Активная мощность двигателя: Теория реактивной мощности — БилдоМан

Содержание

Пример расчета реактивной мощности асинхронного двигателя

В данной статье будет рассматриваться пример расчета реактивной мощности асинхронного двигателя.

Пример

Определить реактивную мощность асинхронного двигателя типа АИР132М2 с нагрузкой 100 и 50%.

Исходные данные

Технические характеристики двигателя определяются по каталогу согласно таблице 1:

Рн = 11 кВт – номинальная активная мощность;
сosϕн = 0,89 – коэффициент мощности;
Uн = 380В – номинальное напряжение при схеме соединения обмоток статора в треугольник;
ηн = 0,884 – коэффициент полезного действия.

Таблица 1 — Технические характеристики электродвигателей типа АИР

Решение

1. Определяем коэффициент реактивной мощности АД, зная значение cosϕ:

2. Определяем реактивную мощность двигателя при нагрузке 100% по выражению 22 [Л1, с.33]:

3. Определяем номинальный ток двигателя:

Измеряем ток холостого хода двигателя при расцепленной муфте: Iх.х.= 5,3 А.

Если же измерить ток холостого хода нет возможности, можно принять, что ток холостого хода лежит в пределах от 25 до 60%*Iн согласно [Л1, с.32]. Такие большие значения тока холостого хода связаны из-за относительно большого воздушного зазора между статором и ротором. На преодоление этого воздушного зазора магнитным потоком требуется большая намагничивающая сила обмотки двигателя, что приводит к большему намагничивающему току и к значительно большему току холостого хода асинхронного двигателя по сравнению с трансформатором (у трансформатора ток холостого хода составляет 2-6% номинального тока).

5. Определяем реактивную мощность двигателя при нагрузке 50% по выражению 24 [Л1, с.34], при этом Рн = 5,5 кВт:

6. Определяем коэффициент реактивной мощности при нагрузке 50% по выражению 13 [Л1, с.19]:

Литература:

Реактивная мощность (2-е издание) Минин Г.П. 1978 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Благодарность:

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» и «PayPal».

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Основные энергетические соотношения и механическая характеристика асинхронной машины

Потребляемая или отдаваемая активная мощность:

В режиме работы двигателем и мощность потребляется из сети; в режиме работы генератором и мощность отдается в сеть, к которой присоединена машина.
Электрические потери в обмотках статора и ротора:

Основные магнитные потери в сердечнике статора:

Электромагнитная мощность (мощность, передаваемая через воздушный зазор магнитным полем):

где М — электромагнитный момент, действующий на ротор асинхронной машины; знак минус относится к режиму работы двигателем, знак плюс — к режиму работы генератором. Мощности Рэм соответствует на схеме замещения рис. 16-39, а мощность, выделяемая в составляющей активного сопротивления вторичного контура, равной :

Механическая мощность, развиваемая ротором

Примечание. При наличии ва роторе фазной обмотки потери в переходном контакте щеток следует включить дополнительно в потери .
Вторичная, или полезная, механическая мощность на валу двигателя и первичная, или потребляемая, механическая мощность генератора определяются по механической мощности Рмех с учетом добавочных электрических и магнитных (поверхностных и пульсационных) потерь Рд, механических потерь Рт (потери на трение в подшипниках, щеток о контактные кольца и потери вентиляционные):
для двигателя

где — полезный вращающий момент на валу;
для генератора

Электромагнитная мощность

где

Диаграммы преобразования активной мощности в асинхронной машине показаны на рис. 16-41, а и б.
Реактивная мощность, потребляемая из сети,

Реактивная мощность, необходимая для создания основного магнитного поля в машине,

Реактивные мощности, затрачиваемые на образование магнитных полей рассеяния первичной и вторичной обмоток:

Баланс реактивных мощностей

Диаграмма преобразования реактивной мощности в асинхронной машине в режиме работы как двигателем, так и генератором показана на рис. 16-41, в. Независимо от режима работы асинхронная машина всегда потребляет реактивную мощность из сети.
Электромагнитный момент:

где

— см. раздел.

Рис. 16-41. Диаграммы преобразования мощностей в асинхронной машине: активной мощности в режиме работы двигателем (а) и генератором (б), реактивной мощности (в).

Рис. 16-42. Механическая характеристика асинхронной машины.

Максимальный электромагнитный момент Мм и соответствующие ему скольжение (критическое скольжение) :

где знаки плюс и минус относятся соответственно к режиму работы двигателем и генератором.

Электромагнитный момент, отнесенный к его максимальному значению, при постоянных параметрах (формулы Клосса):

Начальный пусковой электромагнитный момент , развиваемый в момент пуска (s=1)

Расчет момента Мп выполняется с учетом влияния вытеснения тока в пазу ротора на активные и индуктивные сопротивления (см. раздел, п. 2) и насыщения на .
Механическая характеристика машины представляет собой зависимость между моментом М и скольжением S (или частотой вращения W) асинхронной машины при : M=f(s) или s=f(M).
Вид механической характеристики при постоянных параметрах машины показан на рис. 16-42. Кратность начального пускового вращающего момента и кратность максимального вращающего момента по отношению к номинальному моменту регламентируются стандартами на конкретные виды асинхронных двигателей/ У двигателей общепромышленного применения средней и большой мощности кратности начального пускового и максимального вращающих моментов согласно стандартам равны:

Мощность электродвигателя.

Методы снижения энергопотребления.

Мы часто сталкиваемся со спорными точками зрения на достаточно простые вещи, которые касаются физики, поэтому заранее просим прощения у специалистов за простой язык и «разжевывание». В этой статье мы детально разберем понятия мощности электродвигателя, методы нахождения потребляемой мощности из сети, а также попробуем понять как можно сэкономить на электроэнергии. Сразу оговоримся, что разбирать будем асинхронный тип электродвигателя как наиболее часто используемый.

Итак, любой электродвигатель имеет базовые характеристики, которые указывает завод-производитель на шильде каждого своего изделия.

Как видим, на шильде указаны:

1) Тип электродвигателя и заводской номер

2) Количество фаз 3, частота тока 50 Hz, подключение треугольник/звезда 220/380В, номинальные токи 2,7/1,6А

3) Номинальная мощность электродвигателя на валу 0,55кВт, номинальная частота вращения вала 1360 об/мин, КПД 75%, косинус фи 0,71

4) Режим работы S1 (постоянный), класс изоляции обмоток F, ГОСТ

5) Степень защиты от пыли и влаги IP54, год выпуска

Как же определить какова потребляемая мощность электродвигателя от сети? Для начала разберемся в понятиях. Номинальная мощность электродвигателя, которая указывается на шильдике электродвигателя это та мощность, которую электродвигатель выдает в установившемся номинальном режиме работы при условии сбалансированной оптимальной работы всего механизма, который приводят электродвигателем. Каждый механизм имеет свою энергетическую характеристику и оптимальный режим работы с точки зрения энергопотребления. Таким образом, первая задача, которую стоит решить для достижения минимизации потребляемой энергии – это правильный подбор электродвигателя для привода того или иного механизма.

Потребляемая мощность электродвигателя от сети является динамической величиной и зависит от нагрузки на валу электродвигателя и потерь мощности на неполезной работе, такой как трение, нагрев и т.д. Наилучший способ определения потребляемой из сети мощности – это эмпирический, поскольку любые расчетные методики дадут значительную погрешность, а погрешности в вопросах энергоэффективности недопустимы. Таким образом, для максимально точного определения потребляемой мощности электродвигателя от сети рекомендуем «погонять» приводимый механизм в различных стандартных режимах работы, измеряя и фиксируя токи в каждом из режимов при помощи токосъемных инструментов. А еще лучше – воспользоваться цифровым счетчиком электрической энергии.

Легко заметить, что в нагруженных режимах работы таких как пуск, работа под нагрузкой, номинальный режим, торможение, токи в обмотках увеличиваются, повышаются ЭДС, крутящий момент на валу и т.д. Отсюда следует вторая задача, которую следует решить для снижения потребляемой мощности электродвигателя – задача снижения линейных токов в режимах высокого потребления электроэнергии.

