Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей

и может существенно превысить пусковой ток; X_Q — реактивная составляю­щая сопротивления Z_c (см. рис. 11.6), X"_d — сверхпереходное индуктивное со­противление СД по продольной оси,

*;=*_{e +} fJ_ + _i- ₊ -J-V (П.38)

Значительные по величине токи включения могут вызывать в обмотках статора усилия, приводящие к деформациям изоляции и механическому по­вреждению лобовых частей обмоток.

Ограничение токов включения возможно при правильном выборе момен­та включения, когда угол 5 = 15-^20° (синфазное включение), что требует спе­циальных устройств автоматики, или гашения поля СД, например на пуско­вое сопротивление (см. рис. 11.4, в), когда ЭДС Е_й снижается до нуля или безопасных значений. Время эффективного гашения поля в этом случае со­ставляет около 2—3 с.

Разгон СД при восстановлении электроснабжения происходит в соответст­вии с уравнениями движения (11.31) и (11.32), однако ввиду особенностей конструкции в отличие от АД осуществляется в два этапа: разворот до под-синхронной скорости и синхронизация после подачи возбуждения.

Под термином «подсинхронная скорость» понимается такое установивше­еся ее значение, до которого двигатель разгоняется под действием асинхрон­ного момента при данной загрузке и отсутствии возбуждения, т. е. подсин­хронная скорость — установившееся значение угловой скорости асинхронного режима СД.

После разгона двигателя до подсинхронной скорости и подачи возбужде­ния наряду с асинхронным электромагнитным моментом появляется син­хронный момент

M_c = ^^sin6, (11.39)

X

значение которого в зависимости от угла 9 между векторами Е ЭДС двигате­ля и напряжением сети £/ _д будет то знакоположительным, то знакоотрица-тельным (рис. 11.8, кривая /).

и^г(х,-ху

я

Помимо синхронного электромагнитного момента при расчете процесса синхронизации СД необходимо учитывать момент явнополюсности, который не зависит от наличия возбуждения, не исчезает в синхронном режиме двига­теля и имеет двойную частоту по сравнению с моментом М_с (рис. 11.8, кри­вая 2):

М.

XX

sin 29. (11.40)

Общий синхронизирующий момент СД определяется суммой моментов М_с и М. (рис 11.8, кривая 3). Максимальное значение момента Л/ невелико (не

11.2. Пуск и самозапуск асинхронных и синхронных двигателей

373

рад 0,5

0,25

1,0 2,0 3,0

Рис. 11.9. Расчетные осциллограммы пуска СТД-8000 от трансформатора 25 МВА

т, отн ед.

2,0-	1г*%с3
1,0-	/^2 \
о-	я/2 п\	Зя/2~	|2я 5л/2 зяЛ
1,0-
2,0-	3^

Рис. 11.8. Синхронизирующие моменты СД: 1 — синхронный М_с; 2 — явнополюсности М„; 3 -результирующий

более 0,3) и на процесс втягивания в синхронизм существенного влияния не оказывает.

По причине знакопеременности синхронизирующего электромагнитного момента при подаче возбуждения возникают колебания скорости вращения ротора СД около подсинхронного значения, и втягивание в синхронизм дви­гателя будет возможным, если в период действия положительной полуволны синхронизирующего момента двигатель достигает синхронной угловой скоро­сти.

На рис. П.9 приведены расчетные осциллограммы процесса пуска и син­хронизации двигателя СТД-8000-2 от трансформатора с номинальной мощно­стью S_M0M = 25 МВА.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите характеристики АД с короткозамкнутым ротором, необходимые при расчетах их пуска и самозапуска в системах электроснабжения.

2. Графически изобразите пусковые характеристики АД.

3. Сформулируйте условия пуска и самозапуска асинхронного и синхронного двигателей и оцените ограничения.

374