Безреостатная схема управления электромобилей 1960-х годов на полупроводниковых управляемых вентилях — Часть 4 из 5: Потери электроэнергии при различных способах пуска и регулирования скорости

Выясним потери электроэнергии при различных способах пуска и регулирования скорости.

Для упрощения расчета примем некоторые допущения. Считаем, что во время пуска сопротивление качению остается постоянным, а пусковые сопротивления уменьшаются плавно, так что сила тока якоря, момент двигателя и его ускорение за время пуска поддерживаются постоянными.

На рис. 6, а изображена диаграмма реостатного пуска во времени однодвигательного привода. Потеря напряжения в пусковых сопротивлениях изображена косо заштрихованными линиями, потери напряжения в электродвигателе — перекрестно-заштрихованной линией. Так как было принято, что сила тока I (а) в течение времени пуска Т (сек) остается постоянной, то потери энергии d в сопротивлениях будут равны:

Где U_а.б — напряжение аккумуляторной батареи, В;

R_дв — сопротивление электродвигателя, Ом.

Если КПД электродвигателя принять равным 85% и пренебречь незначительными потерями энергии в железе и щетках, то падение напряжения на электродвигателе может быть определено как:

Откуда:

Энергия, потребляемая электродвигателем А от аккумуляторной батареи, равна:

Рис. 6. Диаграммы пуска.

Отсюда отношение потерь энергии в сопротивлениях к энергии, потребляемой от аккумуляторной батареи, составляет:

Таким образом 42,5% энергии, потребляемой от аккумуляторной батареи в момент пуска электродвигателя, превращается в тепло в пусковых сопротивлениях.

На рис. 6, б изображена диаграмма пуска электродвигателя при параллельно-последовательном соединении секций аккумуляторной батареи. Потери энергии в пусковых сопротивлениях при КПД электродвигателя, равном 85%, составляют в этом случае:

Отношение потерь энергии в пусковых сопротивлениях к расходу энергии аккумуляторной батареи составит:

Т. е. во время пуска 21,25% потребляемой от аккумуляторной батареи энергии расходуется в пусковых сопротивлениях.

Совершенно очевидно, что при применении пуска двигателя в «n» ступеней подачи напряжения на двигатель, потери в пусковых сопротивлениях уменьшатся в «n» раз по сравнению с пуском в одну ступень.

Двухступенчатый пуск при двухдвигательном приводе осуществляется путем последовательного соединения двигателей на первом этапе пуска и параллельного — на втором. На рис. 6, в показана соответствующая диаграмма пуска. Доля потерь энергии при этом в пусковых сопротивлениях составляет, так же как и при изменении напряжения на двигателе параллельно-последовательным пересоединением секций аккумуляторной батарей, т. е. 21,25% энергии, потребляемой от аккумуляторной батареи.

Все части: 1 | 2 | 3 | 4 | 5