Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

И синхронных двигателей

Токопроводы | Короткое замыкание в симметричной трехфазной цепи промышленного предприятия | Определение значений токов короткого замыкания в электроустановках выше 1 кВ | Выбор аппаратов по номинальным параметрам | Выбор высоковольтных выключателей (ячеек) | Выбор выключателей нагрузки и предохранителей | Лиист' А | V-'Vhom "р.ном | Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения | Ном ^2 - *-2 ном |


Читайте также:
  1. Выбор электродвигателей для насосов
  2. Защита электродвигателей
  3. Изменение скорости электродвигателей
  4. Испытание двигателей. Скоростная характеристика бензинового двигателя. Нагрузочная характеристика дизеля, анализ
  5. Испытание двигателей. Скоростная характеристика бензинового двигателя. Нагрузочная характеристика дизеля, анализ.
  6. Классификация регуляторов частоты вращений вала приводных двигателей ГА

Асинхронные двигатели

Наиболее распространенными потребителями электрической энергии в промышленности являются асинхронные двигатели (АД), большая часть ко­торых выполняется с короткозамкнутым ротором, благодаря ряду преиму­ществ по сравнению с двигателями других типов. Они легче, дешевле, проще в изготовлении и эксплуатации, имеют высокий коэффициент мощности. От­сутствие контактных колец и щеточного аппарата делает эти двигатели наи­более надежными и долговечными.

Асинхронный двигатель ввиду полной симметрии ротора может быть пред­ставлен единой схемой замещения (рис. 11.1), на которой: /?,, Ха] активное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния статорной обмотки; R2, Ха2 то же ротора; Хх 2 — индуктивное сопротивление взаимоиндукции между обмотками статора и ротора; s — скольжение ротора

s = (сос - со)/сос, (11.1)

где со и сос — частоты вращения ротора и поля статора АД.

Рис. 11.1.Схема подключения (а) (^\ м = М и схема замещения (б) АД v-^ ' * а

Подключенный к системе электроснабжения (рис. 11.1) АД характеризует­ся следующими основными параметрами режима: активная Р и реактивная Q мощности, потребляемые из сети; ток статорной обмотки /,; электромагнит-



Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей


ный момент на валу Мэ, равный в установившемся режиме моменту сопротив­ления механизма Ммех.

Параметры схемы замещения и режима принято представлять в относи­тельных единицах. За базисные единицы принимают номинальную полную мощность 5Н0М, номинальное напряжение UH0U, номинальный ток статорной обмотки


1ном ном ' ном'


(11.2)


Электромагнитный момент выражают в долях номинального момента Л/ном. Основные параметры режима АД могут быть представлены через парамет­ры схемы замещения, скольжение и напряжение на выводах по соотношениям:


P=U2Re


Z(s)


; (п.З) Q = u2im


l

Z(s)


; (П.4) h = U


l

Z{s)


(11.5)


где Z(s) — сопряженное входное комплексное сопротивление; Z(s) — входное комплексное сопротивление АД при скольжении ротора 5. В соответствии со схемой замещения


Z(s)=Rl + jXgl +


[jxl2 Ш+М))


(п.6)


Зависимости основных параметров режима АД от скольжения при номи­нальном напряжении называются пусковыми характеристиками.

На величину входного сопротивления Z(s) существенно влияет изменение сопротивлений R2 и Ха2 обмотки ротора, вызванное эффектом вытеснения то­ка, степень которого определяется частотой наводимых в обмотке токов, т. е. скольжением s.

Эффект вытеснения тока в обмотках ротора приводит к уменьшению ак-


ЛгЮ

Х2„-Ю

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 s


Рис. 11.2. Зависимость параметров обмотки ро­тора АД (А-13-62-10) от скольжения


11.1. Общая характеристика асинхронных и синхронных двигателей



Junu n m< пл< п тс
п < Л

Рис. 11.3. Пусковые характе­ристики АТД-5000 (/, — ток ста­тора; М — электромагнитный момент; sa — ось скольжения)

тивного сопротивления R2 и увеличению индуктивного сопротивления рассе­яния Ха1 (рис. 11.2) в процессе разгона АД, что проявляется в возрастании ве­личины тока статора в начальный период пуска (s = 1) за счет реактивной со­ставляющей и уменьшении электромагнитного момента (рис. 11.3).

Для асинхронного двигателя характерны следующие каталожные данные: номинальная мощность на валу Рнои, кВт; номинальное межфазное напряже­ние обмотки статора £/ном, кВ; номинальный КПД Т)ном; номинальный коэф­фициент мощности cos фном; скольжение в номинальном режиме sH0M; крат­ность пускового тока I*-I„/IiHOM', кратности пускового М* = Л/п/Л/ном и максимального М*ах = Мтанои электромагнитных моментов.

Синхронные двигатели

Применение синхронных двигателей (СД) в промышленности обусловлено следующими их функциональными особенностями: они могут быть приводом для механизмов с синхронной частотой вращения в нормальных установив­шихся режимах и служить управляемым источником реактивной мощности в результате регулирования тока в обмотке возбуждения (ОВ).

Из-за несимметрии ротора (обмотка возбуждения располагается только по продольной оси) схемы замещения СД по продольной d (рис. 11.4, б) и попе­речной q (рис. 11.4, в) осям различаются.

Параметры схемы замещения: Лст, Rf, Ru, Rlg соответственно активные сопротивления статорной обмотки, обмотки возбуждения и демпферных об­моток по продольной и поперечной осям ротора; Xid и X — сопротивления взаимоиндукции между статорными и роторными обмотками по осям d и q; ^о' ^ар Xai<i> Xa\q индуктивные сопротивления рассеяния статорной обмот­ки, обмотки возбуждения и демпферных обмоток по осям d и q.

