.
При пуске КАМ ток в сети снижается в 2.5 раза, по-
этому напряжение на шинах ТП возрастает до 0.983, а
на статоре АМ до 0.918. Необходимо отметить, что
повышение напряжения на шинах ТП обусловлено не
только уменьшением тока сети, но и изменением угла
поворота вектора 1kU
r
относительно вектора напря-
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2009. №3. 23
жения сети (рис. 3). При подключении к шинам ТП
других нагрузок, характер изменения напряжений на
шинах ТП и на статоре АМ не изменяется. Из рис. 6
видно, что увеличение длины высоковольтного кабеля
от 100 до 3000 m приводит к снижению напряжений и
на шинах ТП и на статоре АМ. Напряжение на шинах
ТП при пуске АМ без других нагрузок снижается на
3.9% при изменении длины высоковольтного кабеля
независимо от включения САФ.
Анализируя рис. 5-6, можно сделать вывод, что
использование КАМ позволяет поддерживать напря-
жение на шинах ТП и статоре АМ в пределах -15% от
напряжения сети, в тех случаях, когда без САФ эти
напряжения снижаются на 30-35%.
Пусковой момент на валу машины пропорциона-
лен квадрату напряжения статора, на рис. 7 представ-
лены зависимости пускового момента от отношения
мощности сети к мощности АМ при отключении дру-
гих нагрузок. Мощность сети определяется согласно
следующему выражению:
21
23
kk
s
s
Z
U
P = , (2)
где 21kkZ - модуль суммарного сопротивления кабе-
лей и трансформатора Т2.
Как видно из рис. 7, при отношении мощности
машины к мощности сети, равном 0,1, максимальный
пусковой момент на валу при прямом пуске снижает-
ся в два раза.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10
САФ
пускПрямой
*eT
sAM PP /
Рис. 7. Зависимость максимального пускового момента от
отношения мощности машины к мощности сети
РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ
Потери энергии в кабелях при пуске АМ про-
порциональны квадрату действующего значения про-
текающего в кабелях тока. Для выбранной АМ ток
снижается в 2.5 раза по сравнению с прямым пуском,
соответственно потери снижаются в 6.25 раза. На
рис. 8 представлена зависимость потерь при прямом
пуске АМ и пуске КАМ от длины кабеля между АМ и
ТП, при вентиляторной характеристике нагрузки на
валу. Видно, что при прямом пуске потери в три раза
больше.
Проведем расчет величины потерь энергии в ка-
белях и трансформаторе в установившемся режиме
работы АМ с номинальным моментом нагрузки на
валу для четырех случаев:
– подключена только АМ;
– подключена АМ и остальные нагрузки;
– подключена только КАМ;
– подключена КАМ и другие нагрузки.
Потери в кабеле, который соединяет АМ с
трансформаторной подстанцией, определяется со-
гласно следующему выражению:
2
113
1
IrPl =Δ , (1)
а потери в кабеле, которым подключена АМ, опреде-
ляются согласно выражению:
2
223
2
IrPl =Δ . (2)
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
САФ
пускПрямой
мl,
kJE,
Рис. 8. Зависимость энергии потерь при пуске АМ с
вентиляторной характеристикой нагрузки от длины кабеля,
которым подключена АМ
Потери в трансформаторе складываться из по-
терь холостого хода (PХХ = 915 W), и потерь коротко-
го замыкания (при номинальной нагрузке PКЗ=3400
W), которые пропорциональны квадрату отношения
фактического действующего тока к номинальному
значению действующего тока *I :
2
*КЗХХТР IРРP ⋅+= . (3)
Если к трансформаторной подстанции подклю-
чена только АМ, то действующее значение тока 2I
равно:
114
3803
1075
3
3
л2
2 =
⋅
⋅==
U
P
I А.
Действующее значение тока I1 определяется со-
гласно следующему выражению:
Т
2
1 k
I
I = , (4)
где kТ - коэффициент трансформации,
.3.26
380
101 4
2
1
Т =⋅==
U
U
k
Если подключена только АМ, то действующее
значение тока I1 равно:
33.4
3.26
114
Т
2
1 ===
k
I
I А.
