37.Основные расчетные соотношения асинхронных двигателей. Схемы замещения и механическая характеристика ад.

Представим приближенно всю нагрузку эквивалентным асинхронным дви­гателем. При этом используем статические характеристики асинхронных двигателей и соответственно упрощенные уравнения. Это оправдано, во-первых, тем, что начальные отклонения, обусловливающие появления неустойчивости, предположены малыми, и, во-вторых, тем, что когда в процессе опрокидывания двнигатели приобретают значительную скорость, характер процесса (быстрее, медленнее) не имеет практического значения. В отдельных случаях необходимо переходить к полным уравнениям, т. е. динамическим характеристикам.

Рассмотрим с учетом отмеченного схему системы (рис. 11.7, а), где сопротивление генератора хг_г, сети х_с и эквивалентного двигателя, заменяющего все двигатели нагрузки х_s, соизмеримы по величине. Представим схему замещения так, как это показано на рис. 11.7, б. Затем приближённо упростим ее, перенеся левую точку , к месту приложения э. д. с Е (рис. 11.7, в).

Ток, обусловленный э. д. с. в цепи 1-2 (рис. 11.7, в),

Далее запишем

Характеристики Р = /(E, s) построены на рис. 11.7, г, где значение критического скольжения двигателя определяется из условия dPIds — 0. Дифференцируя и приравнивая нулю (11.1), получаем

откуда skp = R/x. Подставив значение s_Kp в (11.1), найдем значение Р_т, отвечаю­щее s_Kp:

ПРАКТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ НАГРУЗКИ dE/dU

Целесообразно вместо критерия устойчивости dP/ds = О или полученного выше (рис. 11.13) эквивалентного ему критерия dQ/dE_э = —оо пользоваться практическим критерием устойчивости нагрузки dE/dU = 0, который не тре­бует эквивалентирования двигателей нагрузки; при этом оперируют только с ее внешними характеристиками Р_н = f(U); Q_H = φ(U). При сниже­нии напряжения на шинах двигателя до значения Uкр, отвечающего границе ус­тойчивого режима, производная от эквивалентной э. д. с. Е_э по напряжению проходит через нуль. Таким образом, нарушение устойчивости связано с тремя соотношениями:

В справедливости последнего критерия можно убедиться исходя из эквива­лентной схемы замещения (см. рис. 11.7, а)₃ если напряжение на шинах комп­лексной нагрузки рассматривать как величину, зависящую от режима двигателя, а эквивалентную э. д. с. Е = Е_э — как независимую переменную. При этом ус­ловии между напряжением на шинах двигателя и эквивалентной э. д. с. существу­ет очевидное соотношение

38. Пуск эд. Общая характеристика условий пуска. Схемы пуска.

При пуске ЭД должен выполняться ряд требований:

1. Пусковой момент должен быть достаточно большим (во время пуска двигатель должен развивать вращающий момент, необходимый для преодоления момента сопротивления механизма и для создания определённой кинетической энергии вращающихся масс агрегата);

2. Пусковые токи по возможности малые (большие токи могут вызвать понижение напряжения, создать неблагоприятное влияние на др. двигатели и др. виды нагрузки и привести к тому, что двигатель будет разгоняться медленнее, чем это предполагалось при неизменном напряжении на его зажимах. Вследствие снижения напряжения в сети вращ. момент двигателя может оказаться либо меньше момента сопротивления механ. нагрузки, либо ненамного больше и разгон двигателя будет или невозможен, или недопустимо затянут);

Условия пуска разделяют на лёгкие (требуемый момент в начале вращения двигателя составляет 10-40%), нормальные (треб. момент 50-75%), тяжелые (треб. момент 100%). Для облегчения тяжёлых условий пуска в некоторых случаях применяются спец. мех. средства, с помощью которых двигатель принимает нагрузку после того, как он достиг нужной скорости и стал развивать нужный вращ. момент.

Способы пуска:

1) Прямой пуск – непосредственное подключение обмотки статора к сети

I1 – ток статора; т.П – нач. момент пуск т.Р – М=Мст

Для запуска любых АД в нач. момент должен быть избыточный момент = 20-30% от ном. На всей продолжительности пуска избыточный момент д. б. не ниже 10-15% от ном. Напряжение не должно снижаться на 10-15% - при пуске мелких АД и ≤20% для более крупных.

Если Мп≤Мст в начальный момент пуска, то двигатель разогнаться не сможет:

- начальный Мп

при S1

Недостатки прямого пуска:

1. Сравнительно небольшой пусковой момент; 2) Большой бросок пускового тока (Iп=(5-7)Iн);

- тр-ры до 25 МВА допускают 4-х кратную перегрузку, но не более 3-х раз в сутки;

- тр-ры S=25…100 МВА доп. 2-х кратн. перегрузку не более 3-х раз в сутки, пуск при этом ≤15 с. При пуске необходимо кон-

тролировать температуру в верхних частях тр-ра. При пуске крупных АД надо найти точку сети, кот. можно считать сист. ∞ мощности, либо точку питания в кот. известно ток КЗ Iкз(3)

При пуске Uс перегр=1.05Uном

Для определения фактического времени пуска ЭД необходимо записать диф уравнение разгона ротора и численно интегрировать его, применяя метод левых и правых прямоугольников.

2. Понижение напряжения, подводимого к обмотке статора при пуске применяют если прямой пуск АД невозможен. Осуществляется с помощью включения реактора или понижающего тр-ра

Сх. пуска с реактором Сх. пуска с тр-ром

Если напряжение сети с помощью АТ сниж. в k раз, то ток , потребляемый из сети при пуске, в раз (недостатки: АТ дорог и создает толчки тока при переключении, имеет подвижн. сис-му контактов и иногда служит причиной аварий).

Пусковой реактор ограничивает пусковой ток и снижает напряжение на двигателе при пуске за счет падения напряжения в реакторе (недостаток – необходимость подкл. доп. оборудования (пуск. реактора и шунтирующего выкл-ля).

Схема запуска ЭД с автотрансформатором:

Автотрансформатор применяется в тех случаях, когда необходимо обеспечить плавное регулирование

пускового тока и плавно изменение скорости двигателя. В начале пуска все выключатели отключены, затем вкл. В3, В1, после этого контактная система передвигается в сторону повышения напряжения, ч-з некот-е время вкл-ся В2, В3- откл-ся.

3. Подключение к обмотке ротора пускового реостата:

Способы пуска СД:

1. С помощью вспомогательного двигателя; 2) Частотный пуск (плавно изменяется частота от 0 до fном); 3) Асинхронный пуск (с помощью беличьей клетки); 4) Прямой пуск (обмотка возбуждения закорачивается, подаётся полное напряжение и дв-ль разгоняется до синхронной скорости на уровне 5% скольж-я, подаётся ток возбуждения и дв-ль через несколько секунд входит в синхронизм). При пуске СД нельзя подключить напрямую( на переменный ток, т. к. при частоте 50Гц напр-е тока меняется 50 раз и суммарный момент будет = 0).