Способ регулировки напряжения, подводимого к статору, при эксплуатации трехфазного асинхронного электродвигателя электропривода с постоянной нагрузкой ниже номинальной

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ НАПРЯЖЕНИЯ, ПОДВОДИМОГО К СТАТОРУ, ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКОЙ НИЖЕ НОМИНАЛЬНОЙ(71) Заявители Геращенко Василий ВасильевичЛевшуков Николай НиколаевичГайдо Владимир КазимировичЛевшуков Николай ИвановичГеращенко Александр ВасильевичБашаримова Валентина Николаевна(72) Авторы Геращенко Василий ВасильевичЛевшуков Николай НиколаевичГайдо Владимир КазимировичЛевшуков Николай ИвановичГеращенко Александр ВасильевичБашаримова Валентина Николаевна(73) Патентообладатели Геращенко Василий ВасильевичЛевшуков Николай НиколаевичГайдо Владимир КазимировичЛевшуков Николай ИвановичГеращенко Александр ВасильевичБашаримова Валентина Николаевна(57) Способ регулировки напряжения, подводимого к статору, при эксплуатации трехфазного асинхронного электродвигателя электропривода с постоянной нагрузкой ниже номинальной, в котором при значении момента нагрузки меньше номинального уменьшают подводимое к статору напряжение в соответствии с регулировочной характеристикой электродвигателя, определяемой по частоте его вращения, каждая точка которой соответствует максимально возможному коэффициенту полезного действия электродвигателя,записывают эту характеристику в виде графика, измеряют напряжение, подводимое к статору, и, если оно не равно номинальному, устанавливают номинальное напряжение, подводимое к статору, измеряют частоту вращения электродвигателя, определяют по графику регулировочной характеристики величину уменьшаемого напряжения, подводимого к статору, и устанавливают требуемое пониженное значение напряжения, подводимого к статору электродвигателя. Изобретение относится к эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей электроприводов с постоянной нагрузкой ниже номинальной и может быть использовано для снижения расхода электроэнергии путем повышения коэффициента полезного действия асинхронных постоянно недогруженных электродвигателей. 16925 1 2013.04.30 Известен способ эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей, заключающийся в том, что обмотку статора электродвигателя с помощью системы управления путем нажатия кнопки Пуск подключают к сети, нагружают электродвигатель механизмом, осуществляя рабочий режим, и при окончании работы механизма отключают обмотку статора от сети, нажимая кнопку Стоп 1. Недостатком известного способа являются его ограниченные функциональные возможности, так как при работе электродвигателя с постоянной нагрузкой ниже номинальной коэффициент полезного действия электродвигателя снижается при неизменном напряжении, подаваемом на обмотку статора. Поэтому необходимо совершенствовать систему управления режимами работы асинхронных электродвигателей с постоянной нагрузкой ниже номинальной. Известен способ повышения коэффициента полезного действия при эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей, заключающийся в том, что при моментах нагрузки, меньших номинального момента, уменьшив напряжение, можно снизить потери в электродвигателе, то есть повысить коэффициент полезного действия электродвигателя при таких режимах 2. Однако известный способ, принятый за прототип, имеет ограниченные функциональные возможности, так как при постоянном нагрузочном режиме работы электродвигателя возникает необходимость в определении величины и установки уменьшенного напряжения, подводимого к статору. Для этого необходимо количественно определить зависимость величины уменьшаемого напряжения для любой величины постоянной нагрузки и в соответствии с этой зависимостью определять и устанавливать напряжение необходимой величины. Эта зависимость и есть регулировочная характеристика по частоте вращения электродвигателя, представленная в виде графика. Использование ее обеспечивает определение величины требуемого напряжения, установка которого обеспечит повышение коэффициента полезного действия электродвигателя. Кроме того, в известном способе не указываются методы, которые необходимо осуществить для установки нового уменьшенного по величине напряжения, которые могут состоять в измерении напряжения, подводимого к статору, и, если оно не равно номинальному, установке номинального напряжения, определении частоты вращения двигателя, определении, используя график регулировочной характеристики, требуемого напряжения и установки нового уменьшенного напряжения для повышения коэффициента полезного действия электродвигателя. Задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия при эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей электроприводов с постоянной нагрузкой ниже номинальной путем уменьшения напряжения для данной величины постоянной нагрузки. Сущность изобретения заключается в том, что способ регулировки напряжения, подводимого к статору, при эксплуатации трехфазного асинхронного электродвигателя электропривода с постоянной нагрузкой ниже номинальной, в котором при значении момента нагрузки меньше номинального уменьшают подводимое к статору напряжение в соответствии с регулировочной характеристикой электродвигателя, определяемой по частоте его вращения, каждая точка которой соответствует максимально возможному коэффициенту полезного действия электродвигателя, записывают эту характеристику в виде графика,точка которого соответствует максимально возможному коэффициенту полезного действия, измеряют напряжение, подводимое к статору, и, если оно не равно номинальному,устанавливают номинальное напряжение, подводимое к статору, измеряют частоту вращения электродвигателя, определяют по графику регулировочной характеристики величину уменьшаемого напряжения, подводимого к статору, и устанавливают требуемое пониженное значение напряжения, подводимого к статору электродвигателя. 