Ток включения при самозапуске СД. Напряжение при включении СД. Допустимость несинхронного включения.

Ответ: Расчет самозапуска электродвигателей производят в следующем порядке. Задаются базисным напряжением U б и мощностью S б. Как правило, за значение базисной мощности принимают мощность питающего тр-ра. Опр-т сопр-я эл-в сети в о.е, кроме сопр-й самозапускающихся ЭД. Находят синх.угл.ск-ть самозапускающегося ЭД: ω с = 2 π n c/60, с-1, где n c-синх.ск-ть ЭД, об./мин. Опр-т вр.замедления агрегата при ном.нагр.τ j ном=Jпр*ω c²/Pдв.ном*0, 001, с, где J пр–приведенный момент инерции механизма и дв-ля, кг*м; Р дв. ном – номинальная мощность электродвигателя, кВт.Определяют время замедления агрегата при фактической нагрузке равно: τ j = τ j ном / k з, с, где k з – коэффициент загрузки электродвигателя, о. е.Опр-ся свободный выбег электродвигателя: – для механизмов с практически постоянным моментом сопротивления зависимость угловой скорости от времени выбега имеет вид: ω * = 1 – t п /τ j, о. е.; – для механизмов с моментом сопротивления, пропорциональным квадрату угловой скорости зависимость угловой скорости от времени выбега имеет вид: ω * = τ j /(t п + τ j), о. е., где t п – время перерыва электроснабжения, с.Скольжение при выбеге электродвигателя: s = 1 – ω *, о. е. Для асинхронных двигателей мощностью более 100 кВт с короткозамкнутым ротором критическое скольжение определяют по выражению s к = s ном (m к + 2 1 m к −), о. е. При m к > 1, 6 можно принять s к = 2· s ном · m к, о. е. Для асинхронных двигателей мощностью более 100 кВт с фазным ротором или повышенным скольжением критическое скольжение определяют по выражению s к = s ном√ (iп-1)/[(1+i0²)(1+2sном)], о.е., где i o – относительный ток холостого хода асинхронного двигателя, определяется по формуле: i 0 = sin ϕ ном – cos ϕ ном /(m к + 2 1 m к −), о. е, Номинальное скольжение: s ном = 1 – n ном / n с, о. е., (3.11) где n ном – номинальная скорость электродвигателя, об./мин. Кратность пускового тока при скольжении s определяется по формуле: iпs=iп*√ (1+sк²)/(1+(sк/s)²), о.е.Расчетная пусковая мощность электродвигателя при номинальном напряжении равна: S п s = P дв. ном i п s /(cosϕ ном η ном), кВА. Индуктивное сопротивление двигателя равно: х дв = S б U 2 ном/ (S п s U 2б), о. е, Суммарное сопротивление n двигателей: х двΣ = х дв / n, о. е., Сопротивление самозапускающихся двигателей с учетом неотключенной нагрузки определяется по формуле: x 'двΣ = х двΣ х н /(х двΣ + х н), о. е, Остаточное напряжение на шинах источника питания равно: U ост = U с ⋅ х двΣ / (х двΣ + х т), о. е, где U с – напряжение системы; принимается равным 1, 05 в относи тельных единицах. Кратность тока самозапуска через трансформатор: ki = U c /(х двΣ + х т), о. е. (3.18). Если ki ≤ 4 для трансформаторов мощностью 25 МВА и ниже и ki ≤ 2 для трансформаторов более 25 МВА до 100 МВА, то при числе самозапусков в сутки до трех включительно самозапуск возможен. Напряжение на двигателях для обеспечения пускового момента на всем диапазоне скольжения должно удовлетворять условию: U дв ≥ √ 1, 1 m c s / m дв s, о. е., где m c s – момент сопротивления механизма при скольжении s; m дв s – вращающийся момент двигателя при скольжении s. При затруднении с определением значений моментов m c s и m дв s для вычислений используют следующие соотношения: – для механизмов с постоянным моментом сопротивления: U дв ≥ √ 1, 37 m тр k з / m min, о. е.; – для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления: U дв ≥ √ 1, 22 m тр k з / m к, о. е, где m тр – кратности момента трогания механизма; m min – кратности минимального момента трогания АД. Допустимость несинхронного включения: Для синхронных двигателей большой мощности, работающих под нагрузкой T_J достигает нескольких секунд.За время перерыва питания возбуждение затухает очень медленно. При их несинхронном включении возникают толчки тока и момента. Максимальное значение периодической составляющей тока могут возникнуть при противофазе

, где I_НС – ток несинхронного включения.

