Коэффициент мощности ад и способы его повышения

Коэффициент мощности АД определяется выражением.

(4.14).

где — активная мощность; - реактивная мощность; У полная (кажущаяся) мощность.

Для большинства АД cos_ном0,80,9. Для этих значений Q=(0,50,75) Р, т. е. АД на каждый киловатт активной мощности потребляет из сети 0,5−0,75 квар реактивной мощности. Чем ниже cos, тем большую реактивную мощность потребляет АД из сети, загружая ее дополнительным током и вызывая в ней дополнительные потери.

Коэффициент мощности существенно зависит от нагрузки АД. При холостом ходе АД коэффициент мощности невелик, так как относительно велика доля реактивной мощности по сравнению с активной. По мере увеличения нагрузки АД возрастает и cos, достигая своего максимального значения примерно в области номинальной нагрузки АД. Зависимость cos от нагрузки для АД серии 4А при различных номинальных cos приведена на рис. 4.5.

На рис. 4.6 приведены зависимости номинального коэффициента мощности cos_ном для АД различных номинальное мощностей и чисел пар полюсов р. Характерным для этих зависимостей является увеличение северном при росте номинальной мощности АД. Из кривых рис. 4.6 также видно, что АД с меньшим числом пар полюсов (с более высокими скоростями) имеют более высокий номинальный cos_ном.

Асинхронные двигатели являются основными потребителями реактивной мощности в системе электроснабжения (60−65% общего объема ее потребления), поэтому повышение коэффициента их мощности представляет собой важную технико-экономическую задачу. В настоящее время разработаны и применяются следующие основные мероприятия по повышению cos АД [29]:

1. Замена малозагруженных АД двигателями меньшей мощности. Эта возможность повышения cos асинхронного электропривода непосредственно следует из рассмотрения рис. 4.5. При замене АД меньшей мощности будет работать с номинальной (или близкой к ней) мощностью на валу и при этом с более высокими cos (попутно отметим, что и его КПД также будет более высоким).

Расчеты показывают, что если средняя нагрузка АД менее 45% номинальной мощности, то целесообразна замена его АД меньшей мощности. При загрузке АД более 70% их замена является нецелесообразной, а при загрузке АД в пределах от 45 до 70% целесообразность их замены должна быть подтверждена дополнительными технико-экономическими расчетами.

• 2. Ограничение времени работы АД на холостом ходу. Так как в этом режиме АД имеет низкий cos, то при больших продолжительностях этого режима АД целесообразно отключать от сети.
• 3. Понижение напряжения питания АД, работающих с малой нагрузкой. При снижении питающего АД напряжения уменьшается потребляемая им реактивная мощность и повышается cos. Одна из возможностей реализации этого способа связана с переключением обмоток статора с треугольника на звезду, что приведет к снижению напряжения на обмотке каждой фазы в раз.
• 4. Замена АД синхронными двигателями (СД) в тех случаях, когда это возможно по условиям технологического процесса рабочей машины. Как будет показано далее (§ 5.2), СД обладают весьма ценным свойством: работать с cos=l (т. е. не потреблять из сети реактивную мощность), а при необходимости генерировать в сеть реактивную мощность.