Самовозбуждение асинхронных двигателей во время пуска при последовательной емкостной компенсации в сети

Конденсаторные батареи при последовательном их включении в сеть, кроме компенсации реактивного сопротивления, позволя­ют автоматически изменять напряжение в зависимости от нагруз­ки двигателя. Однако при этом в сетях, питающих двигатели, мо­гут возникать некоторые, необычные с точки зрения нормальной эксплуатации, явления:

качание синхронных машин;

« застревание » асинхронных двигателей при частотах вращения, меньших, чем номинальная;

самовозбуждение при асинхронном пуске синхронных двига­телей;

появление резонансных колебаний на частотах ниже номиналь­ной, что приводит к возникновению субгармонических токов и напряжений.

Условия самовозбуждения асинхронного двигателя при пус­ке можно оценить с помощью тех же соотношений, что и при анализе режимов работы синхронного двигателя. Однако строгое и точное рассмотрение этих условий требует более полного и сложного их анализа.

Считают, что асинхронный двигатель так же, как и генератор, можно характеризовать сопротивлениями и . При изменении угловой скорости двигателя о изменяются его индуктивные сопро­тивления и (кривые 1 и 2 на рис. 5.13).

Если в сеть, питающую двигатель, включить конденсаторную батарею продольной компенсации с емкостным сопротивлением,

то в зависимости от угловой скорости ω емкостное сопротивление при разных значениях С изменяется так, как показано на рис. 5.13 (кривые 3-5). Эти кривые различным образом расположены от­носительно области - представляющей собой зону самовоз­буждения двигателя.

Если во время пуска двигателя изменяется по кривой 3, то самовозбуждение не происходит. Если изменяется по кривой 4, то самовозбуждение будет от угловой скорости ω3 До нормального режима, соответствующего ωном. При изменении по кривой 5 во время пуска двигателя в интервале угловых скоростей от ω1 до

ω2 самовозбуждение появится. Оно может исчезнуть, не развив­шись полностью, если двигатель быстро пройдет зону самовозбуж­дения. Скорости ω1 и ω2 соот­ветствуют границам зоны само­возбуждения двигателя.

Рис. 5.13. К рассмотрению самовоз­буждения асинхронного двигателя

Самовозбуждение двигателей не следует допускать по следую­щим причинам:

ток статора и мощность, по­требляемые двигателем из сети, могут в несколько раз превы­шать их номинальные значения; при этом двигатель сильно пере­гревается, напряжение на его момент уменьшается;

во время пуска двигатель может «застревать», не достигнув но­минальной частоты вращения из-за уменьшения вращающего мо­мента в процессе разгона; при этом появляются биения тока и момен­та, что приводит к качанию ротора машины.

При рассмотрении процесса самовозбуждения асинхронного двигателя необходимо учитывать следующие факторы:

во время разгона двигателя его сопротивление изменяется от минимального значения до максимального;

при некотором значении скольжения ротора индуктивность двигателя может резонировать с емкостью последовательной ком­пенсации, в результате чего создается контур самовозбуждения с частотой ниже промышленной. В этом случае двигатель враща­ется с частотой, соответствующей частоте свободных колебаний контура;

во время разгона двигателя может возникать отрицательное скольжение ротора, при котором двигатель переходит в генератор­ный режим по отношению к контуру самовозбуждения. При равен­стве потерь в контуре ротора и генерирующей мощности создается условие для устойчивой работы в этом режиме. Если потери больше генерируемой мощности, то самовозбуждение либо не возникает, либо становится неустойчивым, что дает возможность двигателю вращаться с номинальной частотой;

частота генерирующего контура зависит от параметров сети, емкостного сопротивления конденсаторной батареи и сопротивле­ния самого двигателя. Поэтому для предотвращения самовозбужде­ния необходимо либо выбрать соответствующую емкость продоль­ной компенсации, либо включить последовательно или параллель­но емкости активное сопротивление.

В зависимости от соотношения сопротивления и параметров двигателя могут возникать три характерных режима его работы» соответствующих кривым 3-5 на рис. 5.13.

В первом режиме (кривая 3)

(5.37)

где -реактивное сопротивление цепи намагничивания двига­теля. При этом вся зона самовозбуждения двигателя лежит в диа­пазоне частот вращения больше синхронной, а в пределах изменения частоты вращения от нуля до синхронной двигатель практически не самовозбуждается.

Во втором режиме (кривая 4)

(5.38)

где - сопротивление рассеяния обмотки статора; актив­ные сопротивления обмоток ротора и статора двигателя. В этом

Рис. 5.14. Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от сколь­жения при самовозбуждении (а) и разгоне (б)

случае одна часть зоны самовозбуждения двигателя находится в диапазоне частот вращения от нуля до синхронной, а другая выхо­дит за пределы синхронной частоты вращения.

Зависимость вращающего момента двигателя от скольжения име­ет вид, показанный на рис. 5.14, а. Эффект самовозбуждения здесь проявляется в уменьшении частоты вращения двигателя на 35 - 40 % номинальной.

В третьем режиме

(5.39)

При этом условии самовозбуждение двигателя начинается от не­большой частоты вращения, близкой к нулю, и зона самовозбужде­ния находится в диапазоне частот вращения от нулевой до синх­ронной.

Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения при разгоне показана на рис. 5.14, б. Если после подключения к сети двигатель разгоняется настолько медленно, что процесс его самовозбуждения успевает закончиться за время про­хождения зоны самовозбуждения, то двигатель «застревает» на по­ниженной частоте вращения и возникают качания.

При малых значениях момента инерции двигателя и момента сопротивления механизма, а также при большом питающем напря­жении двигатель может разгоняться настолько быстро, что само­возбуждение не успевает развиться. В этом случае двигатель быстро проходит зону самовозбуждения и разгоняется до номинальной час­тоты вращения. Этому режиму соответствует кривая 5 на рис. 5.13.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные причины возникновения резких изменений режимов в узлах СЭС?

2. В чем особенность методики исследования переходного процесса в узле нагрузки при резких изменениях режима его работы?

3. Как влияет резкое снижение напряжения в точке питания на устойчи­вость синхронного двигателя?

4. Как протекает переходный процесс в синхронном двигателе при резком

увеличении нагрузки на его валу?

5.Как определяется допустимое время наброса нагрузки на синхронный

двигатель?

6. В чем заключается расчет устойчивости асинхронного двигателя при набросах нагрузки?

7. Каковы особенности расчета пускового режима синхронного и асинхрон­ного двигателей?

8. Что такое самозапуск электродвигателей и с какой целью он предусмат­ривается?

9. Какие параметры необходимо определять для проверки самозапуска электродвигателей?

10. В чем заключается расчет самозапуска синхронных и асинхронных дви­гателей?

11.Какие причины самовозбуждения асинхронных двигателей при компен­сации реактивной мощности?

12.Каковы последствия самовозбуждения электродвигателей?








Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 3387;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.