Путем регулирования частоты тока

Этот метод получил пока наибольшее распространения ни смотря на высокие расходы на внедрение, частотное регулирование производится при помощи специальных частотных преобразователей, стоимость которых часто превышает в несколько раз стоимость самого электропривода. Очень безопасный и эффективный метод снижения мгновенной мощности электродвигателя.

Регулирование напряжения

Экономия электроэнергии путем регулирования частоты вращения электродвигателя плавным изменением напряжения питания при помощи регулятора напряжения. Этот метод применим в некоторых случаях, однако опасен остановками электродвигателя из-за т.н. опрокидывания, когда момент сопротивления механизма выше, чем мощность электродвигателя на валу вследствие непропорционального снижения питающего напряжения. Также такой метод локально снизить мощность электродвигателя требует дополнительных средств контроля режимов работы электродвигателя, контроля температуры обмоток, контроля частоты вращения, мощности электродвигателя на валу.

Решение вопроса влияния несимметричности напряжения сети на мощность электродвигателя.

Качество напряжения сети непосредственно влияет на потребление электроэнергии. На симметричность напряжения влияют сами потребители электроэнергии неравномерной нагрузкой по фазам, используя устройства нелинейной нагрузки. Самые «весомые» создатели нелинейной нагрузки – подстанции электротранспорта. Из-за несимметричности напряжения в асинхронном двигателе создается эллиптическое магнитное поле и несколько крутящих моментов, один из которых тормозит систему и расходует энергию.

Реактивная мощность электродвигателя. Внедрение компенсаторов.

Как известно, потребляемая из сети электрооборудованием мощность состоит из ряда составляющий, главными из которых являются активная и реактивная мощность. Последние годы в мире динамично развивается направление по внедрению компенсаторов реактивной мощности, что позволяет экономить электроэнергию промышленным потребителям.

Микроконтроллеры

Также перспективным направлением по экономии электроэнергии при использовании асинхронных двигателей является внедрение микроконтроллеров, которые позволяют в режиме реального времени мониторить момент сопротивления приводимого оборудования и соотносить его с крутящим моментом электродвигателя. При снижении момента сопротивления, микроконтроллер передает команду регулятору напряжения. Такая компенсацию реализуется без изменения частоты вращения, поэтому применима только для оборудования, не требующего регулировки частоты.

Что такое активная, реактивная и полная мощность?

Активная мощность

Мощность, потребляемая нагрузкой для выполнения работы, называется истинной мощностью, или активной мощностью, или реальной мощностью. Когда электрическая энергия подается на нагрузку, электрическая энергия преобразуется в другие формы энергии, такие как тепловая, механическая или химическая. Таким образом, мощность, фактически потребляемая электрической нагрузкой, называется активной мощностью. Нагреватель на 220 вольт, 400 ватт потребляет 400 ватт при подаче 220 вольт на его резистивный элемент.Мощность в 400 Вт, потребляемая нагревателем, является реальной мощностью или активной мощностью. Активная мощность измеряется в киловаттах (кВт) или МВт. Для расчета активной мощности рассчитывается ток, протекающий синхронно с приложенным напряжением.

Произведение напряжения и тока по фазе с напряжением дает реальную мощность или активную мощность.

Реактивная мощность

Мощность, которая течет от источника к нагрузке и от нагрузки к источнику, называется реактивной энергией.

Реактивная энергия течет в обоих направлениях. Реактивная мощность измеряется в киловольт-амперах, реактивная (кВАр) или мВАр.

Индуктивная нагрузка вызывает ток реактивного сопротивления и, следовательно, ток отстает от приложенного напряжения. Емкостная нагрузка вызывает реактивное сопротивление приложенному напряжению, и, таким образом, ток опережает приложенное напряжение. Сдвиг фаз между напряжением и током всегда существует, если нагрузка емкостного или реактивного типа.

Импеданс, создаваемый емкостной и индуктивной нагрузкой, вызывает поток энергии назад и вперед от источника к нагрузке и от нагрузки к источнику.В чистой индуктивной цепи ток отстает от напряжения на 90 электрических градусов. В чисто емкостной цепи ток опережает напряжение на 90 электрических градусов.

Активная мощность в случае чисто индуктивной и емкостной цепи VICosΦ = VI Cos90 = 0. Реактивная мощность в случае чисто индуктивной и емкостной цепи VISinΦ = VI Sin90 = VI.

Полная мощность Если нагрузка не является ни резистивной, ни чисто реактивной, ток, потребляемый нагрузкой, имеет две составляющие тока.

Активная составляющая тока:

Ток, который находится в фазе с приложенным напряжением, называется активной составляющей тока. Активная или реальная потребляемая мощность нагрузки зависит от активной составляющей тока цепи.

Реактивная составляющая тока:

Ток, который на 90 градусов не совпадает по фазе с приложенным напряжением, называется реактивной составляющей тока или током без мощности. Реактивная составляющая тока вносит вклад в реактивную мощность.

Нагрузка, потребляет ли активный или реактивный ток, общий ток системы будет увеличиваться. Следовательно, мощность электрической системы выражается в полной мощности, кВА или МВА. Система должна обрабатывать как активный, так и реактивный ток, поэтому система разработана с учетом полной мощности. Пусть электрическая индуктивная нагрузка потребляет ток I и сдвиг фаз между напряжением и током равен Φ.

Активную, реактивную и полную мощность, потребляемую индуктивной нагрузкой, можно рассчитать следующим образом.

Активная составляющая тока в фазе с напряжением — это ICosΦ, а реактивная составляющая тока, противофазная с напряжением, — ISinΦ.

Активная мощность однофазной нагрузки

Активная мощность (P)

= Напряжение x Ток в фазе с напряжением

= V x ICos Φ

= V I Cos Φ

Активная мощность трехфазной нагрузки

Активная мощность (P)

= Напряжение x Ток в фазе с напряжением

= √3 Vx ICos Φ

= √3 В I CosΦ

Реактивная мощность однофазной нагрузки

Реактивная мощность (Q)

Q = Напряжение x Ток не в фазе с напряжением

= V x ISin Φ

= V I Sin Φ

Реактивная мощность трехфазной нагрузки

Реактивная мощность (Q)

Q = Напряжение x Ток не в фазе с напряжением

= √3V x ISinΦ

= √3 В I Sin Φ

Полная мощность — это векторная сумма активной и реактивной мощности.

Для однофазной системы питания полная потребляемая мощность кулачка может быть выражена следующим математическим выражением.

Для трехфазной нагрузки полная мощность составляет;

Похожие сообщения:

Что такое треугольник силы?
В чем разница между кВт и кВА?

Следите за нами и ставьте лайки:

PowerFactor-Энергосбережение

Энергосбережение — горячая тема в наши дни, и все «знают», что низкий коэффициент мощности может означать потерю электроэнергии.Многие вопросы задают о коэффициенте мощности асинхронных двигателей. Некоторые конкуренты подчеркивают высокий коэффициент мощности своих двигателей. Почему бы и нет?

Асинхронные двигатели — это только один из видов электрического оборудования, которое снижает коэффициент мощности предприятия. И имеет значение коэффициент мощности всей системы предприятия. Есть способы исправить низкий коэффициент мощности системы, поэтому максимальный коэффициент мощности двигателя не имеет значения. Коррекция коэффициента мощности системы часто оказывается лучшим способом.

Краткий обзор теории

Истинная мощность , измеряемая в ваттах (Вт), — это мощность, потребляемая электрическим сопротивлением системы, которая выполняет полезную работу.

Реактивная мощность , измеряемая в вольт-амперах, реактивная (ВАР) — это мощность, сохраняемая и разряжаемая асинхронными двигателями, трансформаторами и соленоидами, потребляющими реактивную мощность.

Полная мощность , измеряемая в вольт-амперах (ВА), — это напряжение в системе переменного тока, умноженное на весь протекающий в ней ток. Это векторная сумма истинной и реактивной мощности.

Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности, используемой в системе, к полной мощности, потребляемой от источника.Обычно он выражается в процентах: Вт / ВА x 100. Косинус угла между ВА и Вт на этой векторной диаграмме ø является мерой коэффициента мощности.

Чем больше ток VAR, тем ниже коэффициент мощности.

Только истинная мощность (Вт) в системе делает полезную работу. Но коммунальное предприятие должно генерировать и распределять то, что действительно течет: полную мощность (ВА). Коммунальные предприятия обычно измеряют только ватт, но коммунальное предприятие может измерить общий коэффициент мощности установки, и обычно взимается штраф, если этот коэффициент мощности низкий.Внутри станции система распределения электроэнергии также должна иметь такой размер, чтобы распределять и переключать полную мощность, а не только полезные ватты. Короче говоря, разница между полезной мощностью и полной мощностью, определяемая коэффициентом мощности, представляет собой мощность, которая не работает, но стоит денег пользователю.

Почему не высокий коэффициент мощности двигателя?

Как показано на диаграмме, если вектор VAR короткий, коэффициент мощности будет высоким. Может показаться, что двигатели с высоким коэффициентом мощности помогут, потому что они будут меньше вносить вклад в общий вектор VAR системы. Но … Во-первых: нагрузка двигателя может не сильно влиять на коэффициент мощности системы. Это верно, когда:

Нагрузка на двигатель относительно мала по сравнению с резистивной нагрузкой (Вт) в системе установки, создаваемой таким оборудованием, как освещение установки и резистивный нагрев.
Большая часть нагрузки асинхронных двигателей представлена большими высокоскоростными двигателями. Их коэффициент мощности изначально высок, и коэффициент мощности меньшего количества небольших двигателей не имеет большого значения.
На заводе используются синхронные двигатели.Они не увеличивают вектор VAR, показанный на диаграмме, они имеют тенденцию к его уменьшению.
Двигатели являются только частью индуктивной нагрузки, отвечающей за длину вектора VAR диаграммы. Практически на любом заводе есть силовые трансформаторы, возможно, сварочные трансформаторы, возможно, соленоидные механизмы и оборудование для индукционного нагрева. Также существует «паразитная индуктивность» в электропроводке установки, и теоретически эти системы электропроводки представляют собой чисто резистивные нагрузки.
Высокий коэффициент мощности двигателя теряется, если двигатель слишком большой для приводимой нагрузки или большую часть времени работает с пониженной нагрузкой.

В вышеупомянутых ситуациях высокий коэффициент мощности двигателя не сильно повлияет на общий коэффициент мощности системы. Наверное, недостаточно для оправдания стоимости и других недостатков двигателей, рассчитанных на максимальный коэффициент мощности.

Секунда: Вы не получите такой хорошей конструкции двигателя, если сконцентрируетесь на высоком коэффициенте мощности. Разработчик двигателя должен учитывать ряд параметров, таких как превышение температуры, характеристики крутящего момента и КПД, а также коэффициент мощности, и он не может оптимизировать их все.Попытка создать в двигателе как высокий коэффициент мощности, так и высокий КПД — дорогостоящий процесс, а некоторые конструктивные изменения, улучшающие коэффициент мощности, такие как уменьшенный воздушный зазор, на самом деле имеют противоположный эффект на КПД.

Лучший способ

Независимо от того, что двигатели влияют на коэффициент мощности системы, его можно исправить, и это лучший способ. Вектор VAR на диаграмме выше представляет индуктивное реактивное сопротивление. Но есть еще и емкостное реактивное сопротивление, которое создает противоположный вектор VAR.Если на систему влияют оба типа реактивного сопротивления, они имеют тенденцию гасить друг друга. На приведенной ниже векторной диаграмме системы емкостные VAR почти так же велики, как индуктивные VAR, поэтому W почти равняется VA, а W / VA x 100 — коэффициент мощности системы — высокий.

Как:

Иногда вращающиеся конденсаторы используются для создания емкостного реактивного сопротивления в системе установки, но статические конденсаторы встречаются чаще. Может быть, один центральный банк исправит всю систему завода или банк в нескольких центрах нагрузки завода.Или индивидуальная установка конденсатора на каждый мотор. Какой из этих подходов лучше всего подходит для данного предприятия, требует анализа многих переменных, и мы не можем дать общих рекомендаций. Сомневающийся покупатель должен связаться с основными производителями конденсаторов для получения подробной информации и совета экспертов.

Итого

Теперь вы понимаете, почему мы не выбираем двигатель с самым высоким коэффициентом мощности. Эффективность и другие желательные характеристики должны быть заложены в двигатель, потому что нет никакого хорошего способа — внешнего по отношению к двигателю — добиться их эффекта.Но влияние коэффициента мощности двигателя на коэффициент мощности системы предприятия, в какой бы степени он ни имел влияние, можно компенсировать внешними средствами, а конденсаторы могут повысить коэффициент мощности до 95-98%, что является большим улучшением, чем может быть спроектировано в двигателе. . Внешняя коррекция имеет большое преимущество в коррекции трансформаторов и другого оборудования в системе предприятия, которые также имеют тенденцию к снижению коэффициента мощности. С помощью конденсаторов коэффициент мощности системы объекта может быть «адаптирован» к структуре выставления счетов коммунального предприятия, так что предприятие платит только за степень коррекции коэффициента мощности, которая действительно сэкономит деньги.

Как искусственный интеллект влияет на коэффициент мощности промышленного двигателя «рабочая лошадка»

Поднимите крышку на электрифицированном доме, фабрике или шахте, и вы обнаружите, что отряд моторов с беличьей клеткой работает круглосуточно. Без них промышленно развитые страны не были бы столь же индустриальными.

Прочный и надежный трехфазный асинхронный двигатель этого типа часто используется в промышленности. Они не образуют искр и очень хорошо подходят для использования в опасных средах, таких как нефтеперерабатывающие заводы, шахты и элеваторы, а также используются для измельчения, откачки и выдувания.

Дома холодильник, стиральная машина, сушильная машина и насос бассейна питаются от однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором.Двигатели особенно хороши для работы на высоких скоростях выше 3000 об / мин. Более того, двигатели с короткозамкнутым ротором являются самозапускающимися и не требуют особого обслуживания, даже если они рассчитаны на сотни лошадиных сил.

Однако двигатели с короткозамкнутым ротором могут привести к штрафам за электроэнергию для крупных компаний. В Южной Африке национальная телекомпания часто запускает по вечерам рекламу, призывающую людей выключить бытовую технику и насосы для бассейнов.

Бизнес и промышленность любят асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором для высокоскоростных приложений.Менеджеры электросетей ненавидят их, потому что их коэффициент мощности при низких нагрузках может сделать сеть нестабильной. Но можно спроектировать двигатель с короткозамкнутым ротором, который хорошо работал бы в электросети и при этом оставался эффективным, мощным и надежным. Исследователь в области электротехники из Йоханнесбургского университета (UJ) оптимизирует конструкцию ротора и вспомогательной емкостной катушки с помощью искусственного интеллекта. (AI). В лабораторных испытаниях он обнаружил, что оптимизированный для искусственного интеллекта двигатель мощностью 5,5 кВт эффективно работает с отличным коэффициентом мощности при очень низких нагрузках.Коэффициент мощности настолько хорош, что для этих двигателей не требуется никакой внешней коррекции коэффициента мощности, что может привести к значительной экономии в счетах за электроэнергию. Предоставлено: видео Терезы ван Вик, Йоханнесбургский университет. Блок-схемы доктора Мбики Мутебы в рамках «Оптимизация длины воздушного зазора и емкостной вспомогательной обмотки в трехфазных асинхронных двигателях на основе генетического алгоритма», опубликованной в Energies , 10.3390 / en14154407. Графики, созданные с помощью Datawrapper, основаны на таблице 9 в исследовании.Конструкция ротора создана с помощью ANSYS Motor CAD доктором Mbika MutebaMusic ltamara2 и Officina27 из Pixabay Music.

