9.Механические характеристики СД при пуске

9.Механические характеристики СД при пуске

Одним из недостатков синхронного двигателя является сложность его пуска от сети в нерегулируемом приводе. Если при пуске включена обмотка возбужде­ния, то быстровращающееся магнитное поле статора относительно неподвижно­го ротора создает электромагнитный момент с нулевым средним значением. Ро­тор остается неподвижным. Если ротор разо­гнать до скорости, близкой к синхронной, и на этой скорости подключить обмотку возбуж­дения, то ротор будет успевать за потоком статора, и двигатель втягивается в синхро­низм. Для разгона двигателя до подсинхрон-ной скорости (0,95-ш_0н) на роторе двигателя, кроме обмотки возбуждения, размещается пусковая обмотка типа беличьего колеса. Пусковая обмотка обеспечивает пуск син­хронного двигателя, как асинхронного двига­теля с короткозамкнутым ротором. Механиче­ские характеристики СД при пуске (рис. 3.89) обладают различными пусковыми моментами:

- при пуске с малым моментом нагрузки (вентилятор) используется характе­ристика с малым пусковым моментом М_п1 < М_п2;

- при пуске с большим моментом нагрузки (шаровая мельница) используют характеристику с относительно большим пусковым моментом М_п2.

По окончании пуска при скорости ш_вт СД должен развивать момент, преодо­левающий статический момент и достаточный для втягивания в синхронизм при подаче напряжения на обмотку возбуждения (М_Вх₂ > М_ВХ1). Ко времени пуска предъявляются достаточно жесткие требования, так как пусковая обмотка нахо­дится под током только во время пуска, выполняется по минимуму расхода меди и нагревается при пуске до предельной температуры. Затягивание пуска может привести к выходу из строя пусковой обмотки, следовательно, и двигателя.

Пуск СД может осуществляться различными способами:

1) прямой пуск (для машин до нескольких сотен киловатт);

2) при пуске СД большой мощности (несколько тысяч киловатт) возникает необходимость ограничения пусковых токов понижением напряжения, что дости­гается чаще всего использованием реакторов или автотрансформаторов; Легкий пуск СД начинают с реактором в цепи статора, напряжение на статоре понижа­ют, затем реактор отключают, и двигатель оказывается подключённым на пол­ное напряжение сети, после чего подключают обмотку возбуждения;

3) при тяжёлом пуске СД с помощью реактора понижают напряжение, затем подключают обмотку возбуждения, после чего отключают реактор, и двигатель оказывается подключённым на полное напряжение сети с подключенной обмот­кой возбуждения, при асинхронном пуске СД роторная обмотка замыкается на разрядный резистор (рис.3.90,а), который ограничивает напряжение на обмот­ке ротора при пуске, улучшает пусковую характеристику двигателя и гасит энер­гию поля при коротком замыкании в цепи статора.

Если оставить при пуске двигателя низковольтную обмотку ротора разомкну­той, то в начальный момент на ней появится недопустимо высокое напряжение, и обмотка может быть пробита.

Если обмотку ротора замкнуть накоротко, то двигатель получит провал мо­мента при половинной частоте вращения, так называемый эффект «одноосно­го включения».

При замыкании обмотки ротора накоротко при пуске СД в ней наводится од­нофазная ЭДС с частотой скольжения, протекает ток, возникает однофазное поле. Это поле можно разложить на поле прямой последовательности, вра­щающееся со скоростью Шпп, и поле обратной последовательности, вращаю­щееся со скоростью ш_0п. Скорость поля ротора относительно ротора

связанной с удвоенной величиной скольжения и создает момент М₀п. При s = 0,5 скорость ш₀п = 0, ЭДС, ток и момент этого поля также равны нулю. При s < 0,5 поле обратной последовательности создает отрицательный момент М₀п на валу двигателя, направленный навстречу моменту М_По, развиваемому пусковой обмоткой. При s > 0,5 - момент М₀п совпадает с моментом М_Пп.

Рис. 3.90. Схемы пуска СД с разрядным сопротивлением (а), реостатный пуск с глухоподключённым возбудителем (б), с возбудителем переменного тока (в)

Дата добавления: 2015-08-29