29 января 2017г.
АННОТАЦИЯ
В статье приведены результаты исследования асинхронного пуска синхронных машин с продольно- поперечным возбуждением. Показаны особенности такого пуска и даны рекомендации по улучшению его показателей.
ABSTRACT
To give results of research asynchronous starting of synchronous machines with direct and quadrature axecexcitation. Show of uniqueness of such starting and give recommendation of improvement its undices.
Ключевые слова: синхронные машины с продольно-поперечным возбуждением, асинхронный пуск,
рекомендации по улучшению.
Key words: synchronous machines with direct and quadrature axes excitation, asynchronous starting, recommendation of improvement.
В синхронной машине (СМ) с продольно-поперечным возвождением на продольную (основную) об- мотку возбуждения (ООВ), конструкция которой сохраняется неизменной, возлагается функция создания рабочего магнитного поля. Попереченая обмотка возвождения (ПОВ) в явнополюсной СМ размещается вместо пусковой обмотки с ориентацией н.с. по поперечной оси. Она выполняет дополнительные регули- рующие функции [1,2].
Указанное выполнение ПОВ является наиболее целесообразным, так как при этом конструкция ротора стандартной машины сохраняется практически неизменной. Однако, с другой стороны, оно оказывает отрицательное влияние на пусковые характеристики СМ.
Впервые вопрос пуска СМ нового типа был рассмотрен в [3]. В указанной работе асинхронный пуск СМ рассматривался в рамках квазистационарной модели. Однако во многих случаях важно знать переходные токи и моменты при включении СМ.
В данной работе, в отличие от указанной, пуск рассматривается как на базе стационарной модели, так и по полным уравнениям Парка-Горева, результаты которых затем сравниваются.
Ниже на базе квазистационарной модели показано, что определенное улучшение дает применение прямого пуска в сочетании с оптимизацией асинхронной моментной характеристики путем подбора или регулирования пусковых сопротивлений, подключаемых к зажимам обмоток возбуждения на период пуска.
В частности установлено, что при кратностях пусковых сопротивлений
Применение
этого простого алгоритма позволяет формировать приемлемые асинхронные моментные характеристики при сравнительно большем, чем в обычной СМ, входном моменте, улучшающем условия синхронизации и самозапуска.
Известно, что наличие в цепи обмотки возбуждения диодов
приводит
к появлению постоянной составляющей в токе этой обмотки и, как следствие, тормозного момента при асинхронном пуске [4].
Такое состояние обмотки возбуждения может иметь место в случае бесщётной системы возбуждения обычной СМ при обрыве симметрирующей цепочки, подключаемой к зажимам обмотки возбуждения. На практике такие случаи возникают довольно часто.
Здесь исследуется наиболее возможный на практике СМ новой конструкции случай, когда ООВ питается через диодный выпрямитель, а ПОВ-через тиристорный выпрямитель.
Этот случай интересен также тем, что в такой машине из-за отсутствия пусковой
обмотки, оказывающей существенное экранирующее действие на обмотку возбуждения, процессы будут протекать иначе, чем в стандартной СМ.
Целью рассмотрения этого вопроса является подтвердить или опровергнуть существующее мнение о значительном отрицательном влиянии постоянной составляющей тока в обмотке возбуждения на процесс пуска. Тем более, рассмотрение данного вопроса актуально для машины новой конструкции, в которой пусковая обмотка отсутствует.
*- Здесь и далее все величины выражены в относительных единицах, причем U=1,0 о.е.
в установившемся асинхронном режиме не зависит от скольжения. Среднее значение его равно нулю, поэтому на продолжительность пуска он не оказывает влияния. Однако, учет этого момента представляется необходимым, так как он может быть причиной возникновения резонансных явлений в электроприводе.
Выше процесс пуска рассматривался как квазистационарный. Однако, такая модель дает неточную информацию, кроме того во многих случаях важно знать переходные тока и моменты при включении СМ.
Исследование переходных процессов при асинхронном пуске выполнено на
основе полных уравнений Парка-Горева с допущениями, общепринятыми для этой системы. Ниже представлены наиболее важные результаты расчетов, выполненных, в частности, для двигателя ДСЗ 2116-16. Рассматривался пуск двигателя обычной конструкции через реактор (хр=0,102 о.е) и двигателя новой конструкций без реактора. Длительность пуска в первом случае составила3718 рад., во-втором - 3516 рад. Начальный пусковой ток 3,06 и 3,36 о.е. соответственно. Максимальное значение тока в ООВ 1,85 и 3,62 о.е., причем во втором случае установившееся
значение этого тока (2,1 о.е.) оставалось неизменным вплоть до S=0,05. Для двигателя с ПОВ характерно также увеличение составляющей электромагнитного момента, изменяющейся с двойной частотой скольжения. Наличие диодов в цепи ООВ привело к появлению в токе возбуждения постоянной составляющей соответственно 0,54 и 1,2 о.е. и составляющей момента, изменяющейся с частотой скольжения, величина которого устанавливается в обоих случаях примерно через 200 рад.с начала пуска. Влияние тормозного
момента оценивалось по длительности пуска по сравнению со случаем отсутствия диодов. Отмечено, что время разгона увеличивается, но незначительно (250 рад).
Таким образом, вывод о невозможности пуска из-за тормозного момента, сделанный на основе данных установившегося асинхронного режима, полностью опровергается. Физически это объясняется так. Критическое скольжение тормозного момента (Sкт=1-(ra/xd))
для крупных машин весьма близко к 1 (Sкт»0,99). За время, которое машина достигает Sкт, переходные процессы еще не успевают затухнуть и воз- никшие в этот период значительные переходные моменты дают возможность машине преодолеть тормозной момент. Последний, достигнув своего максимума, быстро идет на спадание.
В этой связи существовавшее ранее мнение о значительном отрицательном влиянии постоянной составляющей тока возбуждения на процесс пуска следует отнести к машинам малой и в ряде случаев средней мощности со сравнительно большим активным сопротивлением обмотки якоря [5].
Список литературы
1.
Соколов Н.И., Каспаров Э.А. повышение использования синхронных компенсаторов
в
режимах потребления реактивной мощности. Электричесто, №3, 1971.
2. А.с. №729809 (СССР). Система возбуждения синхронного компенсатора. /Абдулкадыров А.И., Расулов М.М. Опубл. В Б.И., №15, 1980
3.
Абдулкадыров А.И., Расулов
М.М. К расчету пусковых
характеристик
синхронных машин
с продольно-поперечным возбуждением.// Электротехника, 1984, №8.
4.
Федоров В.Ф. Метод расчета
колебаний
тока мощной
бесщёточной синхронной
машины
при асинхронном пуске. Электричество №5, 1975
5. Абдукадыров
А.И., Рустамов
Р.М. Математическое
моделирование в электромеханике. LAP LambertAcademicPublishing. 2015
