qgsjxmfs

ной скорости, и как двигатель, если скорости вращения меньше синхронной скорости.

Примечание - Допустимо отрицательное значение скорости вращения, что соответствует торможению ЭМ.

5.2ПАРАМЕТРЫ АСИНХРОННОЙ ЭМ

Механические и электрические параметры различных асинхронных ЭМ приводятся в справочниках и руководствах по ЭМ. Данные на обширный ряд асинхронных ЭМ приве-

дены в [1]. В таблице II [1] содержат данные о 31 асинхронной ЭМ мощностью от 4кВт до 4 МВт. В них инерция задаётся как момент инерции J в кгм2, а не как инерционная постоянная H (МВт-сек/МВА), принятая для задания параметров ЭМ в RTDS. Преобразование J в H производится по следующей формуле:

В[1] отсутствует информация о характеристике насыщения ЭМ. Кривая насыщения включена в данные по умолчанию для компонентов асинхронной ЭМ в RTDS. Однако характеристика насыщения по умолчанию может неточно отображать указанную характеристику для всех типов асинхронных ЭМ.

Внастоящем уроке используется асинхронная ЭМ с двойной беличьей клеткой мощностью 150 л.с. (≈112 кВт). Данные на нее получены из п. 7.6.2 [2]. Параметры асинхронной ЭМ приведены ниже.

МЕНЮ КОНФИГУРАЦИИ ЭМ

МЕНЮ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ

МЕНЮ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕНЮ ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ КОМПИЛЯЦИЕЙ

МЕНЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭМ

МЕНЮ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

5.3ЗАВИСИМОСТЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ОТ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

График, отображающий зависимость крутящего момента от скорости вращения, часто используется для отображения механических характеристик асинхронной ЭМ. При помощи RTDS с использованием схемы RSCAD/Draft (смотрите рисунок 5.2) можно создать кривую зависимости крутящего момента от скорости вращения. В данном случае модель асинхронной машины через трехфазную шину подключена к источнику переменного тока "бесконечной" мощности. Элемент источника обеспечивает поддержание напряжения на шине строго 1 о.е. во всем диапазоне проверок. Простая схема управления используется для формирования скорости вращения, равномерно повышающейся от 0.0 до 60.0 Гц в течение 6 секунд.

5.4НАГРУЗКА НА ВАЛУ

Если асинхронная ЭМ используется как двигатель, нагрузка может быть представлена в виде момента на валу. Нагрузочный момент, создаваемый вентилятором или насосом, обычно пропорционален квадрату скорости вращения.

,

где k – коэффициент нагрузки. Потери на трение имеют постоянный момент и не зависят от скорости.

Интересным является график зависимости момента от скорости вращения с нанесенными на него в едином масштабе моментами, создаваемыми двигателем и нагрузкой (смотри рисунок 5.4). Точки пересечение кривых крутящего и тормозного моментов определяет рабочий режим асинхронного двигателя в установившемся режиме. Этот режим не должна выходить за пределы максимальной нагрузки на двигатель. Максимальная нагрузочная способность двигателя часто задается для номинальной скорости вращения и обычно близка по значению к синхронной скорости. В Таблице II [1] максимальная нагрузочная способность машины задается как номинальное скольжение в относительных единицах (SN). Отношение скольжения в относительных единицах (о.е.) к синхронной скорости применительно к асинхронным машинам задается следующим выражением:

скольжение в о.е. = ( s − r) / s ,

где: s - синхронная скорость,r - скорость вращения ротора.

Таким образом, номинальное скольжение в о.е., равное 0.025 для асинхронного двигателя с номинальной частотой 60 Гц, соответствует следующим оборотам ротора:

377 − 0.025*377= 367.58 рад/с или 58.5 Гц.

На рисунке 5.4 показан график зависимости момента от скорости вращения для различных значений активного сопротивления ротора, а также момент нагрузки. Кривые зависимости крутящего момента от скорости вращения создавались так же, как описано выше. Характеристика момента нагрузки создавалась с использованием программы построения графиков MultiPlot, входящей в комплект RSCAD.

Кривая нагрузки вентилятора (fan load), раcсчитана: x= x*60

y= −1.0*x*x

0.0 <= x <= 60.0

Рисунок 5.4 – Кривые зависимости крутящего момента двигателя и момента нагрузки от скорости вращения

Кривые зависимости крутящего момента от скорости вращения на рисунке 5.4 создавались посредством изменения активного сопротивления ротора при постоянном напряжении на шине. Необходимо заметить, что изменение напряжения на зажимах двигателя можно также использовать для создания семейства характеристик крутящего момента. Для изменения напряжения на зажимах обычно используются элементы силовой электроники, применяемые для управления асинхронными двигателями.

5.5ПРИМЕР

На рисунке 5.5 приведен пример исследования случая моделирования энергосистемы с асинхронным двигателем.

Асинхронный двигатель питается от шины 0,4 кВ, которая подключена к подстанции 13.8 кВ. Подстанция подключена к высоковольтной сети 230.0 кВ через 10-километровую ВЛ. Параметры для данной схемы вводятся следующим образом.

Асинхронный двигатель характеризуется данными, приведенными в [2]. Двигатель мощностью 150 л.с. имеет ротор с двойной беличьей клеткой. Данные асинхронной машины аналогичны описанным выше, за исключением начальных значений. Начальное потокораспределение асинхронной машины для исследуемого случая моделирования приведено ниже на рисунке меню потокораспределния (LOAD FLOW).

Трансформатор 1. Y− , 10.0 МВА, 230.0 кВ / 13.8 кВ, индуктивность рассеяния = 0.15о.е.

Трансформатор 2. Y− , 0.18 МВА, 13.8 КВ / 400 В, индуктивность рассеяния = 0.15 о.е.

Tline 1 – 100 км по умолчанию линия Бержерона

Tline 2 – 10 км, идеально транспонированная линия распределения Бержерона с проводником и заземляющим проводом и прочими параметрами приведена на рисунках ниже.