AI, чтобы хорошо играть

Короче говоря, существует огромный спрос на высокопроизводительные моторы для рабочих лошадок с хорошим соотношением цены и качества. Но руководители электросетей также требуют, чтобы эти двигатели вызывали ограниченные нарушения.

Доктор Мбика Мутеба из Университета Йоханнесбурга обучил ИИ оптимизировать конструкцию двигателя с короткозамкнутым ротором. Исследование опубликовано в журнале Energies .Искусственный интеллект гарантирует, что оптимизированная конструкция вызывает небольшое нарушение работы электросети, к которой он подключен, за счет значительного повышения коэффициента мощности двигателя.

В этом исследовании Muteba смоделировал и спроектировал роторы и вспомогательные емкостные катушки для двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью 5,5 кВт (7,37 лошадиных сил). Затем он построил роторы и испытал их в лаборатории. Реальные характеристики двигателей полностью соответствовали прогнозируемым.

Первый протестированный двигатель не имеет вспомогательной катушки на статоре и не оптимизирован AI.Вторая имеет вспомогательную катушку для улучшения коэффициента мощности и также не оптимизирована AI. Третий двигатель имеет вспомогательную катушку на статоре и также оптимизирован алгоритмом AI. Генетический алгоритм оптимизировал его для обеспечения максимальной производительности при различных нагрузках от потребляемого электрического тока (крутящий момент на ампер). Мутеба проверил результаты генетического алгоритма с помощью анализа методом конечных элементов.

Оптимизированный для искусственного интеллекта 5.Двигатель мощностью 5 кВт имел отличный коэффициент мощности в лабораторных условиях: от 0,93 при нагрузке 0% до 0,99 при нагрузке 60% и до 120%. КПД двигателя, оптимизированного для искусственного интеллекта, при полной нагрузке составляет 85,87%, что в пределах 1-2% от неоптимизированного двигателя. Его КПД при нагрузках менее 30% также значительно улучшен по сравнению с неоптимизированными двигателями.

Самое главное, что даже с отличным коэффициентом мощности оптимизированный двигатель обеспечивает больший крутящий момент при меньшем потреблении тока. Крутящий момент на ампер оптимизированной с помощью ИИ конструкции был двузначным улучшением по сравнению с двигателем без оптимизации с ИИ.

Оптимизированный крутящий момент двигателя на ампер выше на 22% при нагрузке 20%, на 16% выше при нагрузке 60% и на 13% выше при нагрузке 120% по сравнению с неоптимизированной версией.

Почему двигатели с короткозамкнутым ротором могут сделать сети нестабильными

«Двигатели с короткозамкнутым ротором обычно имеют низкий коэффициент мощности. Особенно, если они запускаются или работают при малых нагрузках», — говорит Мутеба. «Но энергетические компании хотят, чтобы все нагрузки, которые вы подключаете к их электросети, будь то двигатель бассейнового насоса или машина, дробящая руду на руднике, имели хороший коэффициент мощности.«

Трехфазные электрические сети обеспечивают два вида энергии. Первый — это активная мощность, которая вращает двигатели и выполняет работу. Энергетические компании выставляют счет своим клиентам за это в киловаттах или мегаваттах. Сети также обеспечивают реактивную мощность. Двигатели с короткозамкнутым ротором потребляют реактивную мощность в сети, чтобы поддерживать магнитные поля на их роторах. Без этого поля двигатель с короткозамкнутым ротором не работает. Из всех типов электродвигателей двигатели с короткозамкнутым ротором наиболее требовательны к реактивной мощности.

Трансформаторы, понижающие мощность высокого напряжения до бытового или промышленного, также поглощают реактивную мощность в сети.«Нагрузка с низким коэффициентом мощности потребляет намного больше реактивной мощности. Когда сотни или тысячи таких нагрузок подключаются к сети, владельцы сети должны тратить средства на модернизацию сети для обеспечения большей реактивной мощности», — говорит он.

Предоставлено: Тереза ван Вик, Йоханнесбургский университет.

Если сеть перегружена нагрузками с низким коэффициентом мощности, все нагрузки в сети, даже с хорошими коэффициентами мощности, не могут получить достаточно реактивной мощности для работы, и сеть может стать нестабильной.Это может нанести серьезный ущерб шахтам, фабрикам и ирригационным системам на фермах.

Энергетические компании серьезно наказывают пользователей за нагрузки с низким коэффициентом мощности. Таким образом, к национальной электросети могут быть подключены десятки или сотни тысяч двигателей с короткозамкнутым ротором в качестве надежных рабочих лошадок. Но совокупный низкий коэффициент мощности двигателей может сделать сеть непредсказуемой и даже нестабильной.

Значительная экономия

Оптимизация искусственного интеллекта для ротора и вспомогательной емкостной катушки позволила улучшить коэффициент мощности и производительность, сохранив при этом надежный и эффективный короткозамкнутый двигатель для сложных приложений, — говорит Мутеба.

Двигатель, оптимизированный для искусственного интеллекта, имеет воздушный зазор между ротором и статором, который больше, чем в неоптимизированном двигателе. При высоких нагрузках, высоких температурах и высоких скоростях оптимизированный двигатель должен работать лучше механически, чем неоптимизированные двигатели.

Предоставлено: графический дизайн и фотографии Терезы ван Вик, Йоханнесбургский университет.

«Благодаря этим результатам мы видим, что можно эксплуатировать асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, не тратя миллионы на реактивные компенсаторы, чтобы избежать штрафов со стороны коммунальных предприятий.Также нет необходимости использовать вспомогательные катушки таким образом, чтобы снизить эффективность или крутящий момент на ампер », — добавляет он.

«Оптимизированный для искусственного интеллекта ротор и вспомогательная емкостная катушка имеют отличный коэффициент мощности во всем диапазоне нагрузок и при этом более эффективны при более высоких характеристиках».

Для микросети или частной электросети, встраивание в каждый двигатель с короткозамкнутым ротором отличного коэффициента мощности также значительно упрощает управление сетью, — говорит он.

AI кромка в дизайне

Использование искусственного интеллекта для оптимизации конструкции ротора и вспомогательной емкостной катушки может сэкономить время по сравнению с устоявшимися методами проектирования, говорит Мутеба.Генетическому алгоритму потребовалось 27 минут, чтобы оптимизировать конструкцию ротора и вспомогательной емкостной катушки, за восемь выполнений и обработанных 60 поколений хромосом.

«Инженеры-проектировщики сталкиваются с проблемой выбора оптимального значения длины воздушного зазора и дополнительной емкостной катушки. В большинстве случаев они используют программное обеспечение для проектирования, которое выполняет анализ чувствительности и параметрический анализ. Эти процессы обычно длительны, с ограниченными возможностями поиска», — говорит Мутеба.

«ИИ, такие как алгоритмы оптимального поиска, могут найти оптимальное значение длины воздушного зазора и вспомогательной емкостной катушки путем поиска большого пространства решений за считанные минуты.Популяционный метод, используемый в этом исследовании — генетический алгоритм — хорошо подходит для поиска требуемых оптимальных значений ».

Доп. Информация: Мбика Мутеба, Оптимизация длины воздушного зазора и емкостной вспомогательной обмотки в трехфазных асинхронных двигателях на основе генетического алгоритма, Energies (2021 г.).DOI: 10.3390 / en14154407

Предоставлено Йоханнесбургский университет

Ссылка : Как искусственный интеллект снижает коэффициент мощности промышленного двигателя «рабочая лошадка» (2021, 19 октября) получено 11 декабря 2021 г. из https: // techxplore.ru / news / 2021-10-ai-power-factor-industrial-workhorse.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Приводы среднего напряжения с регулируемой скоростью

: коэффициент мощности и управление двигателем — новости энергетики для нефтегазовой промышленности США

Силовые полупроводниковые устройства претерпели значительную эволюцию — от небольших устройств с низким энергопотреблением до устройств с очень большой емкостью.В результате системы регулируемых приводов (ASD) с диапазоном мощности в несколько мегаватт все чаще используются не только в мировой цементной промышленности, но и в других отраслях, таких как нефть и газ, горнодобывающая промышленность, водоснабжение / очистка сточных вод и производство электроэнергии. На современном цементном заводе преобразователи среднего напряжения (MV) используются в вентиляторах внутреннего сечения, печах, сепараторах, чистовых мельницах, шаровых мельницах, конвейерах и насосах. Применяется новое поколение рекуперативных приводов среднего напряжения с регулируемой скоростью, которые не только обеспечивают управление двигателем, но также могут подавать реактивную мощность обратно на подключенную шину.Такая топология приводов помогает повысить коэффициент мощности и обеспечить поддержку напряжения, тем самым уменьшая или устраняя ложные отключения из-за нестабильности мощности, оптимизируя размер резервных генераторов, высвобождая мощность, связанную с отстающими нагрузками, тем самым обеспечивая расширение предприятия.