16925 1 2013.04.30 Измерение напряжения, подводимого к статору, и, если оно не равно номинальному,установка номинального напряжения, подводимого к статору, измерение частоты вращения электродвигателя, определение величины уменьшаемого напряжения, подводимого к статору, в соответствии с регулировочной характеристикой электродвигателя, определяемой по его частоте вращения, каждая точка которой соответствует максимально возможному коэффициенту полезного действия, и записанной в виде графика, позволяет по измеренной частоте вращения определить величину напряжения, подводимого к статору,при котором обеспечивается максимальный коэффициент полезного действия электродвигателя установка требуемого уменьшенного напряжения обеспечивает питание электродвигателя таким напряжением, при котором его коэффициент полезного действия принимает максимальное значение, тем самым снижается расход электроэнергии. На фиг. 1 изображена зависимость частоты вращения асинхронного электродвигателя от момента на его валу на фиг. 2 - зависимость напряжения, прикладываемого к обмотке статора электродвигателя, от его частоты вращения, при величине которого происходят минимальные потери в электродвигателе. Способ регулировки напряжения, подводимого к статору, при эксплуатации трехфазного асинхронного электродвигателя электропривода с постоянной нагрузкой ниже номинальной осуществляется следующим образом. Частота вращения электродвигателя зависит от нагрузки и определяется характеристикой, изображенной на фиг. 1, то есть зависимостью частоты вращения от момента на валу электродвигателя. При номинальном моменте МН частота вращения электродвигателя равна номинальной Н, а при холостом ходе момент равен МХХ, частота вращения при этом равна частоте холостого хода ХХ. По мере снижения нагрузки частота вращения электродвигателя увеличивается практически по прямой линии. Поэтому нагрузку можно измерять как измерением момента на валу электродвигателя, так и измерением его частоты вращения. Наиболее простым способом в условиях эксплуатации электродвигателей осуществляется измерение нагрузки электродвигателя по его частоте вращения. При постоянной нагрузке на валу электродвигателя ниже номинальной возникает необходимость в измерении величины напряжения, подаваемого к статору, в соответствии с кривой (фиг. 2), определяемой экспериментально и представляющей собой зависимость напряжения от частоты вращения электродвигателя. На фиг. 2 номинальному напряжению н соответствует номинальная частота вращения электродвигателя, а напряжению холостого хода ХХ - частота вращения электродвигателя, работающего на холостом ходу. Необходимость в изменении напряжения, подаваемого на обмотку статора, объясняется тем, что при снижении этого напряжения при постоянной нагрузке ниже номинальной уменьшаются потери в самом электродвигателе, и, таким образом, повышается его коэффициент полезного действия. Эффективность использования электродвигателей при этом возрастает, так как при этом снижается расход электрической энергии по сравнению с тем режимом работы электродвигателя, при котором нагрузка ниже номинальной, а напряжение, подводимое к статору, остается на номинальном уровне. Асинхронный трехфазный электродвигатель, приводящий в движение механизм с постоянной нагрузкой ниже номинальной, снабжен датчиком частоты вращения электродвигателя, трехфазным автотрансформатором с движком, установленным между сетью и обмоткой статора и вольтметром, подключенным к двум фазам на выходе автотрансформатора, при этом поворотом движка автотрансформатора устанавливается напряжение,подводимое к обмотке статора, равное 380 В. При такой величине напряжения, подводимого к обмотке статора, измеряем частоту вращения электродвигателя. Используя регулировочную характеристику электродвигателя по частоте вращения, записанной в виде графика (фиг. 2), каждая точка которого соответствует максимально возможному коэффициенту полезного действия, определяем величину уменьшаемого напряжения, подводимого к статору. Затем поворотом движка автотрансформатора устанавливаем по вольтметру 3 16925 1 2013.04.30 требуемое уменьшенное напряжение, подводимое к обмотке статора. После установки такого напряжения асинхронный трехфазный электродвигатель продолжает работать с максимальным коэффициентом полезного действия, тем самым снижается расход электроэнергии. Использование предлагаемого способа регулировки напряжения, подводимого к статору, при эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей электроприводов с нагрузкой ниже номинальной позволяет повысить их эффективность за счет снижения расхода электроэнергии в условиях эксплуатации. Источники информации 1. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода Учеб. для вузов. М. Энергоатомиздат, 1992. - С. 184-185, рис. 7.7. 2. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода Учеб. для вузов. М. Энергоатомиздат, 1992. - С. 195. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4