Номинальная мощность потерь в трансформато-
ре Т2 составляет 4315 W, из них потери холостого
хода – 915 W, потери короткого замыкания 3400 W,
относительное активное сопротивление обмотки со-
ставляет =*r 0,026, а относительное реактивное со-
противление составляет =*X 0,075 [4];Потери в
трансформаторе в первом случае составляют:
W12213.03400915 22
*КЗХХТР =⋅+=⋅+= IРРP .
Суммарные потери:
TP21
PPPP ll Δ+Δ+Δ=Δ . (5).
Если к ТП подключена только АМ ΔP = 2683 W.
24 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2009. №3.
При подключении к ТП всех нагрузок токи I1 и I2
соответственно в 3 раза больше, чем в случае, когда
подключена только АМ, и составляют 342 А и 13 А.
Суммарные потери в таком случае составляют
16807 W
Если подключена только КАМ, то мощность по-
терь составляют 2413 W, а если подключены все нагруз-
ки и КАМ, то мощность потерь составляют 14861 W.
Таким образом, относительное снижение потерь,
которое рассчитывается согласно следующему соот-
ношению:
АМном
КАМАМ
* P
PP
P
Δ−Δ
=Δ , (6)
если подключена только АМ:
%,367.0
75000
24132683
* =−=ΔP
если подключены остальные нагрузки:
%.6.2
75000
1486116807
* =−=ΔP
Следует отметить, что применение САФ не сни-
мает проблему пульсаций момента на валу АМ. Ток
статора АМ, как и при прямом пуске, в 5-7 раз пре-
вышает номинальный ток статора и замыкается пре-
имущественно через ключи САФ.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КАМ
При питании только АМ и при подключении
САФ потери энергии в кабелях уменьшаются на
0,27 kW. При наличии параллельной нагрузки, кото-
рая в 2 раза мощнее АМ, при включении САФ потери
в кабелях снижаются на 1,95 kW.
Таким образом, экономия электроэнергии в сутки
за счет применения КАМ составляет от 6,5 kWh до
47 kWh.
Стоимость АМ типа 5AH280A-8 мощностью
75 kW составляет порядка 4000 USAD, а для АМ типа
5AH355B-2 мощностью 400 kW – 10000 USAD. [5]
Стоимость САФ на мощность 75 kW составляет
примерно 8000 USAD.
При стоимости электроэнергии 0.1 USAD за
1 kWh срок окупаемости САФ составляет от 3 до 10
лет. Стоимость САФ увеличивается в меньшей степе-
ни чем его установленная мощность, а экономия элек-
троэнергии за счет применения САФ пропорциональ-
на мощности привода. При использовании КАМ нет
необходимости в отдельном пусковом преобразовате-
ле, уменьшается ток в кабелях и трансформаторе.
ВЫВОДЫ
1. Действующее значение тока сети при пуске
КАМ в зависимости от параметров машины, транс-
форматора и кабелей снижается в 2-3 раза по сравне-
нию с действующим значением тока сети при прямом
пуске АМ.
2. Максимальный пусковой момент при пуске
КАМ практически равен пусковому моменту при
прямом пуске АМ от сети с бесконечно большой
мощностью.
3. Время пуска КАМ практически не зависит от
индуктивности сети и кабелей и равно времени прямо-
го пуска АМ от сети бесконечно большой мощности.
4. С использованием САФ существенно (в 3-5
раз) снижаются потери в кабелях и трансформаторе
при пуске АМ.
5. Провал напряжения на шинах трансформатор-
ной подстанции при пуске АМ при подключении
САФ уменьшается с 20% до 5%.
6. Применение КАМ, мощность которой сопоста-
вима с мощностью трансформатора на подстанции,
снижает величину мощности потерь в системе элек-
троснабжения предприятия в долях номинальной
мощности АМ на 2-10% в зависимости от параметров
кабелей, соотношения мощности нагрузки и АМ и
характера нагрузки на валу машины.
