ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 115
Скачиваний: 4
- Синхронный двигатель в конце второго этапа должен войти в синхронизм. Процесс вхождения в синхронизм зависит в первую очередь от системы возбуждения и величины напряжения, так как синхронизирующий мо мент пропорционален э. д. с. двигателя и напряжению сети. В некоторых случаях (см. гл. 4) синхронный дви гатель не переходит в асинхронный режим после пере рыва питания, а поэтому не требуются специальные средства для ресинхронизации.
Взависимости от конкретных условий различают два основных способа самозапуска: 1) с нагруженным ме ханизмом; 2) с временной разгрузкой механизма.
Самозапуск асинхронного двигателя с фазным рото ром может осуществляться с введением пускового актив ного сопротивления в цепь ротора или с замкнутыми кольцами. Поскольку такие двигатели обычно имеют ослабленное крепление лобовых частей обмоток ротора
истатора, то самозапуск с замкнутыми кольцами может быть применен крайне редко и, как правило, требует дополнительного усиления этих креплений.
Внастоящее время в Советском Союзе дляпривода ответственных механизмов, требующих самозапуска,
асинхронные двигатели с фазным ротором не применя ются. Некоторые зарубежные фирмы применяют асин хронные двигатели с фазным ротором для привода от ветственных механизмов. Например, такие двигатели применены для привода турбокомпрессоров блоков раз деления воздуха японского производства, установленных в последнее время на некоторых заводах Советского Союза. Однако никаких рекомендаций и гарантий по применению самозапуска в этих случаях фирмы не дают, и заводы отказываются от осуществления самозапуска указанных механизмов. В дальнейшем самозапуск таких двигателей не рассматривается.
Для синхронного двигателя различают следующие разновидности самозапуска с нагруженным механиз
мом:
а) с глухим подключением возбудителя с форсиров кой или без форсировки возбуждения;
б) с глухим подключением возбудителя с введением
вначале выбега в цепь возбуждения возбудителя сопро тивления для гашения поля и снижения-тока включения,
споследующим шунтированием этого сопротивления
вначале разгона; ■
10
в) |
с введением на |
время разгона разрядного сопро |
|
тивления, шунтируемого после достижения подсинхрон |
|||
ной скорости. |
|
|
|
Самозапуск с временной разгрузкой механизма при |
|||
меняется |
лишь в крайнем случае и только |
по схеме |
|
с введением разрядного |
сопротивления. В |
настоящее |
|
время применяется в основном прямой пуск электродви гателей. В случае реакторного пуска самозапуск может осуществляться с введением реактора либо без него.
Г л а в а в т о р а я
ВЫБЕГ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
2-1. СВОБОДНЫ Й ВЫБЕГ РАЗЛИЧНЫ Х М ЕХАН И ЗМ О В
При расчетах самозапуска необходимо в первую оче
редь определить |
скорость |
или |
скольжение двигателя |
к моменту восстановления |
питания (остаточная ско |
||
рость). Величина |
остаточной |
скорости (скольжения) |
|
в любой момент времени после нарушения электроснаб жения определяется в первую очередь моментом инерции (маховым моментом) и загрузкой агрегатов, а также ви дом механической характеристики приводимого меха низма.
Зависимость скорости от времени с момента отклю чения наиболее просто определяется при свободном вы
беге. Уравнение |
движения |
при |
этом имеет |
вид: |
|
- М с = |
Упр ^ , |
(2-1) |
|
где Мс — момент |
сопротивления |
механизма, |
Н-м; со — |
|
угловая скорость ротора, 1/с; / Пр — приведенный момент инерции агрегата, кг-м2.
Во многих каталогах приведены значения махового момента GD2 (кгс-м2). Для перехода к величине момен та инерции /, выраженного в международных единицах (кг-м2), каталожное значение махового момента необхо димо разделить на 4:
GD2
4 '
11
Приведенный момент инерции равен сумме момента инерции двигателя и приведенного к валу двигателя момента инерции механизма:
Лф — ^дв -f" J,мех.пр — /дв + ^мех
где Шн.мех; Ип.дв— номинальные угловые скорости меха низма и двигателя.
Можно сначала определить приведенный маховой мо мент агрегата, а затем рассчитать приведенный момент инерции.
Если момент и угловую скорость выразить в относи
тельных единицах, приняв за |
|
базисные |
номинальный |
||||
момент и синхронную скорость двигателя, |
то (2-1) |
при |
|||||
мет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
тс= |
|
|
, |
|
|
(2- 2) |
|
где Tjn — время ускорения |
(замедления) |
агрегата |
при |
||||
постоянной нагрузке, равной номинальной, |
с: |
|
|||||
|
|
|
|
|
. 2 |
|
(2-3) |
z- — / — — Т |
|
|
/ |
— |
|
||
ьзн----- 'пр Д4 |
--- 'пр р |
Л |
J np р |
|
|||
|
|
J |
|
• и |
|
|
|
шо и Юп — синхронная |
и номинальная |
угловая скорости |
|||||
соответственно, 1/с (рад/с); |
Мя — номинальный вращаю |
||||||
щий момент двигателя, Н-м; |
Рп— номинальная |
мощ |
|||||
ность, Вт; /щ, — приведенный момент инерции, кг-м2. Угловая скорость со может быть выражена через ча
стоту вращения п (об/мин): ю = 2лл/60.
В дальнейшем, если это не оговорено особо, все вели чины, кроме времени, выражены в относительных едини цах. Время выражается в секундах или радианах
[1 рад =1/(2 л/) с].