Энергетика

Типичные промышленные нагрузки, такие как показанные в одной строке ниже, состоят из двигателей для производственных процессов, специального оборудования, уникального для объекта, и других нагрузок, таких как освещение завода и HVAC.В системах переменного тока протекающий ток делится на две составляющие: активная мощность, измеряемая в киловаттах (кВт), и реактивная мощность, измеряемая в киловарах (кВАр). Оба типа потребляемого тока (в амперах) от оборудования для подачи энергии, такого как трансформаторы, кабели и распределительные устройства. Прохождение тока приводит к падению напряжения, нагреву и потере энергии.

Коэффициент мощности

важен!

киловатт и кВАр

Что такое киловатт? кВт — это общепринятая мера реальной энергии, потребляемой любым процессом.Это произведение вольт и части протекающего в амперах, которая выполняет реальную работу, деленное на 1000. Этот ток называется «реальным» током и течет синфазно с напряжением. Это включает в себя «работу», в результате которой в кабелях и механизмах подачи энергии выделяется тепло.

Описание «Что такое кВАр?» немного сложнее. КВАр — это принятая мера реактивной мощности, равная произведению вольт и части тока, которая является «реактивной», деленной на 1000. Реактивный ток — это ток, протекающий в противофазе с напряжением питания.Реактивный ток, питающий двигатели, отстает во времени от напряжения и реального тока, как показано на рисунке A ниже. Реактивный ток, который питает конденсаторы, опережает напряжение и реальный ток во времени, как показано на рисунке B. Запаздывающий реактивный ток намагничивает двигатели и трансформаторы.

Реальная мощность (кВт) и реактивная мощность (кВАр) связаны как стороны прямоугольного треугольника, как показано на рисунке справа вверху. Каждая из сторон показана стрелкой, называемой векторами. Поскольку они расположены под прямым углом, их нельзя просто сложить вместе.Более длинный вектор (кВА) представляет собой общий ток (в амперах) и нагрузку на систему. Отношение [кВт / кВА] реальной мощности (кВт) к полной мощности (кВА) называется коэффициентом мощности (pf). Угол, обозначенный буквой A, представляет собой угол коэффициента мощности. Если исключить все кВАр, полная мощность (кВА) и активная мощность (кВт) будут равны, а коэффициент мощности будет равен единице или 1,00.

Итак, почему так важен коэффициент мощности?

Одна из ключевых причин — нерациональная мощность системы. Низкий коэффициент мощности требует больших трансформаторов, более тяжелых линий передачи, большего коммутационного оборудования.Коммунальные предприятия все чаще взимают плату с промышленных потребителей как за энергию (кВт), так и за реактивную мощность (кВАр) для покрытия своих реальных затрат. На примере кружки пива: пиво — это кВт, kVAR — это пена. Для той же кружки лучше было бы больше пива, меньше пены, больше кВт, меньше кВАр!

кВАр Источники спроса

Какие нагрузки на предприятии пользователя увеличивают потребность в реактивной мощности, увеличивают тарифы на коммунальные услуги и потребляют мощность системы? Крупнейшими потребителями реактивной мощности обычно являются двигатели.Асинхронные двигатели обычно имеют коэффициент мощности 0,85 (иногда выражается как 85%). Если установка среднего размера имеет нагрузку электродвигателя 3000 кВт при этом типичном коэффициенте мощности 0,85, потребность в кВАр для установки и коммунального предприятия будет 832 кВАр, а общая потребность составит 3529 кВА, потребляя на 17% больше тока, чем требуется для работы. быть исполненным.

Как пользователи могут улучшить низкий коэффициент мощности?

Общий подход к снижению потребности в реактивной мощности состоит в том, чтобы подавать в систему реактивный ток в противоположном (опережающем) направлении, чтобы нейтрализовать влияние запаздывающего коэффициента мощности двигателей.Когда запаздывающий и опережающий кВАр равны и противоположны, реальная мощность (кВт) — это все, что система должна выдавать. На рисунке справа это показано, с источником опережающих кВАр, компенсирующих плохой эффект запаздывающих кВАр.

Некоторые специфические традиционные методы

Вот некоторые распространенные методы снижения реактивного спроса:

Соединительные конденсаторы — они должны включать контакторы среднего напряжения или автоматические выключатели для их подключения и отключения в соответствии с требованиями системы.Кроме того, если частотно-регулируемые приводы подключены к одной силовой шине, необходимо включить реакторы, чтобы настроить конденсаторы так, чтобы не возникали опасные резонансные перенапряжения. При типичной стоимости настроенных переключаемых конденсаторных батарей в 55 долларов за кВАр (4160 вольт) для дефицита 832 кВАр в приведенном выше примере потребуется 55 долларов x 832 = 45 760 долларов.
Силовые двигатели с источником напряжения (диодное питание) частотно-регулируемые приводы — такие частотно-регулируемые приводы представляют для энергосистемы коэффициент запаздывания мощности 0,95. Компенсация для исправления других пользовательских нагрузок системы не предусмотрена.
Подайте питание на двигатели с помощью активного преобразователя частотно-регулируемого привода с регулятором реактивной мощности кВАр. — такие частотно-регулируемые приводы могут поддерживать свой собственный коэффициент мощности равным единице, не требуя реактивной мощности от системы. Если доступна дополнительная текущая мощность, эти приводы могут экспортировать реактивную мощность для компенсации других пользовательских нагрузок по цене от 12 до 25 долларов за кВАр.

Давайте сосредоточимся на исключительной по дизайну функции TMdrive-MVe2 ™: встроенном управлении реактивной мощностью

Все частотно-регулируемые приводы (VFD) обеспечивают управление скоростью двигателя (с потенциальной экономией энергии и улучшенным управлением процессом) и некоторую степень защиты двигателя.ЧРП с источником напряжения (обычно с диодными выпрямителями и конденсаторной цепью постоянного тока) изолируют низкий коэффициент мощности подключенных двигателей от электросети. Например, двигатель с коэффициентом мощности 0,82 с запаздыванием будет удовлетворять потребности в мощности за счет выхода частотно-регулируемого привода, в то время как входной сигнал отражает значительно улучшенный коэффициент мощности (типичный) с запаздыванием 0,95.

Входной преобразователь частотно-регулируемого привода TMdrive-MVe2 TMEIC

сконфигурирован с уникальным «активным внешним интерфейсом», в котором вместо диодных выпрямителей используются активные переключатели.Это позволяет преобразователю частотно-регулируемого привода поддерживать коэффициент мощности, равный единице, на своих входных клеммах. Но TMdrive-MVe2 и управление выходят за рамки этого и могут фактически корректировать требования к коэффициенту мощности системы для других близлежащих нагрузок электросети без добавления конденсаторов.

Высокий коэффициент мощности = возможная экономия

TMEIC TMdrive-MVe2 Регулятор реактивной мощности

Регулятор реактивной мощности

(VAR) (3) встроен в ЧРП TMdrive-MVe2. Некоторая мощность доступна во всех рамах, чтобы обеспечить некоторый экспорт кВАр в систему пользователя.Кроме того, за счет выбора рамы большего размера, чем необходимо для питания подключенного двигателя, можно сделать доступной дополнительную экспортную мощность в кВАр.

Как это работает?

