Тема 5. Механические характеристики синхронного двигателя

СД – это микродвигатели или двигатели средней и большой мощности.

Достоинства:

- скорость вращения равна

- при регулировании токов возбуждения возможны режимы работы как с потреблением, так и с генерацией реактивной мощности.

 

Недостатки:

- более сложная конструкция

- более высокая цена

n_o < 1500 об/мин

 

Способы пуска СД

1. Асинхронный пуск

- прямой пуск

- автотрансформаторный пуск

- реакторный пуск

Обмотку статора подключают в сеть, обмотку возбуждения замыкают на добавочное сопротивление

Rп (5-10)R_ов

Пусковые характеристики похожи на механические характеристики АД, иногда имеют провал на скорости, близкой к

Для уменьшения провала увеличивают пусковое сопротивление. Пусковые характеристики характеризуются 2 основными точками:

- пусковой момент;

- входной момент (он соответствует подсинхр скорости w _пс=0,95 w ₀)

В конце асинхронного пуска (при достижении w _пс) пусковое сопротивление подключается и на обмотку возбуждения подается постоянное напряжение и двигатель втягивается в синхронизм.

1. Частотный асинхронный пуск.
2. Пуск в режиме вентиляции двигателя
3. Косвенный пуск с использованием разгонного двигателя

Из-за конструкционной несимметричности принято анализировать режимы работы СД на основании схемы по продольной d и поперечной q осям.

Параметры с коэффициентом a – это индуктивное сопротивление контура намагничивания.

Параметры с коэффициентом к - это сопротивление демпферных или пусковых контуров.

Параметры с коэффициентом f – это сопротивление обмотки возбуждения.

При работе СД с нагрузкой между вектором напряжения и вектором E_f возникает фазовый сдвиг, называемый углом нагрузки σ. σ _н ≈ (20-30)7

В соответствии с векторной диаграммой записывается уравнение механической (угловой) характеристики СД. Это выражение состоит из суммы синхронного и асинхронного моментов.

Перегрузочная способность СД (М_max) в основном зависит от синхронного момента, что позволяет увеличить М_max путем увеличения тока возбуждения Е_f ≈I_f.

Если момент нагрузки превышает М_max, то двигатель выходит из синхронизма.

Асинхронный режим СД с током обмотки возбуждения является аварийным режимом.

При работе в двигательном режиме и изменении тока возбуждения возможны режимы работы как с потреблением, так и с генерацией реактивной мощности.

Слева от кривой cos φ=1 двигатель недовозбужден и потребляет реактивную мощность; справа – перевозбужден и генерирует реактивную мощность в сеть.

Тормозные режимы СД

1. Торможение противовключением (путем изменения порядка чередования фаз).

2. Динамическое торможение.

Механические характеристики электроприводов по системе генератор-двигатель

Е_г=кФ_гw_г

При протекании I_я на зажимах генератора фиксируется напряжение E_г=U_я- I_я R_г

Уравнение электромеханической характеристики

W_д=

Изменяя поток возбуждения генератора (Р_овг≈90,02-0,05)Р_г) изменяем напряжение на якоре двигателя.

Регулирование производят в 2 зонах

 

Достоинства систем ГД:

1) - низкая мощность канала управления

2) - высокая надежность

3) - возможность плавного пуска и торможения

4) - широкий диапазон регулирования

 

Недостатки:

1) - большая установленная мощность оборудования

2) - низкий КПД всей установки

3) - снижение жесткости механических характеристик Δw= Δw_яг≈2Δw_д

4) - ограничения по регулированию токов возбуждения генератора: насыщение магнитной системы и самоход двигателя под действием остаточного возбуждения генератора.

Расчет и построение статических характеристик АД

P_N [кВт] 55 кВт

n_n [об/мин] 2946 об/мин

ŋ_n [%] 91%

cos φ_n = 0,92,

Задача по АД

Расчет и построение статистических характеристик АД

Начальные данные

Расчет недостающих параметров

1. _u= =308,5с^-1

c^-1

n_o=

Если n_u=1400, то n_u=1500

2. М_u=

R₁=0,057 Ом

R₂=0,042 Ом

X₁=0,2 Ом 3. =

X₂=0,24 Ом 4. М_крит. и S_крит.

 

S_крит. = S_u( (2,5+ =0,083

-380/220
r wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="850" w:right="850" w:bottom="850" w:left="1417" w:header="708" w:footer="708" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> или

S_крит=

M_крит.=М_u = 445,7 H

Или

М_крит.= = =435,9 Нм

5.

6.