7. Срок окупаемости САФ в составе КАМ зави-
сит от мощности АМ, конфигурации системы элек-
троснабжения и составляет от 3 до 10 лет при стоимо-
сти электроэнергии 0.1 USAD за 1 kWh.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жемеров Г.Г., Крылов Д.С., Бару А.Ю., Шинднес Ю.Л.
"Характеристики устройств пуска асинхронных машин,
выполняемых на базе тиристорных регуляторов напряже-
ния". Технічна електродинаміка. Темат. вип. "Силова
електроніка та енергоефективність", ч. 3, 2005, С. 9-14.
2. Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными
двигателями. Учебное пособие. – СПб: СПбГУ ИТМО,
2006, – 94 с
3. Жемеров Г.Г., Ильина Н.А., Ильина О.В., Тугай Д.В.
Уменьшение потерь и улучшение качества электроэнергии
в системах коммунального электроснабжения. "Технічна
електродинаміка". Темат. вип. "Проблеми сучасної електро-
техніки", част. 2, 2008, С. 80-87.
4. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование по-
лупроводниковых систем в Matlab 6.0: Учебное пособие. –
СПб.: КОРОНА принт, 2001. – 320 с., ил.
5. Комплектные тиристорные электроприводы. Справоч-
ник. / И.Х, Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкевич и др.
Под. Ред. Канд.техн.наук В.М. Перельмутера. – М.: Энерго-
атомиздат, 1988. – 319 с.: ил.
6. Чиликин М.Г., Сандлер А.С., Общий курс электропри-
вода. – М., Энергоиздат, 1981. – 576 с.
7. Турбогенераторы, гидрогенераторы, асинхронные ма-
шины. НПО "Элсиб".- Новосибирск, 2003. - 30 с.
Поступила 12.05.2009
Жемеров Георгий Георгиевич, д.т.н., проф.,
Колесник Виктор Юрьевич, аспирант
Национальный технический университет
"Харьковский политехнический институт",
кафедра "Промышленная и биомедицинская электроника",
Украина, 61002, Харьков, ул. Фрунзе 21,
тeл. (057) 7076609, факс (057) 7076312,
e-mail: zhemerov@online.kharkiv.net.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-143202 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2074-272X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:51:35Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Жемеров, Г.Г. Колесник, В.Ю. 2018-10-26T17:50:51Z 2018-10-26T17:50:51Z 2009 Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором / Г.Г. Жемеров, В.Ю. Колесник // Електротехніка і електромеханіка. — 2009. — № 3. — С. 20-24. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143202 621.314 В работе рассмотрено подключение САФ параллельно АМ для улучшения пусковых характеристик и уменьшения потерь энергии. У роботі розглянуто підключення САФ паралельно АМ для покращення пускових характеристик та зменшення втрат енергії. The article considers a compensated asynchronous machine that consists of a power active filter and an asynchronous machine switched in parallel. The starting system of the asynchronous machine is set at the nominal voltage of 380 V and power of 75 kW. An equivalent circuit of the system is given, time diagrams of voltage and currents in the system are built for starting of the asynchronous machine with and without the power active filter. ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором A compensated asynchronous machine with a square rotor Article published earlier |
| spellingShingle | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором Жемеров, Г.Г. Колесник, В.Ю. Електричні машини та апарати |
| title | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором |
| title_alt | A compensated asynchronous machine with a square rotor |
| title_full | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором |
| title_fullStr | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором |
| title_full_unstemmed | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором |
| title_short | Компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором |
| title_sort | компенсированная асинхронная машина с короткозамкнутым ротором |
| topic | Електричні машини та апарати |
| topic_facet | Електричні машини та апарати |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143202 |
| work_keys_str_mv | AT žemerovgg kompensirovannaâasinhronnaâmašinaskorotkozamknutymrotorom AT kolesnikvû kompensirovannaâasinhronnaâmašinaskorotkozamknutymrotorom AT žemerovgg acompensatedasynchronousmachinewithasquarerotor AT kolesnikvû acompensatedasynchronousmachinewithasquarerotor |