На схеме системы TMEIC TMVe2 ниже показаны мощность и токи, протекающие в приводе, двигателе и системе питания пользователя и выходящие из них.

Напряжение шины постоянного тока преобразователя VFD (2) повышается, чтобы направить опережающую реактивную мощность (3) в трансформатор и систему. Когда ток течет в сеть за счет повышения напряжения на шине конденсатора постоянного тока, это фактически реактивный ток.
Результирующий ток ведет к напряжению, если шина постоянного тока больше номинального значения системы, и отстает по напряжению, если шина постоянного тока меньше номинального значения системы.
Преобразователь (4) создает сигнал обратной связи для регулирования VARS и коэффициента мощности (5).

Сам частотно-регулируемый привод TMdrive-MVe2 с подключенным к нему двигателем всегда работает с единичным коэффициентом мощности, при этом весь его общий ток выполняет полезную работу. Тем не менее, любая избыточная мощность преобразователя VFD MVe2 может быть использована для компенсации кВАр свободной мощности системы или, возможно, для уменьшения выставления счетов за коэффициент мощности предприятия.

Сравнение производительности и экономики

Коммутируемые конденсаторные системы коррекции коэффициента мощности применяют коррекцию кВАр относительно большими, шокирующими для системы шагами. Напротив, компенсация кВАр TMdrive-MVe2 плавная и непрерывная. Поскольку цены на инкрементную мощность TM-MVe2 кВА для обеспечения компенсации кВАр составляют от 25% до 50% от уровня цен конденсаторной системы, это выглядит как отличный вариант!

Оценка регулятора реактивной мощности TMdrive-MVe2 на вашем предприятии

Первым шагом будет создание или обновление системы завода в одну линию.Обязательно добавьте настоящие грузы. Укажите все двигатели с указанием их коэффициентов мощности на паспортной табличке. Определите номинальные характеристики, применение, количество и точки подключения любых приводов TMdrive MVe2. Соберите таблицы тарифов на коммунальные услуги, чтобы определить затраты на коэффициент мощности.

Отсюда оцените случаи рабочего состояния. Оцените потенциальный вклад TMdrive MVe2 в реактивную мощность, чтобы оценить возможную экономию. У Westech Industrial есть простой инструмент оценки электронных таблиц, созданный TMEIC, чтобы помочь в этом.Этот инструмент позволяет четко определять вклад в кВАр с частотно-регулируемыми приводами подходящего размера [достаточными для выдерживания подключенных нагрузок двигателя] или с частотно-регулируемыми приводами увеличенного размера с дополнительной мощностью для компенсации реактивной мощности.

Ваша экономия может быть достигнута за счет высвобожденной мощности системы, позволяя вашему нынешнему электрораспределительному оборудованию выдерживать большую нагрузку установки без дополнительных вложений. Или может быть потенциально снижен счет за коммунальные услуги в зависимости от структуры тарифов на вашем предприятии.

Встроенная надежность и производительность

Когда что-то лучше во многих областях, это просто исключение! TMEIC включает в себя все аспекты качества оборудования и преимуществ для пользователя в конструкции.Каждый продукт, каждая услуга, каждый этап производства, включая контроль качества и поддержку продукта — все области работают вместе настолько хорошо, что они поистине исключительны.

Что делает TMdrive-MVe2 исключительным по дизайну ™?

Очень высокая надежность — MTBF 15 лет
Простой дизайн
Чистый источник энергии в системе электроснабжения и двигателе
Встроенный регулятор реактивной мощности
Минимальный запас запчастей
Пленочные долговечные конденсаторы
Круглосуточная поддержка 365 дней в году в Северной Америке
Встроенная функция устранения неполадок удаленного подключения

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о TMEIC TMDrive MVe2 Westech Industrial посетите наш веб-сайт https: // bit.ly / 313LxbP или позвоните и поговорите с одним из наших технических представителей по телефону 1-800-912-9262.

Другие новостные статьи

Какой мотор Bosch? — ЭлектровелосипедыGuildford

Bosch — лидер рынка двигателей для электровелосипедов. На это есть серьезная причина; они вложили значительные средства в рынок, продолжают вводить новшества и предоставляют отличные услуги велосипедной индустрии.Подавляющее большинство мотоциклов, которые у нас есть, оснащено двигателями Bosch. Конечно, есть и другие моторы, такие как Shimano, Yamaha и Brose. Однако мы считаем, что по ряду причин двигатель Bosch по-прежнему лучше всех.

На 2020 год Bosch обновил свои двигатели, особенно с высоко оцененным двигателем Gen 4 Performance Line CX. Итак, какой мотор лучше всего подходит для вас и чем новые моторы отличаются от предыдущего поколения?

Performance Line CX, поколение 4

Этот новый двигатель от Bosch — самое большое изменение, которое Bosch внесла в свою линейку с 2016 года.

Новый Performance Line CX Generation 4 — самый мощный двигатель в линейке Bosch. По сравнению с предыдущей версией, она легче (примерно на 25%), меньше почти на 50% и обладает большим крутящим моментом (теперь 75 Нм) и, следовательно, поддержкой (теперь 340%). Мотор предыдущей версии имел крутящий момент 70 Нм, а уровень поддержки составлял 70%. Нет никаких сомнений в том, что это шаг вперед по сравнению с предыдущим, но он скорее эволюционный, чем революционный.

Дополнительная помощь, которую вы теперь можете получить, великолепна, но для большинства гонщиков она не нужна, и улучшение не очень заметно. Снижение веса очень приветствуется, так как мы сэкономили около килограмма веса. Этого достаточно, чтобы заметить. Уменьшенный размер означает, что двигатель стал еще более незаметным, чем когда-либо.

Еще одно важное изменение, возможно, более важное, чем уменьшенный вес и увеличенная мощность, — это изменение зубчатой передачи. Предыдущая версия имела очень маленькую звездочку для переднего звена цепи, потому что мотор был зацеплен внутри.Эффектом этого было повышенное сопротивление, а также с меньшей звездочкой потенциально больший износ звездочки и цепи. Новый двигатель устранил эти проблемы, и теперь мощность, которую дает водитель, более эффективно переводит в мощность, независимо от того, включена она или нет.

Этот мотор обычно комплектуется горными велосипедами и другими спортивными велосипедами. Это для более спортивного гонщика или для тех, кто хочет максимальной помощи. Для большинства гонщиков мы бы сказали, что, хотя вся эта мощность велика, вы ни в коем случае не должны сбрасывать со счетов другие моторы, которые оказывают большую помощь.

Performance Line

Наряду с двигателем Performance Line CX этот двигатель, иногда называемый Performance Line Cruise, также был обновлен в 2020 году с теми же модификациями — то есть легче, меньше, мощнее и с двигателем, отключенным от трансмиссии. он весит столько же, сколько двигатель CX с выходным крутящим моментом 63 Ньютон-метра. Уровень помощи увеличен с 275% в предыдущей версии до 300%.

Этот мотор идет в комплекте с некоторыми нашими велосипедами, например, с Mustache X road 3.Этот велосипед спроектирован как универсальный, способный ездить по бездорожью, но также практичный с брызговиками, фарами и стойкой для переноски багажа. Этот мотор — отличный выбор для тех, кому нужна помощь, но он также способен преодолевать большие расстояния. При среднем использовании (использование всех 4 режимов в разумных условиях) двигатель Performance Line способен проехать на 10 километров больше, чем его более мощный собрат.

Performance Line Speed, вариант

Вариант Performance Line Speed предназначен для «скоростных педелей», способных развивать вспомогательную скорость до 45 км / ч или около 30 миль в час.Педелеки скорости запрещены в этой стране без специальной лицензии и разрешения DVLA. По запросу мы можем помочь вам в этом процессе. Поскольку это не тот мотор, который устанавливается на стандартные велосипеды в Великобритании, он выходит за рамки данной статьи.

