Навигация

Выбор двигателей для механизмов собственных нужд

Выбор двигателей для механизмов собственных нужд производится с учетом условий нормальных и аварийных режимов (частоты пусков, температурных условий, пуска под нагрузкой, допустимых снижений напряжения и частоты). Соблюдение конкретных требований в отдельных случаях может привести к завышению мощности двигателей.
В предыдущем разделе отмечались конструктивные особенности роторов синхронных двигателей, обеспечивающие их асинхронный пуск.
Вращающий асинхронный момент синхронного двигателя возникает при включении его под напряжение сети вследствие взаимодействия токов, возникших в замкнутых контурах ротора (пусковой обмотке явно полюсных роторов или в массивной бочке неявнополюсных роторов, а также в самой обмотке возбуждения, если она замкнута на якорь возбудителя или пусковое -сопротивление), с вращающим магнитным полем статора. Асинхронный момент должен обеспечить пуск агрегата из неподвижного состояния до под синхронной скорости, примерно соответствующей установившемуся асинхронному режиму работы синхронного двигателя.
Успешное втягивание синхронного двигателя в синхронизм и достижение им синхронной скорости обеспечивается или синхронным вращающим моментом или реактивным моментом, обусловленным различием магнитных сопротивлений по продольной и поперечной осям явно полюсных роторов. Синхронный вращающий момент возникает в процессе увеличения скорости агрегата с появлением магнитного поля возбуждения в роторе. После втягивания в синхронизм синхронный двигатель вращается с синхронной скоростью при всех режимах изменения нагрузки до номинального значения. Величина и характер изменения асинхронного вращающего момента также зависят от конструктивного исполнения ротора, величины сопротивлений обмоток двигателя и для разных типов двигателей различны.
В синхронном режиме механическая характеристика представляет собой вертикальную прямую, проведенную через точку, соответствующую скольжению 5=0. Максимальные значения синхронного и асинхронного вращающих моментов для одного двигателя совпадают.
Построение механических характеристик синхронных двигателей от скольжения 5=1 до 5=0,1 с достаточной для эксплуатации точностью можно выполнять по формуле (6-6) аналогично асинхронному двигателю с одной обмоткой на роторе, условно полагая ротор синхронного двигателя магнитно-симметричным и параметры пусковой клетки по обеим осям ротора одинаковыми. При скорости вращения выше 5=0,1 упрощенный расчет величин вращающего асинхронного момента дает значительные погрешности и следует пользоваться точными формулами, учитывающими магнитную не симметрию ротора и изменение потоков рассеяния.
В этом случае полный асинхронный вращающий момент синхронного двигателя слагается из трех составляющих: кратность максимального и асинхронного момента, обусловленного изменением магнитного потока ротора по продольной оси;
Следует отметить, что критические скольжения могут быть значительно больше, чем, и в характеристике результирующего асинхронного момента при малых скольжениях появляется провал. Особенно часто в эксплуатации встречается такая характеристика при пуске двигателя с глухо подключенным возбудителем, когда обмотка возбуждения двигателя оказывается замкнутой на малое сопротивление якоря возбудителя.
Величина возможного изменения асинхронного момента синхронного двигателя при глухом подключении возбудителя оценивается формулой.
Из приведенных формул видно, что величина провала в характеристике асинхронного момента при глухом подключении возбудителя к ротору зависит от параметров цепи возбуждения синхронного двигателя. Введение последовательно с якорем возбудителя специального пускового сопротивления, величина которого подбирается расчетом, уменьшает значение постоянной времени цепи возбуждения и соответственно постоянных времени переходных и сверхпереходных процессов, увеличивающих значения критических скольжений.
В результате при правильном подборе пускового сопротивления провал в характеристике асинхронного момента при малых скольжениях исчезает и двигатель устойчиво развивает скорость до s=0,05. Аналитическое определение асинхронного момента синхронных двигателей с неявнополюсным ротором (или с ротором, имеющим массивные полюсы, замкнутые перемычками) усложняется тем, что активные и индуктивные сопротивления таких роторов изменяются с изменением скольжения и насыщения. Как видно из рис. 6-12, характеристика асинхронного момента двигателя с неявнополюсным ротором (СТМ) благоприятна, имеет большой начальный (пусковой) момент и обеспечивает устойчивый .пуск агрегата до под синхронной скорости. Как и у асинхронных двигателей, для обеспечения устойчивого пуска агрегата механическая характеристика синхронного двигателя должна для любого скольжения обеспечивать превышение ТВ над тс не менее чем на 10%.