Эквивалентное активное сопротивление Rf3 обмотки возбуждения опреде­ляется ее режимом:

— при пуске у невозбужденного СД, когда ОВ замкнута на дополнитель­ное пусковое сопротивление Rn (рис. 11.4, а),


R„ = Rf+Kn;


(11.7)



Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей


 



 


г *<>0 Рис. 11.4. Схема подключения

? (а) и схемы замещения СД по

о------------------------ 1------- 1 продольной (б) и поперечной (в)

в осям

— у возбужденного СД, когда ОВ замкнута на возбудитель,

Rf3 = Rr (П.8)

Схема подключения СД приведена на рис. 11.4, а. Основные параметры режима: активная Р и реактивная Q мощности, потребляемые СД из сети; ток статорной обмотки /; электромагнитный момент на валу СД М3, равный в ус­тановившемся режиме моменту сопротивления механизма Л/мех; частота вра­щения ротора СД со (для переходных режимов); синхронная частота враще­ния ротора сос; угол 8, характеризующий положение ротора СД относительно вектора ЭДС (рис. 11.5) электрической системы Ес.

Параметры схемы замещения и режима СД удобно выражать в относитель­ных единицах, когда за независимые базисные единицы приняты: S6 = SH0M полная номинальная мощность СД; U6 — Umu номинальное междуфазное напряжение. Исключение составляет электромагнитный момент, который це­лесообразно выразить в долях номинального момента двигателя.

Параметры режима возбужденного СД содержат синхронные и асинхронные со­ставляющие. Например, активную и реак­тивную мощности СД в соответствии с принципом наложения можно представить в виде

P=Pt + Pe, Q=Qa+QQ- (П-9)

Асинхронные составляющие мощности обусловлены асинхронными свойствами об-

Рис. 11.5. Векторная диаграмма напряжений и ЭДС СД


//./. Общая характеристика асинхронных и синхронных двигателей



моток ротора СД и в соответствии со схемами замещения (см. рис. 11.4) равны:


1 1 • + -

л-£*


1 1

■ + -

2М ZAs)


; Q,-\im


ZdW ZAs)


(11.10)


ток в обмотке статора в асинхронном режиме


/_tf 1 1  
h~ 2 Zd{s) Zq(s) J
асинхронный электромагнитный момент
м =s ном f2R }

(11.11)

(11.12)


где Zd(s)(Zd(s)) и Zq(Zq(s)) — эквивалентные комплексные (сопряженные) со­противления по осям d и q в асинхронном режиме при скольжении s, опреде­ляемые по соотношениям

\-i


       
 
   
 

R
JX«Rf

Zd(s)=RCT+jX0 +


 


(11.13)


Zq(s)=Rcr+jXa +


Д., Л


+ У*


al«


Зависимости от скольжения Pa(s), QJ,s), Ia(s), M3(s) при номинальном на­пряжении на выводах двигателя называются пусковыми характеристиками СД и по характеру соответствуют пусковым характеристикам АД.

Синхронные составляющие режима обусловлены током в обмотке возбуж­дения, т. е. током от возбудительного устройства. Без учета активного сопро­тивления статорной обмотки синхронные составляющие активной и реактив­ной мощностей равны


EqU. „U2X, —£— sin tf+

2 XdXq


sin 20;


(11.14)


 


Qc =—-— cos9--


2 XdXq


-cos29,


где Eq синхронная ЭДС, определяемая типом и режимом возбудительного устройства; 9 — угол между векторами напряжения U на выводах двигателя и



Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей


Е (рис. 11.5); Xd и Хд — синхронные индуктивные сопротивления по продоль­ной и поперечной осям ротора

Xd = Xa + Xad; X,=Xg + X,q. (11.15)

Синхронная составляющая электромагнитного момента СД

Mc = PcPHOJSKou. (11.16)

В каталогах СД задаются: номинальные Рном, UH0M, г|ном, cos фном, а также Мп — пусковой (при s = 1) и Мв - входной (при s = 0,05) асинхронные электро­магнитные моменты; Мтт максимальный синхронный момент; /п — пуско­вой ток СД; UfHOU и IfHOU номинальные напряжение и ток обмотки возбуж­дения.

По конструктивному исполнению синхронные двигатели подразделяют на две группы: неявнополюсные и явнополюсные.

К неявнополюсным СД относятся двигатели с массивным ротором (СДМР) серий СТД, СТМ, ТДС с номинальной частотой вращения ином = = 3000 об/мин. СДМР получили широкое распространение, в частности, в ка­честве приводов магистральных насосов и газовых компрессоров. В отличие от явнополюсных СД, имеющих сосредоточенную демпферную обмотку, у СДМР ротор представляет единую стальную поковку с выфрезерованными пазами для обмотки возбуждения и система демпферных контуров распреде­лена по всей бочке ротора, что способствует улучшению пусковых характери­стик. Пуск СДМР осуществляется в основном от полного (иногда понижен­ного) напряжения при короткозамкнутой обмотке возбуждения.

Синхронные двигатели с шихтованными полюсами (СДШП) — наиболее распространенный тип явнополюсных СД с частотой вращения ротора яном < 1000 об/мин. К ним относятся двигатели серий СД, СДН, СДВ, СДК и ряд других, используемых в качестве приводов промышленных механизмов (насосы, компрессоры, вентиляторы, мельницы, мешалки и т. п.). Пуск СДШП, как правило, осуществляется от полного напряжения сети при обмот­ке возбуждения замкнутой на пусковое сопротивление (см. рис. 11.4, а).


Дата добавления: 2015-07-17; просмотров: 84 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Проверка токоведущих устройств на термическую и динамическую стойкость| Асинхронные двигатели

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.013 сек.)