Active Line Plus

Этот мотор появился на рынке в 2018 году. Это немного более тяжелый и мощный родственник Active Line (см. Ниже), Active Line Plus весит 3,2 кг, поэтому он остается очень легким, несмотря на увеличение скорости и мощности.Active Line Plus сохраняет многие преимущества Active Line, включая шумоподавление, отсутствие сопротивления, небольшой размер, гладкую конструкцию и гармоничное ускорение — все это по-прежнему заметные преимущества. Тем не менее, Active Line Plus улучшает крутящий момент на 50 Нм, а вспомогательный привод доступен на 270%, что упрощает выезд за пределы города и прохождение бездорожья. Если ваша поездка довольно холмистая и вам нужна дополнительная помощь, мы бы порекомендовали это вместо простой Active Line.Это один из новейших двигателей в ассортименте Bosch, и поэтому мы ожидаем увидеть его на других моделях в будущем.

Активная линия

До новой серии моторов это был самый легкий из моторов Bosch, весивший всего 2,9 кг. Active Line 3.0 — это элегантный мотор, вмещающий свою мощность в плотно обернутом компактном корпусе. Велосипеды с моторами Active Line заметно компактнее, чем другие моторы в этой линейке, и их даже трудно отличить от своих неэлектрических аналогов, поскольку мотор плотно входит между педалями и практически не искажает силуэт. велосипед.

Это был первый из двигателей Bosch с цепным кольцом нормального размера и, следовательно, с отключенным двигателем от системы трансмиссии, гарантируя, что при использовании велосипеда без посторонней помощи вы получите максимальную эффективность от педалирования.

Заключение

За последние пару лет компания Bosch значительно улучшила свои показатели. Они продолжают выпускать отличные продукты и усложняют жизнь конкурентам. В прошлом мотор подвергался некоторой критике из-за размера передней звездочки и создаваемого ею сопротивления.Теперь, когда это было заменено цепным кольцом стандартного размера, трудно придумать область, в которой двигатель можно было бы критиковать. Мы считаем, что любой мотоцикл, оснащенный двигателем Bosch, получил лучший старт в жизни!

В таблице ниже приведены статистические данные для различных двигателей Bosch. Приведенные цифры диапазона предполагают аккумулятор емкостью 500 ватт-часов и среднее использование всех 4 режимов помощи в благоприятных условиях. Уровни крутящего момента и помощи — это максимум, которого можно достичь на уровне помощи Turbo.

Бош Моторс

Двигатель	Вес	Крутящий момент	Опора	Диапазон
Active Line	2,9 кг	40 нм	250%	56 миль
Active Line Plus	3,2 кг	50 NM	270%	52 мили
Performance Line	2,9 кг	65 NM	300%	47 миль
Performance Line CX Gen 4	2.9 кг	75 нм	340%	41 миля

ФИЛЬТРЫ АКТИВНОЙ СИЛЫ (электродвигатель)

10,3
С увеличением нелинейных нагрузок, таких как преобразователи частоты, потребляющие несинусоидальные токи, искажение качества электроэнергии стало серьезным.

РИСУНОК 10.16 Режимы работы модифицированного преобразователя C-dump.

РИСУНОК 10.17 Фазное напряжение и ток, а также формы сигналов напряжения питания и тока.
Проблема в энергосистемах.Активные фильтры (AF) используются для подавления гармоник, а также для компенсации реактивной мощности, балансировки нагрузки, регулирования напряжения и компенсации мерцания напряжения. В зависимости от топологии существует два типа активных фильтров: источник тока и источник напряжения. В активных фильтрах источника тока (CSAF) в качестве накопителя энергии постоянного тока используется индуктор. В активных фильтрах источника напряжения (VSAF) конденсатор действует как элемент накопления энергии. VSAF дешевле, легче и легче контролируется по сравнению с CSAF.Также существует четыре типа активных фильтров в зависимости от конфигурации системы.
В активных фильтрах источника тока используется индуктор источника тока. Этот тип источника энергии обычно используется в активных фильтрах шунтирующего типа. Различные конфигурации для этого типа активного фильтра были разработаны в виде маломощных, однофазных или мощных, трехфазных, трех- или четырехпроводных систем. В трехфазной четырехпроводной системе, помимо гармоник тока и реактивного тока, может быть компенсирован дисбаланс тока нагрузки.
В CSAF постоянный ток индуктора накопителя энергии должен быть больше максимальной гармоники нагрузки (максимальное отклонение тока источника от опорного значения). Если ток дросселя постоянного тока слишком мал, инвертор не сможет выполнить надлежащую компенсацию. Этот постоянный ток не должен быть слишком большим. Если ток слишком велик, в индукторе и инверторе возникают чрезмерные потери; Пассивный фильтр не может отменить частоту переключения. Нет необходимости в источнике питания постоянного тока, потому что активный фильтр обеспечивает только реактивную мощность и небольшой ток основной гармоники, необходимый для компенсации потерь AF.
Небольшой конденсатор используется для защиты переключателей от перенапряжения, а также для создания LC-фильтра нижних частот с катушкой индуктивности между активным фильтром и системой для подавления частоты коммутации. Для предотвращения резонанса резонансная частота пассивного фильтра должна быть больше, чем самая высокая частота гармоник, и значительно меньше, чем частота переключения. Стратегия управления должна быть хорошо продумана, чтобы предотвратить этот резонанс.
Наиболее распространенным типом активного фильтра является активный фильтр инвертора напряжения (VSI).Их конструкция была улучшена, и они использовались много лет; сейчас они на стадии коммерческой
. Они легче, дешевле и проще в управлении по сравнению с инверторами с источником тока (CSI). Их потери меньше, чем у CSAF, и они могут быть многоуровневыми и многоступенчатыми.
В активных фильтрах источника напряжения в качестве накопителя энергии постоянного тока используется конденсатор. Они представлены в однофазных или трехфазных, трех- или четырехпроводных системах. Такой активный фильтр удобен в системах бесперебойного питания (ИБП).В системах ИБП доступно накопление энергии постоянного тока, а также готов инвертор постоянного / переменного тока. Требуется только стратегия управления для преобразования ИБП в AF, когда источник находится в нормальном состоянии. Для управления VSAF используются различные методы управления. Хорошо известными методами управления являются теория мгновенных d-q, метод синхронных опорных кадров d-q и метод синхронного обнаружения.
В VASF напряжение постоянного тока накопительного конденсатора должно быть больше максимального линейного напряжения.Для правильной работы активного фильтра в любой момент напряжение на конденсаторе постоянного тока должно быть в 1,5 раза больше максимального напряжения линии. Связующий индуктор устанавливает связь между фильтром и системой. AF подает свой ток в систему через катушку индуктивности. Для управляемости АФ этот индуктор не должен быть большим.
Активные фильтры также можно разделить на шунтирующие, последовательные и гибридные. Самый популярный тип автофокуса — шунтирующий. Шунтирующие AF могут быть однофазными или трехфазными, VSI или CSI.Шунтирующие AF используются для компенсации гармоник тока и напряжения нелинейных нагрузок, для компенсации реактивной мощности и для уравновешивания токов дисбаланса. Шунтирующий AF определяет ток нагрузки и подает соответствующий ток в систему в зависимости от своей функции управления. Шунтирующие АФ в настоящее время коммерчески доступны.
Шунтирующий AF действует как источник тока. Сумма его тока и тока нагрузки — это общий ток, протекающий через источник. Следовательно, управление выходным током AF может управлять током источника.В некоторых статьях сравнивались рейтинги серийных и шунтирующих АФ. Основываясь на этих исследованиях, шунтирующие AF имеют примерно половину номинальной мощности переключения, чем серийные AF. Пиковое напряжение на переключателях в последовательных AF составляет примерно одну треть от пикового напряжения на переключателях в шунтирующих AF. AF серии
также могут быть однофазными или трехфазными и использовать инверторы источника напряжения или тока. Последовательные AF в основном используются для компенсации гармоник напряжения, создаваемых нелинейными нагрузками, а также для регулирования напряжения и компенсации небаланса напряжения.AF серии
расположены последовательно между источником и нелинейной нагрузкой. При наличии полного сопротивления на стороне источника в точке общей связи возникают гармоники напряжения нелинейной нагрузки. Последовательные AF измеряют напряжение на стороне нагрузки и создают гармонику напряжения нагрузки в отрицательном направлении и освобождают напряжение в точке общего соединения от гармоник.
Основная цель использования гибрида активных и пассивных фильтров — снизить начальную стоимость фильтра и повысить эффективность.Многие конфигурации и комбинации активных и пассивных фильтров были изучены и разработаны. Результаты экспериментов с комбинированными последовательными и шунтирующими АФ с шунтирующими пассивными фильтрами представлены во многих статьях. Обычно пассивный фильтр настраивается на определенную частоту, чтобы подавить эту частоту, уменьшая номинальную мощность AF. Шунтирующие пассивные фильтры также должны быть высокочастотными, чтобы подавлять частоту переключения ЗЧ и высокочастотные гармоники. В этом случае частота переключения АФ уменьшится.
Другая проблема, с которой сталкиваются AF, — это высокий основной ток через последовательные AF и высокое напряжение основной гармоники через шунтирующие AF. Параллельное подключение последовательных AF с пассивным фильтром может решить сильноточные проблемы в последовательных AF. Следует принять надлежащую стратегию контроля, чтобы избежать резонанса. Высокое напряжение на шунтирующих AF снижается за счет последовательного включения шунтирующего AF с пассивным фильтром.
Унифицированные кондиционеры качества электроэнергии (UPQC), также известные как универсальные AF, являются идеальными устройствами для повышения качества электроэнергии.Комбинация серийных и шунтирующих AF формирует UPQC. Серия AF подавляет и изолирует гармоники напряжения, а шунтирующие AF подавляют гармоники тока. Обычно накопитель энергии используется двумя AF в CSI или VSI. Есть два типа UPQC. В первом типе шунтирующая АФ размещается возле источника, а последовательная АФ — рядом с нагрузкой. Серия AF используется для компенсации гармоник напряжения нагрузки, а шунтирующая AF используется для компенсации гармоник остаточного тока
и повышения коэффициента мощности или для балансировки несимметричной нагрузки.Во втором типе шунт AF размещается рядом с нагрузкой для компенсации гармоник тока нагрузки, а последовательный AF размещается рядом с источником для компенсации гармоник напряжения источника или регулирования напряжения.
В заключение, IEEE и другие международные стандарты устанавливают ограничения на гармонические напряжения и токи. Было предложено множество конструкций силовых электронных схем для работы с этими стандартами. Эффективность активной коррекции коэффициента мощности обычно не является проблемой, но стоимость дополнительной силовой электронной схемы может стать серьезным препятствием для принятия.Самый простой метод коррекции коэффициента мощности — использование пассивных LC-фильтров в соответствии со стандартами IEC и IEEE. Хотя эти методы пассивной коррекции коэффициента мощности соответствуют стандартам, необходимо решить проблемы электромагнитных помех, электромагнитной совместимости и размера задействованных пассивных элементов. Таким образом, разработка экономичного силового электронного оборудования, которое соответствует стандартам по гармоникам, без побочных эффектов или проблем взаимодействия с системой, остается открытой проблемой для инженеров силовой электроники и двигателей.

