Вопрос № 10 Типовые узлы защиты сд.

В качестве узлов защиты СД используются следующие типы защит:

1. Нулевая защита.

Выполняется линейным контактором, реле напряжения и автоматом с нулевым расцепителем.

2. Максимальная токовая защита.

Для двигателей низкого напряжения осуществляется плавкими предохранителями и автомат. выключателями с максимальным - токовым расцепителем Защита от перегрузок может выполняться тепловыми реле. В схемах с двигателями высокого напряжения применяют максимально-токовые реле, включенные в две фазы статора через трансформаторы тока. Эти реле при срабатывании включают реле защиты, действующее на отключение линейного выключателя. Токовое реле имеет задержку времени при включении, что позволяет не реагировать на случайные броски тока.

3. Минимально-токовая защита.

Отключает СД при обрыве обмотки возбуждения. Она осуществляется с помощью токового реле, включенного в цепь обмотки возбуждения СД. Обмотка возбуждения при отключении двигателя обычно остается замкнутой на якорь возбудителя или на разрядное сопротивление.

4. Защита от затянувшегося пуска.

Защищает двигатель от недопустимых значений момента, возникающих при пуске с недостаточным возбуждением или без возбуждения. Защита осуществляется с помощью реле минимального тока КА и реле времени КТ, которое отсчитывает время нормального пуска. Если за это время ток возбуждения СД оказывается недостаточным, то после замыкания контактов реле времени, сработает реле защиты KF и прервет пуск.

5. Защита от выпадения из синхронизма.

Применяется для ЭП, работающих с резко изменяющейся нагрузкой на валу и питающихся от сети в которой возможно снижение напряжения. Для того чтобы при снижении напр.сети сохранить перегрузочную способность дв-ля, используют узел форсировки возбуждения дв-ля. (КV и KF).Катушка реле KV включается на напр. сети. При снижении напр. на 15-20% реле KV замыкает свой контакт, включая контактор KF, который шунтирует Rд. Напряжение возбудителя повышается, следовательно, возрастают ток возбуждения и максимальный момент двигателя.

Вопрос № 11 Режимы пуска сд

СД широко прим-ся в ЭП мех-мов большой мощности, работающих в продолжит.режиме с пост.скоростью. Пуск СД состоит из 3-х этапов: 1) Разгон двигателя до подсинхронной скорости (0,95 w₀). 2) Подача возбуждения в обмотку ротора дв-ля. 3) Вхождение дв-ля в синхронизм.

1. Разгон до подсинхр.скорости.

Произ-ся засчет спец.пусковой к.з.обмотки, заложенной в ротор. В зав-ти от мощности питающей сети прим-ся пуск при полном и пониженном U c исп-ием резисторов, реакторов. При U на двигателе больше 500 В подключение статора к сети произ-ся высоковольтным выключателем.

2. Подача U возбуждения.

U возбуждения на обмотку ротора СД может подаваться: 1) От электромашинного генератора пост.тока – возбудителя.

а) б)

в)

Электромашинные возбудители приводятся во вращение от своего СД, если он быстроходный, на валу которого они закрепляются (сх.а). Если СД тихоходный, то возбудитель приводится во вращение от приводного дв-ля (сх.б). Приводной дв-ль М2 обычно АД с к.з.р. ОВ СД подключается наглухо к якорю возбудителя. Схемы с глухоподключенным возбудителем – а и б. ОВ возбудителя LG подключается к якорю возбудителя, обеспечивая его самовозбуждение при разгоне. ОВ возбудителя может питаться от отдельного источника (сх.в). В схемах с глухоподключенным возбудителем U на ОВ дв-ля подается при самовозбуждении возбудителя. Если самовозбуждение происходит после разгона СД до подсинхронной скорости, то втягивание в синхронизм происходит автоматически. 2) От электромашинных (синхронных и асинхронных) возбудителей перем.тока с вращающимися полупроводниковыми выпрямителями. Это безконтактные схемы возбуждения. Исп-ся в запыленных и взрывоопасных помещениях. Н-р, асинхронный возбудитель:

Асинхр.возбудитель п/с асинхр.машину с ф.р., обмотка ротора которого подключается к СД через выпрямитель, вращающийся вместе с ротором. Такие возбудители практически безынерционны, т.к. Т_В = 0,005 с. Асинхр.возбудители прим-ся для возбуждения тихоходных СД. Синхронный возбудитель – обращенный синхронный генератор с ОВ, расположенной на статоре. Ротор генератора соединен с валом СД; обмотка ротора трехфазная – питает через вращающийся полупроводниковый трехфазный выпрямитель ОВ СД. 3) От статических полупроводниковых (тиристорных) преоб-лей. Они выполняются на тиристорах с различными схемами выпрямления. В таких схемах в период пуска дв-ля ОВ подключается к разрядному резистору R, а в период синхронной работы отключается от него и подключается к выпрямительному уст-ву.

3. Синхронизация дв-ля с сетью.

Вхождение дв-ля в синхронизм осуществляется тем легче, чем меньше скольжение, при котором подается возбуждение. Значение S_крит, выше которого вхождение в синхронизм считается недопустимым, определяется по эмпирической зав-ти: S_кр = (12,72/w_c)√(Р_см/(J*f)), w_c – синхронная скорость, рад/с, Р_см – синхронизирующая мощность = (m*E*U)/X_g, Вт. J – приведенный момент инерции, f – частота питающей сети.

Синхронизация с сетью СД в большинстве случаев происходит автоматически при подсинхронной скорости и поданном возбуждении. В зав-ти от момента подачи полного U на статор в сочетании с подачей возбуждения в обмотку ротора существует 3 вида пуска: прямой, тяжелый и легкий. При прямом пуске на обмотку статора подается полное U сети, а цепь обмотки ротора наглухо подключается к якорю возбудителя. Прямой пуск возможен, если позволяет мощность питающей сети и момент сопр-ия. М_с≤0,4М_н. При прямом пуске синхронизация с сетью происходит автоматически после самовозбуждения возбудителя. При времени самовозбуждения возбудителя меньшем времени разгона дв-ля до подсинхронной скорости в цепь обмотки ротора СД включается разрядный резистор, снижающий I возбуждения.

Если возбудитель не находится на одном валу с СД, то резистор подключается параллельно ОВ СД.

Разрядный резистор обеспечивает ускоренное гашение поля дв-ля после отключения его от сети и выбор R = (8 - 10)R_ОВ. При пуске СД со сниженным U различают легкий и тяжелый пуски. При легком пуске U возбуждения подается еще при пониженном U на статоре. Легкий пуск прим-ют при малых нагрузках, поэтому обеспечивается малый момент при вхождении в синхронизм. При тяжелом пуске U возбуждения подается при полном U на статоре. Исп-ся при больших М_с (= 2М_н).