Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

гатов, участвующих в самозапуске, с.

Эквивалентные моменты сопротивления и механиче­ ские постоянные агрегатов могут быть определены по вы­

где рні и к%і — соответственно номинальная мощность любого двигателя из группы самозапускаемых двигателей и его коэффициент загрузки до отключения питания; (G,Z)2)i — маховые моменты любого агрегата из числа самозапускаемых, тс•м2.

Для определения величины скольжения, до которой в процессе выбега затормозятся отдельные самозапускае­ мые агрегаты, удобно пользоваться кривыми выбега, полученными в результате испытаний. При отсутствии таких кривых пользуются расчетными кривыми выбега.

Для механизмов с постоянным моментом сопротивления кривые выбега строят по выражению

где ta — время перерыва питания; тс — момент сопротив­ ления, оти. ед., равный коэффициенту загрузки дви­ гателя /г3; t„ — относительное время.

Кривые выбега, построенные по выражению (14-10) для механизмов с постоянным моментом сопротивления, приведены на рис. 14-4, а для механизмов с «вентилятор­ ным» моментом сопротивления — на рис. 14-5 ІЛ. 14-1J.

Пуск и самозапуск синхронного двигателя зависит не только от асинхронного момента, создаваемого пусковой обмоткой, но и от обратно синхронного поля обмотки возбуящения, в которой вращающим полем статора созда­ ется однофазное пульсирующее поле ротора. Это поле,

477

имеющее частоту скольжения, может быть разложено на два поля, вращающиеся относительно ротора в разные стороны с одинаковыми скоростями. Первое поле вращается относительно неподвижной обмотки статора синхронно

Рис. 14-4. Кривые выбега для механизма

спостоянным моментом сопротивления.

сполем статора и создает дополнительный вращающий момент, который суммируется с асинхронным моментом от пусковой-обмотки. Второе поле, вращающееся в проти-

Рис. 14-5. Кривые выбега для механизма с вентиляторным моментом сопротивления.

воиоложном направлении, наводит в обмотке статора э. д. с.; при этом возникают токи, от взаимодействия ко­ торых со статорными токами возникает дополнительный момент, величина и знак которого зависят от частоты вра­ щения ротора.

478

lJа рис. 14-6 показаны кривые асинхронного та, до­ полнительного тпдоп и результирующего т рез моментов синхронного двигателя при пуске с замкнутой накоротко и на активное сопротивление обмоткой возбуждения. Из них видно, что дополнительный момент может вызвать

Рис. 14-6. Кривые асинхронного, дополнительного п результирующего моментов синхронного двигателя при пуске и самозапуске с замкнутой накоротко (а) и на активное сопротивление (б) обмоткой возбуждения.

провал в кривых результирующего момента двигателя. Поэтому при значительном моменте сопротивления меха­ низма М 0 последовательно с обмоткой возбуждения вклю­ чается дополнительное активное сопротивление, которое уменьшает влияние одноосного эффекта.

14-3. УРОВНИ НАПРЯЖЕНИЯ И ИЗБЫТОЧНЫЕ МОМЕНТЫ ПРИ САМОЗАПУСКЕ

Пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамк­ нутым ротором и синхронного двигателя с асинхронным пуском в 5—7 раз превышает номинальный ток, а в от­ дельных случаях (например, для быстроходных и спе­ циальных двигателей) достигает 10—12-кратной величины. По мере разгона кратность пускового тока двигателя снижается.

Самозапуск двигателей начинается с промежуточной частоты вращения, так что кратность тока при самозапуске меньше, чем при пуске. Однако при кратковременном исчез­ новении напряжения, даже при незначительном увеличе­ нии скольжения, сопротивление двигателя резко умень­ шается, а кратность потребляемого из сети тока возра­ стает.

479

Кривые in - / (s) для мощных двигателей приводятся в каталогах. Лри отсутствии кривых кратность пускового тока при скольжении s определяется по выражению

Сопротивления элементов сети рекомендуется опреде­ лять в относительных единицах, а в качестве базисных величин принимать мощность 100 МВ-А и напряжение питающей сети. Перевод сопротивлений элементов сети из абсолютных в относительные единицы см. приложе­ ние ПІ.

При проверке самозапуска двигателей напряжением 6 и 10 кВ активными сопротивлениями элементов сети, в том числе токопроводов (за исключением ВЛ 6—10 кВ), как правило, можно пренебречь и учитывать только реак­ тивные сопротивления. При напряжении двигателей до 1 000 В, особенно в системах ограниченной мощности, активные сопротивления надо учитывать, так как они часто влияют на результаты расчетов.

Напряжение источника питания должно быть выше но­ минального напряжения двигателя для того, чтобы покрыть потерю напряжения во внешней сети и в трансформаторе. В противном случае напряжение на шинах при нормальной работе будет ниже номинального напряжения электро­ приемников, что недопустимо.

При отсутствии точных данных это напряжение в отно­ сительных единицах для расчетов самозапуска можно принять: двигателей напряжением выше 1 000 В—1,05, двигателей напряжением до 1 000 В—1,03.

Напряжение на выводах двигателей в начальный мо­ мент самозапуска должно обеспечить величины пускового момента, превышающие на 0,1 моменты сопротивления механизмов:

где mc{s), Шща) — моменты сопротивления механизма и пускового момента двигателя, соответствующие сколь­ жению s, с которого начинается разгон двигателя при самозапуске.

Определив по кривым выбега или по выражению (14-10) скольжение s, до которого при выбеге затормозятся дви­ гатели, по заводским данным находят сопротивления само-

480

запускаемых двигателей, соответствующие этому сколь­ жению. Далее определяют эквивалентное сопротивление всех участвующих в совместном самозапуске двигателей с последовательно включенными реакторами. Кроме того, учитывают индуктивное сопротивление нагрузки, питаю­ щейся от тех же шин. Наконец, определяют общее экви­ валентное сопротивление жэ2, которое складывают с сопро­ тивлением системы хс.

Для каждого самозапускаемого двигателя (при одно­ типных двигателях — для одного на каждый тип) строят кривые механических характеристик ma=f(s) при сниженном напряжении и кривые моментов сопротивления соответ­ ствующих механизмов те = / (s).

Чтобы построить механическую характеристику дви­ гателя та, необходимо определить напряжение на шинах

и напряжение на выводах каждого самозапускаемого дви­ гателя с учетом сопротивления реактора жрі

самозапуска. При приблизительных расчетах можно при­ нять, что в процессе самозапуска сопротивление двигателя а:ді = const.

Пусковой момент каждого самозапускаемого двигателя определяется по выражению

где mas — асинхронный момент, соответствующий сколь­ жению s при илі = 1 (определяется по заводским данным).

Для нескольких значений скольжения, начиная от значения, при котором начинается самозапуск (до номи­ нального скольжения sHдля асинхронных и до установив­ шегося скольжения sy для синхронных двигателей), строят для каждого двигателя: 1) кривую сниженного за время самозапуска асинхронного момента по выражению (14-15); 2) кривую момента сопротивления приводимого механизма; 3) избыточного момента как разницу между асинхронным моментом и моментом сопротивления.