% PDF-1.4 % 256 0 объект > эндобдж xref 256 170 0000000016 00000 н. 0000004521 00000 н. 0000004694 00000 н. 0000035237 00000 п. 0000035536 00000 п. 0000035691 00000 п. 0000035845 00000 п. 0000035999 00000 н. 0000036153 00000 п. 0000036308 00000 п. 0000036462 00000 н. 0000036616 00000 п. 0000036771 00000 п. 0000036925 00000 п. 0000037080 00000 п. 0000037235 00000 п. 0000037389 00000 п. 0000037544 00000 п. 0000037699 00000 п. 0000037853 00000 п. 0000038008 00000 п. 0000038163 00000 п. 0000038317 00000 п. 0000038469 00000 п. 0000038623 00000 п. 0000038778 00000 п. 0000038933 00000 п. 0000039087 00000 п. 0000039240 00000 п. 0000039394 00000 п. 0000039549 00000 п. 0000039704 00000 п. 0000039859 00000 п. 0000040014 00000 п. 0000040169 00000 п. 0000040324 00000 п. 0000040479 00000 п. 0000040633 00000 п. 0000040785 00000 п. 0000040938 00000 п. 0000041597 00000 п. 0000042215 00000 п. 0000042377 00000 п. 0000042427 00000 п. 0000044574 00000 п. 0000046652 00000 п. 0000048461 00000 п. 0000050504 00000 п. 0000052264 00000 п. 0000052497 00000 п. 0000052679 00000 п. 0000053058 00000 п. 0000055038 00000 п. 0000057170 00000 п. 0000058827 00000 н. 0000058943 00000 п. 0000059066 00000 н. 0000059189 00000 п. 0000059312 00000 п. 0000059435 00000 п. 0000059582 00000 п. 0000059729 00000 п. 0000059876 00000 п. 0000060023 00000 п. 0000060170 00000 п. 0000060317 00000 п. 0000060469 00000 п. 0000060575 00000 п. 0000060678 00000 п. 0000060820 00000 п. 0000060967 00000 п. 0000061102 00000 п. 0000061254 00000 п. 0000061389 00000 п. 0000061493 00000 п. 0000061591 00000 п. 0000061719 00000 п. 0000061854 00000 п. 0000062001 00000 п. 0000062136 00000 п. 0000062271 00000 п. 0000062387 00000 п. 0000062534 00000 п. 0000062650 00000 п. 0000062785 00000 п. 0000062901 00000 п. 0000063048 00000 п. 0000063190 00000 п. 0000063325 00000 п. 0000063501 00000 п. 0000064231 00000 п. 0000064345 00000 п. 0000064457 00000 п. 0000064754 00000 п. 0000069010 00000 п. 0000069504 00000 п. 0000070107 00000 п. 0000070363 00000 п. 0000074363 00000 п. 0000074867 00000 п. 0000075381 00000 п. 0000075496 00000 п. 0000076834 00000 п. 0000077155 00000 п. 0000077524 00000 п. 0000077877 00000 п. 0000078156 00000 п. 0000078462 00000 п. 0000079551 00000 п. 0000079863 00000 п. 0000080230 00000 п. 0000080471 00000 п. 0000080970 00000 п. 0000081582 00000 п. 0000094536 00000 п. 0000094575 00000 п. 0000097704 00000 п. 0000100465 00000 н. 0000250350 00000 н. 0000253530 00000 н. 0000268238 00000 п. 0000272936 00000 н. 0000310869 00000 н. 0000312757 00000 н. 0000314645 00000 н. 0000316875 00000 н. 0000320633 00000 н. 0000390800 00000 н. 0000392091 00000 н. 0000415029 00000 н. 0000417126 00000 н. 0000443710 00000 н. 0000446890 00000 н. 0000475247 00000 н. 0000478267 00000 н. 0000499692 00000 п. 0000500540 00000 н. 0000501388 00000 н. 0000502646 00000 н. 0000510156 00000 н. 0000511004 00000 н. 0000511852 00000 н. 0000513146 00000 н. 0000518565 00000 н. 0000520189 00000 н. 0000530345 00000 н. 0000531969 00000 н. 0000542621 00000 н. 0000544433 00000 н. 0000552524 00000 н. 0000553450 00000 н. 0000567944 00000 н. 0000569276 00000 н. 0000577320 00000 н. 0000579470 00000 н. 0000613488 00000 н. 0000617397 00000 н. 0000646929 00000 н. 0000647777 00000 н. 0000648625 00000 н. 0000649610 00000 н. 0000653413 00000 п. 0000656658 00000 н. 0000663982 00000 н. 0000667227 00000 н. 0000674210 00000 н. 0000676629 00000 н. 0000747162 00000 н. 0000004340 00000 н. 0000003770 00000 н. трейлер ] / Назад 754980 / XRefStm 4340 >> startxref 0 %% EOF 425 0 объект > поток htOHQǿoβMDI; 忬 [«$ v2.