Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
Для того чтобы сохранить запас устойчивости тс/2 - Є при возросшем тормозном моменте, необходимо увеличить ток возбуждения.
Ток возбуждения влияет не только на запас устойчивости синхронного двигателя, но и на его реактивный ток.
U-образной характеристикой синхронного двигателя называется зависимость тока статора от тока возбуждения 7(/в) при постоянной мощности P= const. Она подобна U-образной характеристике синхронного генератора (см. рис. 8.33) с той разницей, что при недовозбуждении /в < 1ВТр(Р) реактивный ток двигателя имеет индуктивный характер, а при перевозбуждении /в> /вгр(Р) — емкостный.
8.23. Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного двигателя
Активная мощность синхронного двигателя Рмех = P= 3UIcos <р = = 3 Шя = Л/тор?2р, подключенного к электрической системе большой мощности (U= const), регулируется изменением тормозного момента на валу (AfTOp = var). При увеличении тормозного момента мощность синхронного двигателя увеличивается, одновременно увеличивается угол 6, что уменьшает запас устойчивости двигателя к/2 - O.
Для того чтобы синхронный двигатель не терял запаса устойчивости при увеличении активной мощности Рмех, необходимо одновременно увеличивать ток возбуждения 1В. Синхронные двигатели большой мощности снабжены специальной регулирующей аппаратурой, которая при изменении его актив-
217
ной мощности обеспечивает требуемый уровень запаса устойчивости.
Реактивная мощность синхронного двигателя Q= 3 UI sin <р, подключенного к электрической системе большой мощности (U= const), при постоянной активной мощности (P= const) регулируется изменением тока возбуждения 1В. При /в < 1^(P) [IB > IBSP(P)] реактивная мощность двигателя имеет индуктивный (Ql = 3UIpL) [емкостный (? = -3?//pC)] характер.
Обычно режим возбуждения асинхронного двигателя соответствует емкостной реактивной мощности, что позволяет компенсировать индуктивную реактивную мощность асинхронных двигателей и этим разгрузить электрическую систему от реактивного тока.
Практический интерес представляет применение синхронного двигателя в режиме регулируемого емкостного элемента (P=Q и /в > /в гр) — синхронного компенсатора. Синхронные компенсаторы позволяют увеличить коэффициент мощности (cos ф) электрической системы (см. подразд. 4.14).
8.24. Пуск синхронного двигателя
Вращающий момент синхронного двигателя, возникающий в результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора с неподвижным возбужденным ротором, при пуске двигателя близок к нулю. Поэтому ротор двигателя необходимо раскручивать тем или иным способом до частоты вращения, близкой к синхронной.
Часто используется асинхронный пуск синхронного двигателя. Для этой цели при явнополюсном роторе в полюсные наконечники закладывается пусковая короткозамкнутая обмотка в виде медных или латунных стержней подобно беличьему колесу асинхронной машины (см. рис. 8.3, б).
Пуск двигателя состоит из двух этапов: раскручивания ротора при отсутствии возбуждения и втягивания в синхронизм после включения постоянного тока возбуждения. Во время первого этапа обмотка возбуждения отключается от источника постоянного тока и замыкается через резистор с сопротивлением, превышающим ее собственное активное сопротивление в 8—10 раз. Не следует оставлять обмотку возбуждения разомкнутой, так как вращающееся поле статора может индуцировать в ней значительную ЭДС, опасную для целостности изоляции. Нецелесообразно также замыкать эту обмотку накоротко. Возникающий в ней однофазный ток будет тормозить ротор по достижении им половины синхронной частоты вращения.
218
ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
8.1. В чем заключается различие асинхронных и синхронных электрических машин синусоидального тока?
8.2. Дайте определение понятия «скольжение ротора асинхронной машины».
8.3. В каком режиме работает асинхронная машина при скольжении: 0<s< 1; s<0; s> 1?
8.4. Изобразите механическую характеристику асинхронного двигателя и укажите на ней точки номинальной нагрузки и пуска.
8.5. В каких случаях применяются асинхронные двигатели с фазным ротором?
8.6. Какими методами можно регулировать частоту вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмоткой ротора?
8.7. Назовите основную область применения синхронных машин.
8.8. Как регулируется активная мощность синхронного генератора, работающего в электрической системе?
ГЛАВА 9
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
9.1. Общие сведения
Электрические машины постоянного тока (двигатели и генераторы) применяются в различных областях техники: машины малой мощности — в системах автоматического регулирования для привода исполнительных механизмов и в качестве датчиков частоты вращения подвижных частей; большой мощности — для тяговых двигателей на электрическом транспорте, привода различного технологического оборудования и генераторов постоянного тока в системах электропитания специального оборудования, например в радиотехнических установках, при зарядке аккумуляторов, для питания электролитических ванн и т.д.
Основное достоинство двигателей постоянного тока заключается в возможности плавного регулирования частоты вращения и получения больших пусковых моментов.