где - эквивалентное сопротивление с учетом параллельно включенных других двигателей и нагрузки, Т_С – результирующая постоянная времени самозапуска. Допустимость несинхронного включения синхронного двигателя проверяется по двум критериям:

- по электромагнитному моменту , где k_т – допустимая кратность превышения электромагнитного момента по отношению к моменту при 3-х фазном КЗ;

- по току , где k_I – допустимая кратность тока несинхронного включения по отношению к току при 3-х фазном КЗ.Для мощных двигателей свыше 2 МВт k_I и k_T равны 1. Для двигателей менее 2 МВт k_I приравнивается к 1, 2, k_T = 1, 6. Время, в течение которого угол сдвига фаз между напряжением и ЭДС двигателя достигает 180^о, , t обычно в пределах от 0, 3 до 0, 6 сек. Условие самозапуса проверяется при нахождении напряжения и ЭДС двигателя в противофазе. Для двигателей до 2 МВт допустимость несинхронного включения определяют по току при τ j ≤ 2, 5 сек и моменту при τ j ≥ 2, 5 сек.Для двигателей более 2 МВт допустимость несинхронного включения определяют по току при τ j ≤ 6, сек и моменту при τ j ≥ 6 сек.Допустимость несинхронного включения.Для синхронных двигателей большой мощности, работающих под нагрузкой T_J достигает нескольких секунд. За время перерыва питания возбуждение затухает очень медленно. При их несинхронном включении возникают толчки тока и момента. Максимальное значение периодической составляющей тока могут возникнуть при противофазе .где I_НС – ток несинхронного вкл-я. , где - экв-ное сопр-е с учетом пар-но вкл-ных др.дв-лей и нагрузки, Т_С – результирующая постоянная вр.самозапуска.Допустимость несинхронного вкл-я СД проверяется по двум критериям: -по электромагнитному моменту , где k_т допустимая кратность превышения электромагнитного момента по отношению к моменту при 3-х фазном КЗ; -по току , где k_I – допустимая кратность тока несинхронного включения по отношению к току при 3-х фазном КЗ.Для мощных двигателей свыше 2 МВт k_I и k_T равны 1. Для двигателей менее 2 МВт k_I приравнивается к 1, 2, k_T = 1, 6.

Вр, в течение которого угол сдвига фаз между напряжением и ЭДС двигателя достигает 180^о , t обычно в пределах от 0, 3 до 0, 6 сек. Условие самозапуса проверяется при нахождении напр.и ЭДС дв-ля в противофазе.Для дв-лей до 2 МВт допус-ть несинхронного вкл-я опр-т по току при τ j ≤ 2, 5 сек и моменту при τ j ≥ 2, 5 сек.Для дв-лей более 2 МВт доп-ть несинхронного вкл-я опр-т по току при τ j ≤ 6 сек и мом-ту при τ j ≥ 6 сек.

41)Разгон электродвигателей при самозапуске. Ресинхронизация синхронных двигателей.

Ответ: При восстановлении напряжения бросок тока достигает 5 – 8 кратного значения в случае включения в противофазу. Включение при совпадении фаз дает бросок тока намного меньше. Соответственно и изменения угловой скорости будут значительно меньше. Наступление синхронного режима – ресинхронизация. В случаях, когда самозапуск неосуществим, можно применить автоматическую ресинхронизацию двигателя. Возможность вхождения в синхронизм должно обеспечиваться действием форсировки возбуждения, повышающих максимальный синхронный момент. Облегчение синхронизации двигателя может быть достигнуто отключением обмотки возбуждения и кратковременным замыканием ее на разрядное сопротивление с последующим включением форсировки возбуждения (на 1 сек). Облегчить ресинхронизацию иногда помогает разгрузка двигателя. Критерий ресинхронизации. Относительное движение ротора генератора описывается уравнением: , где: М_Т – момент турбины М_СН – момент синхронный, М_АС – момент асинхронный. После преобразования левой части:

(1) Предположим, что М_Т = f (ω _о + s), М_АС = (ω _о + s) заданы как функции угла . Тогда согласно (1) получим энергию при колебаниях угла от до :

где Значение скольжения в любой момент времени (2)

Если происходящие в процессе пульсации в установившемся асинхронном режиме скольжение пройдет через нуль(s=0), то появится возможность ресинхронизации.

Согласно (2) эта возможность появится когда:

(3)

Значения s_макс не позволяют получить количественные результаты для установления надежных условий ресинхронизации по двум причинам: 1)выражение (3) указывает только на возможность ресинхронизации; 2)зависимость М = () заранее не известна, и получение количественных результатов требует предположений о ее характере. Принимая , где: =0 , будем иметь ; .В общем случае при других предположениях о изменении угла получим: K меняется от 1 до .