ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Механические характеристики синхронных электроприводов. Угловая характеристика, перегрузочная способность.

Билет 33

Синхронные двигатели, если они работают при постоянной частоте с неизменной угловой скоростью, применяются для приводов, не требующих регулирования скорости. К таким приводам относятся: компрессоры, холодильные машины, камнедробилки и т. п. Основное достоинство синхронного двигателя, заключающееся в возможности работать с высоким коэффициентом мощности, приводит к все более широкому применению этого двигателя.

Угловая скорость синхронного двигателя (рис. 3.38, б) при работе в установившемся режиме с возрастанием нагрузки на валу до определенного значения, не превышающего максимального момента М.тах остается строго постоянной и равна синхронной угловой скорости:

Поэтому механическая характеристика его имеет вид прямой линии, параллельной оси абсцисс. Если момент нагрузки превышает Мтах, то двигатель может выпасть из синхронизма и показанная на рис. 3.38, б зависимость w от М нарушится.

Современные синхронные двигатели имеют в роторе, кроме нормальной рабочей обмотки, питаемой постоянным током, еще и специальную пусковую короткозамкнутую обмотку. С помощью этой обмотки двигатель пускается в ход как асинхронный, и поэтому в пусковых режимах он обладает асинхронной характеристикой. На рис. 3.39 представлены две пусковые характеристики синхронного двигателя, одна из них / соответствует пуску с пониженным начальным пусковым моментом M_П1 и значительным «входным» моментом М_В1, под которым понимается момент, развиваемый при скорости, равной 0,95 wо. При этой скорости возможно вхождение двигателя в синхронизм после включения постоянного тока в обмотку возбуждения.

Если пусковая клетка имеет увеличенное активное сопротивление, то начальный пусковой момент М_П2 будет больше, чем в предыдущем случае, а входной момент М_В1 уменьшится (кривая 2 на рис. 3.39). Выбор одной из двух указанных пусковых характеристик зависит от моментов сопротивления, которым обладают производственные механизмы.

При пульсации нагрузки на валу двигателя в установившемся режиме значение мгновенной скорости колеблется около среднего значения. Эти колебания происходят за счет изменения угла между напряжением и ЭДС синхронной машины. Колебания скорости имеют практическое значение при- работе синхронного двигателя на пульсирующую нагрузку, например на поршневой компрессор. Для решения вопроса об устойчивой работе двигателя в таких случаях необходимо знать зависимость момента М от угла q между напряжением и ЭДС ¹. Этому углу 6 соответствует пространственный угол сдвига между осью результирующего поля машины и осью полюсов (пространственный угол в р раз меньше угла 9).

Зависимость момента синхронной машины от угла q носит название угловой характеристики.

Для нахождения уравнения угловой характеристики обратимся к упрощенной векторной диаграмме неявнополюсной машины, представленной на рис. 3.40.

Если пренебречь потерями в активном сопротивлении статора, считая R1= 0 (рис. 3.41), то подводимая к синхронному двигателю мощность, Вт, может быть принята равной электромагнитной мощности:

где / и U — фазные ток и напряжение статора.

Теперь, подставив полученное выражение в (3.50), получим уравнение электромагнитной мощности, Вт, где /„ -, — ток короткого замыкания,

Отсюда электромагнитный момент (1)

В случае явнополюсной машины появляется еще дополнительный реактивный момент. Однако для практических расчетов им можно пренебречь и пользоваться формулой (1)

Поэтому искомое уравнение угловой характеристики принимает следующий вид:

С увеличением нагрузки угол q возрастает. Из (3.54) видно, что вначале с увеличением угла 6 растет и развиваемый двигателем момент (рис. 3.42), что удовлетворяет требованию устойчивой работы двигателя. В правой части графика при q> 90° условие устойчивой работы двигателя нарушается, так как при увеличении нагрузки угол в продолжает возрастать, а момент, развиваемый двигателем, уменьшается, вследствие чего двигатель выпадает из синхронизма. Левая часть характеристики является рабочей частью, а правая, где угол 6 изменяется от 90 до 180°, представляет собой неустойчивую часть характеристики.

Номинальному моменту двигателя М_ном практически соответствует угол q ном = 30 — 25°. При этом кратность максимального момента к номинальному составляет: ''

Однако в специальных случаях применяют синхронные машины и с большей кратностью максимального момента, достигающей 3,5—4.

Синхронный двигатель может работать и в режиме генератора параллельно с сетью при синхронной угловой скорости, когда нагрузочный момент на его валу будет иметь отрицательное значение, чему отвечает левая ветвь характеристики на рис. 3.38. Для торможения такой режим практического значения не имеет, так как при этом нельзя полудить снижения скорости.

Обычно применяется динамическое торможение синхронных двигателей, при котором обмотки статора отключаются от сети и замыкаются на резисторы (рис. 3.43). Механические характеристики в этом случае подобны характеристикам асинхронного двигателя при динамическом торможении. Интенсивность торможения зависит от сопротивления статорной цепи и от потока, создаваемого током роторной обмотки. Время торможения при питании цепей возбуждения от собственного возбудителя, находящегося на валу синхронного двигателя, больше, чем при питании от независимого источника постоянного тока. Объясняется это тем, что при снижении угловой скорости возбудителя уменьшается его ЭДС, а следовательно, уменьшаются ток возбуждения двигателя и тормозной момент.

Торможение синхронных двигателей противовключением практически не применяется, так как оно сопровождается большими толчками тока и ведет к усложнению управления ввиду необходимости отключения двигателя при подходе к нулевой скорости.