Файл: Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей.pdf

время его разгбНа До номинальной скорости вращёний (или близкой к ней) и нагрев элементов конструкции двигателя.

Напряжение двигателя в процессе самозапуска за­ висит от соотношения мощностей и параметров питаю­ щей электросети и двигателей.

А. Определение напряжения при самозапуске без учета влияния соседних нормально работающих двигателей

Напряжение при самозапуске одиночного двигателя можно определить, исходя из типовой расчетной схемы замещения на рис. 4-1.

При составлении схемы замещения принималось во внимание, что учет активных сопротивлений элементов схемы замещения значительно усложняет расчет на­ пряжения во время самозапуска двигателей. Как пока­ зывают практические испытания и расчеты, активное сопротивление двигателей и внешней сети на расчет напряжения статора практически не сказывается [Л. 1].

При наличии остаточной э. д. с. двигателя она долж­ на быть введена последовательно сопротивлению двига­ теля Хц.

Для оценки величины индуктивного сопротивления двигателя, введенного в схему замещения, необходимо рассмотреть процессы, возникающие в двигателе во вре­ мя самозапуска.

В начальный момент восстановления питания двига­ теля потокосцепление обмоток статора и ротора остает­ ся неизменным, вследствие чего в контурах ротора воз­ никают свободные токи. Токи в обмотках ротора созда­ ют магнитный поток, препятствующий проникновению в тело ротора основного поля, которое в свою очередь вызвано напряжением, приложенным к обмотке статора. Следовательно, сопротивление двигателя свободным то­ кам в основном определяется индуктивностями рассеи­ вания его обмоток. Асинхронный двигатель для упро­ щения расчета замещается своим пусковым индуктивным сопротивлением xnJL численно равным (в относительных единицах) обратной величине кратности пускового тока Ч

1 Б о л е е т о ч н о е о п р ед ел ен и е хд у к а з а н о в § 6-1.

47

между векторами напряжения сети и э. д. с. двигателя равен 180°, напряжение на зажимах двигателя составит:

3-2, отн. ед.; xR— индуктивное сопротивление двигателя, для асинхронного двигателя равное его пусковому зна­ чению х д .п, для синхронного — сверхпереходному сопро­ тивлению x"d, отн. ед.

Опытные и расчетные данные показывают, что при­ мерно через 2 —3 периода после включения питания сво­ бодные сверхпереходные токи в цепях ротора двигателя затухают. В контурах ротора асинхронного и невозбуж­ денного синхронного двигателей остаются вынужденные периодические токи, изменяющиеся с частотой скольже­ ния. Чем выше частота токов ротора, тем меньше ин­ дуктивное сопротивление двигателя. Так, например, со-

48

противления двигателей, работающих со скольжениями выше sM (скольжение, соответствующее максимальному значению асинхронного момента), обычно в расчетах принимаются примерно равными пусковым сопротивле­ ниям. Двигатели, имеющие скольжения, равные sM и ниже, замещаются индуктивными сопротивлениями, зна­ чения которых выше пусковых.

Для некоторых типов двигателей заводы-изготовите­ ли приводят зависимость индуктивных сопротивлений от скольжения. Если такой зависимости не приводится, а для решения поставленных задач она необходима, то ее можно получить приближенно, применяя общую тео­ рию переходных процессов вращающихся машин пере­

где хх.х— индуктивное сопротивление асинхронного дви­ гателя на холостом ходу.

Для синхронного двигателя:

1sh

Ха

сверхпереходная постоянная времени по продольной оси

При скольжении, равном единице, индуктивные со­ противления двигателей равны пусковым. Величина по­ казателя степени скольжения определяет крутизну кри-

вой зависимости индуктивного сопротивления от Сколь­ жения и может быть найдена аналитически. Если на­ чальное скольжение после перерыва питания синхронно­ го двигателя равно Зм, двигатель вводится в схему за­ мещения своим индуктивным переходным сопротивле­ нием по продольной оси:

Зависимость индуктивного сопротивления синхронно­ го двигателя можно найти также по характеристикам, полученным опытным путем. Индуктивные сопротивле­ ния двигателей, рассчитанные по формуле (4-3), срав­ нивались с частотными характеристиками двигателей, полученными экспериментально. Относительная погреш­ ность не превышала 5—7%.

Напряжение на зажимах асинхронного двигателя

сети.

Из выражения (4-4) видно, что при уменьшении со­ противления двигателя или увеличении сопротивления сети напряжение на зажимах статора двигателя при самозапуске снижается. Напряжение на асинхронном или невозбужденном синхронном двигателе будет равно половине напряжения системы при равенстве сопротив­ лений двигателя и сети (примерно половине номиналь­ ного напряжения двигателя).

При определении среднего значения напряжения дви­

50