Файл: Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей.pdf

0,76. Ыа рис. П 2-1 построены зависим ости

] Д /2+ 4 пр - 2У£Д.ПР cos S = f(t)

при нагрузке и холостом ходе насоса. Отсчет времени ведется от момента отключения. В наиболее тяжелом случае (хс=0) это будет также зависимостью действующего значения периодической слагаю­ щей тока включения (в долях от величины \1х"а, равной примерно начальному пусковому току, оти. ед.) от времени перерыва питания.

отн.ед.

Рис. П2-1. Экспериментальная зависимость V —Ек cos b=f{t) при выбеге синхронного двигателя МС-322-8-6.

1 — при разгруженном насосе; 2 — при нагружен­ ном насосе: зоны недопустимого включения зату­ шеваны.

Участки, иа которых ток включения получается выше допусти­ мого {\,7/x"d), заштрихованы.

Так как самозапуск может произойти при любом положении задвижки, надо учесть все участки недопустимого включения при любой нагрузке, что отражено в нижней части рис. П2-1.

Как видно из результатов, получается несколько интервалов времени, в которых включение теоретически допустимо: 0—0,19 с, 0,32—0,42 с, 0,54—0,59 с, 0,7—0,73 с и т. д,, а также после затуха­ ния э. д. с. двигателя до такого значения £ д.м, когда даже в случае

137

наиболее неблагоприятного включения (6= я ) ток не превысит допу­

стимой величины.

Если точность времени срабатывания реле, контакторов и масля­ ных выключателей обеспечит гарантированное срабатывание АВР или АПВ в пределах допустимого интервала, окажется возможным

0,37+0,05 с.

На практике нагрузка насоса может колебаться в более широ­ ких пределах. С помощью вычислительной машины «Мииск-2М» для указанного двигателя по методике и данным § 2-2 и 3-2 выполнен

ОМаксимальная

Произвольная

С целью определения влияния возможных погрешностей в экс­ периментальном или расчетном определении величин Xj и то была рассчитана серия кривых, аналогичных по смыслу рис. П2-‘1, при отклонениях Xj и то от своих основных значений на ±1, ±5, ±10%. Ток включения определялся при x"d=0,24 для случаяхо=0.

На рис. П2-2 приведены зоны недопустимого включения, в ко­ торых ток превышает величину 1"ЛОп—1,7 -4,16=7,08 для каждого из рассчитанных случаев.

Результаты показывают, что если нагрузка двигателя может колебаться от 0,51 (насос разгружен) до 1,0 (полная нагрузка дви­ гателя), то промежуточные интервалы допустимого включения при основных значениях т, и т 0 составят 0—0,18 и 0,35—0,38 с.

Возможная погрешность в определении то на результат не влияет, а погрешность в определении постоянной времени X} приво­ дит к дальнейшему уменьшению промежуточного интервала допу­ стимого включения. Если возможна ошибка в величине tj на ± 1 %>

138

to интервалы допустимого включения и необходимая точность устай­ ки времени аппаратуры будут: 0—0,18 и 0,37±0,01 с; при ошибке

5% 0—0,18 и 0,365±0,005 с и .при '10% 0—0,17 с, .причем второй ин­ тервал исчезает.

Таким образом, анализ выполненной серии расчетов показывает, что использование промежуточных интервалов допустимого тока включения с целью обеспечения безопасного включения при самозапуске синхронных двигателей невозможно.

П р и л о ж е н и е 3

Характеристики холостого хода синхронных машин и их возбудителей

При решении многих задач, связанных с переходными процес­ сами синхронных машин, требуется учет характеристик холостого хода как синхронных двигателей и генераторов, так и их возбуди­ телей. В некоторых случаях (например, при выводе уравнений Пар­ к а — -Горева) машина считается ненасыщенной, и тогда зависимость э. д. с. от тока возбуждения является линейной. При расчетах иа ЦВМ характеристики холостого хода могут' задаваться в виде таб­ лиц либо аппроксимироваться. Аппроксимация применяется и при расчетах на АВМ. Однако для получения различных зависимостей в общем виде наиболее целесообразно выразить характеристики холостого хода аналитически.

При анализе переходных процессов синхронных машин наиболее целесообразно пользоваться «нормальной» (стандартной) характе­ ристикой холостого хода [Л. 13, 26]. В указанных источниках при­ ведены величины отклонений характеристик холостого хода турбо- и гидрогенераторов от стандартной. Как показывают данные экс­ перимента, совпадение характеристик холостого хода синхронных двигателей со стандартной еще ближе, разница не превышает не­ скольких процентов. Нормальная характеристика холостого хода от­ носится к размагниченной машине и не учитывает влияния остаточ­ ного магнетизма.

Характеристики холостого хода электрических машин могут быть выражены в виде показательных функций, что связано, однако, с трудностями при аналитическом решении уравнений. Иногда эти характеристики в относительных единицах описываются в виде формулы

его величина', при которой машина, вращающаяся на холостом ходу с номинальной скоростью при помощи постороннего привода, разви­ вает э. д. с., равную единице (т. е. номинальному напряжению).

Исследования показывают, что более точно стандартная харак­ теристика холостого хода синхронного двигателя может быть выра­ жена формулой

139

а если требуется учет влияммя остаточного магнетизма, to

Формулы (ПЗ-2) и (ПЗ-З) обеспечивают удовлетворительные результаты практически во всем диапазоне токов возбуждения, с ко­ торыми может работать синхронный двигатель. Наиболее точно стандартная характеристика холостого хода синхронного двигателя описывается ими при следующих числовых значениях коэффициентов:

с учетом влияния остаточного магнетизма

Формула (ПЗ-1) может быть применена только для описания небольшого участка характеристики холостого хода. Если анализ ве­ дется для начальной части характеристики холостого -хода, когда э. д. с. не превышает единицы, могут быть приняты следующие чис­ ловые значения коэффициентов:

Стандартная характеристика холостого хода синхронной маши­ ны, а также характеристики, соответствующие указанным формулам, приведены в табл. ПЗ-1.

140

и ток возбуждения, при котором на якоре развивается э. д. с., рав­ ная единице (при номинальной скорости на холостом ходу).

Как показывают многочисленные эксперименты, более 90% возбудителей синхронных машин имеют характеристики холостого хода, близкие к усредненной.

Наиболее точно усредненная характеристика холостого хода воз­ будителей синхронных машин может быть описана формулами вида (ПЗ-З) и (ПЗ-2) при следующих числовых значениях коэффициентов:

В большинстве случаев номинальное напряжение возбудителя больше, чем напряжение, необходимое для создания в обмотке воз­ буждения синхронного двигателя рабочего значения тока. Это оз­ начает, что возбудитель работает с э. д. с., не превышающей еди­ ницы. В таком диапазоне характеристика холостого хода возбуди­ теля с достаточной для практики степенью точности может быть выражена в виде формулы, соответствующей (ПЗ-1), а именно:

141