В качестве базисных величин принимаются: номинальный вращающий момент двигателя; синхронная частота вращения (для отдельно стоя
щего возбудительного агрегата — частота вращения в ра бочем режиме);
номинальные ток и напряжение статора двигателя или якоря возбудителя;
ток возбуждения синхронного двигателя или возбу дителя, обеспечивающий при номинальной частоте вра щения величину э. д. с. в обмотке статора или якоря, равную номинальному напряжению при холостом ходе; сопротивление обмоток возбуждения синхронных дви
гателей и возбудителей,
12
Момент сопротивления различных механизмов в об щем виде выражается формулой [Л. 2]
Мс= Мв + (АаМв - М в) ^ У ‘
или, если перейти к относительным единицам,
тй — тв |
— тв)<а\ |
(2-4) |
где то — начальный момент |
при s=l[co = 0 в |
(2-4)], |
обычно определяемый силами трения; k3— коэффициент загрузки двигателя при синхронной скорости (момент сопротивления механизма при ю=1, выраженный в до
лях номинального момента двигателя); |
у — показатель |
степени, характеризующий данный механизм. |
|
Из (2-2) и (2-4) получаем: |
|
~ т в- ( к 3~ т в) ^ = хн ^ . |
(2-5) |
Для механизмов с практически постоянным моментом сопротивления (транспортеры, дробилки, шаровые мель ницы, поршневые компрессоры и т. д.) показатель сте пени у = 0. Тогда из (2-5) получаем зависимость скоро сти от времени свободного выбега:
°> = тНа ч - | ^ ^ 1 — |
|
(2-6) |
||
где Xj~Xjn/ka — время |
ускорения |
агрегата с |
постоянной |
|
нагрузкой, равной k3, |
с; ©нач — |
начальная |
(при |
t= 0) |
угловая скорость [для |
упрощения |
в правой |
части |
(2-6) |
и в дальнейшем принято сонач~1]- Для механизмов с моментом сопротивления, пропор
циональным скорости (генератор |
постоянного тока, ра |
|||||||
ботающий |
на |
постоянное |
сопротивление, |
и др.), |
у=1, |
|||
и из (2-5) |
получаем: |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
т’о |
'N |
|
|
|
|
|
(О= |
1 + |
е |
т'о |
|
(2-7) |
||
|
1— т'0 |
) |
1 — от',, |
|||||
где т \ = |
-г-\ |
|
Ъ |
|
|
|
|
|
|
I — тго |
|
|
|
|
|||
Если момент трения пц-С-£3 и им можно пренебречь, |
||||||||
то формула (2-7) приобретает вид: |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
т = |
е |
d . |
|
|
(2-7а) |
Для механизмов |
с «вентиляторной» |
механической |
||||||
характеристикой, у которых момент сопротивления про-
13
порционален квадрату скорости (вентиляторы, дымосо сы, газодувки, центробежные насосы, гребные винты и т. д.), у = 2, и из (2-5) получаем:
т \ \
ш |
^ |
\ —т \ ) |
т\ |
(2-8) |
|
t |
] — т7о » |
||
|
|
|
||
где |
•ИВ-*", |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
___ |
^ |
|
|
_ |
Vm\{\ —т\) |
|
|
О
Если момент сил трения невелик, и им можно пре небречь, то формула (2-8) приобретает вид:
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|
|
(2-8а) |
|
|
|
|
1+ |
|
|
|
|
|
|
На рис. 2-1 приведены зависимости скорости от вре |
||||||||||
мени свободного выбега агрегатов, |
имеющих различные |
|||||||||
|
|
|
|
|
механические |
характери- |
||||
отн.ед. |
|
|
|
стики, |
но одинаковую ве |
|||||
|
|
|
|
|
личину |
времени |
ускоре |
|||
|
|
|
|
|
ния Ху Из рисунка видно, |
|||||
|
|
|
|
|
что их выбег в начальной |
|||||
|
|
|
|
|
стадии происходит одина |
|||||
|
|
|
|
|
ково. Следовательно, если |
|||||
|
|
|
|
|
время |
перерыва |
электро |
|||
|
|
|
|
|
снабжения мало по срав |
|||||
|
|
|
|
|
нению с Тз, то изменение |
|||||
|
|
|
|
|
угловой скорости при вы |
|||||
|
|
|
|
|
беге может быть выраже |
|||||
|
|
|
|
|
но |
любой |
из |
|
формул |
|
|
|
|
|
|
(2-6) — (2-8). |
В |
|
дальней |
||
|
|
|
|
|
шем угловая скорость сни |
|||||
Рис. 2-1. Изменение угловой ско |
жается |
тем |
медленнее, |
|||||||
рости при выбеге .различных агре |
чем больше |
показатель у |
||||||||
гатов. |
|
|
|
|
и чем меньше |
силы тре |
||||
1 — момент |
сопротивления механизма |
|||||||||
не зависит от скорости, ^=0, формула |
ния. |
|
|
|
|
|
||||
(2-6); |
2 — момент сопротивления про |
Коэффициент загрузки |
||||||||
порционален |
первой |
степени |
скорости, |
|||||||
у=1, |
момент |
трения |
тц = 0, |
формула |
двигателя |
существенно |
||||
(2-7а); |
3 — момент сопротивления про |
|||||||||
порционален квадрату скорости, т о=0, |
влияет на выбег агрегата. |
|||||||||
формула (2-8а): 4 —то же, но момент |
На |
рис. 2-2,а |
приведены |
|||||||
трения mо=0,3, формула (2-8). |
||||||||||
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
