ГОСТ IEC 61800-9-2-2021 Системы силовых электроприводов с регулируемой скоростью. Часть 9-2. Энергоэффективность систем силовых электроприводов, пускателей электродвигателя, силовой электроники и электромеханических комплексов на их основе. Показатели энергоэффективности систем силовых электроприводов и пускателей электродвигателя
5.2 Потери в комплектном преобразователе
5.2.1 Общая процедура и определение комплектного преобразователя и испытательной нагрузки
Комплектный преобразователь и испытательная нагрузка изображены на рисунке 11.
Цель - описать потери в комплектном преобразователе как функцию момента и частоты вращения вала электропривода. Однако потери зависят также от значений основных гармоник напряжения и тока на выходе преобразователя, в том числе от угла сдвига фаз между ними.
Относительное значение выходного напряжения на выходе преобразователя примерно равно относительному значению частоты. Это действительно, по крайней мере, при частоте вращения, близкой к номинальной. В зоне управления с пониженным потоком относительное значение напряжения остается равным 1,00 для всех частот вращения выше номинальной.
На первом этапе частота вращения двигателя преобразуется в частоту тока на выходе преобразователя, а момент на валу - в ток на выходе преобразователя и фазовый сдвиг между ним и напряжением на выходе.
|
Рисунок 11 - Комплектный преобразователь и испытательная нагрузка
В первом приближении относительная частота вращения вала равна относительной частоте тока на выходе преобразователя.
Для оценки преобразователя необходимы результаты измерений на реальных двигателях, которые будут использованы как данные нагрузки преобразователя для всех частот в диапазоне регулирования.
Таблица 1 - Минимальные токи нагрузки в различных рабочих точках
Моменто- | Нагрузочный ток | ||||
ток, % | От 0,278 кВА | От 1,29 кВА | От 7,94 кВА | От 56,9 кВА | От 245 кВА |
25 | 0,79 | 0,58 | 0,45 | 0,42 | 0,39 |
50 | 0,81 | 0,71 | 0,60 | 0,58 | 0,56 |
75 | 0,89 | 0,82 | 0,79 | 0,78 | 0,77 |
100 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
для диапазонов кажущейся мощности Таблица 2 - Коэффициент мощности нагрузки преобразователя в различных рабочих точках
Моменто- | Коэффициент мощности для диапазонов кажущейся мощности | ||||
ток, % | От 0,278 кВА | От 1,29 кВА | От 7,94 кВА | От 56,9 кВА | От 245 кВА |
25 | 0,34 | 0,38 | 0,49 | 0,54 | 0,57 |
50 | 0,51 | 0,60 | 0,71 | 0,75 | 0,78 |
75 | 0,64 | 0,72 | 0,80 | 0,83 | 0,85 |
100 | 0,73 | 0,79 | 0,85 | 0,86 | 0,87 |
Примечание - Для испытаний комплектных преобразователей допустимая погрешность в определении коэффициента мощности испытательной нагрузки приведена в таблице 2 на уровне 0,08 (см. 7.9).
Ток и фазовый угол испытательной нагрузки, соответственно, в таблицах 1 и 2 для различных относительных значений момента зависят от номинальной мощности. С целью ограничить количество требующихся данных двигатели в некотором диапазоне мощностей объединены в одну группу. Погрешность в определении потерь энергии при этом достаточно мала, что оправдывает это упрощение. Данные по испытательной нагрузке в таблицах 1 и 2 могут быть использованы для любой относительной выходной частоты. Если значения моментообразующих токов отличаются от приведенных в таблицах 1 и 2, для них табличные данные могут быть преобразованы путем линейной интер- или экстраполяции.
Для использования математической модели комплектного преобразователя должен быть приведен номинальный выходной ток. Если он не указан в спецификации данного комплектного преобразователя, то может быть найден по номинальной мощности электропривода (на валу) , выходному напряжению преобразователя
, коэффициенту мощности на выходе (см. таблицу 2) и по КПД двигателя класса IE2
, определенному по IEC 60034-30-1 в соответствии со следующей формулой:
. (3)
Номинальная кажущаяся выходная мощность комплектного преобразователя:
. (4)