1. Механические и электромеханические характеристики ад с кз при переменных параметрах

1

2

2. Математическая модель, характеристики и свойства синхронного двигателя

Изменяя ток возбуждения СД можно регулировать величину и знак реактивной мощности. При изм. знака М, изм. знак тока по оси q, но не изм. по оси d.

3

3. Динамические свойства синхронного двигателя при линеаризации угловой характеристики.

Получаем математическую модель СД в осях d-q:

(1)

Статическая угловая характеристика может быть представлена в виде:

(2)

, (3) где , (4) , (5)

Коэффициент характеризует упругую магнитную связь ротора и статора,

можно назвать коэффициентом “магнитной жесткости”.

, (6)

Суммарный момент СД будет состоять из синхронного и асинхронного моментов:

, , ,

Рис.1. Рис.1.

В статическом режиме работы СД, когда , скорость ротора равна синхронной скорости независимо от величины статического момента. К операторному уравнению (9) добавим операторное уравнение движения электропривода

, (10)

В результате получаем уравнения и структурную схему Рис.2, отражающие движение синхронного электропривода.

4

4. Взаимосвязанный электропривод с механическим соединением валов.

Два или несколько механически или электрически связанных между собой электроприводов, при работе которых поддерживаются заданные соотношения скоростей, нагрузок или положения называются взаимосвязанными электроприводами.

Рассмотрим двух двигательный электропривод с механическим соединением валов и линейными механическими характеристиками: (1)

При механическом соединении валов и суммарный момент двух двигателей , откуда находим уравнение механической характеристики .

1 ) ,тогда , (4)

2) .

3 ) .

4)

,

Двух двигательный электропривод с механическим соединением валов позволяет получать специальные механические характеристики, которые могут быть использованы для кратковременной устойчивой работы на низких скоростях при изменяющейся нагрузке.

5

Рис.3

5. Взаимосвязанный электропривод с электрическим валом

Взаимосвязанный электропривод с электрическим соединением (так называемый электрический вал) применяется для синхронного и синфазного вращения механически не связанных валов (затворы шлюзов, механизмы разводных мостов, передвижения козловых кранов и др.). Системы электрического вала делятся на две группы: со вспомогательными уравнительными машинами и с основными рабочими машинами. Электрический вал со вспомогательными синхронными машинами показан на Рис.3.99.

Если оба вала вращаются синхронно и синфазно, то вспомогательные синхронные машины СМ1 и СМ2 никакого влияния на работу электропривода не оказывают, так как ЭДС статоров и равны по величине и противоположны по фазе (Рис.3.99б). Если одна из машин, например СМ2, отстанет на угол , то появится уравнительный ток , который по отношению к вектору результирующей ЭДС будет расположен примерно под углом 90⁰ по причине почти индуктивного сопротивления роторной цепи вспомогательных машин (Рис.3.99в). Для СМ1 ток будет генераторным (ток и ЭДС по направлению почти совпадают, что характерно для любого тормозного режима), а для СМ2 он будет двигательным (ток и ЭДС почти противоположны, что соответствует двигательному режиму). В результате вал 1 подтормозится, а вал 2 подгонится, и положение валов выравнивается.

Поскольку в синхронных машинах величина ЭДС пропорциональна скорости ротора, то с уменьшением скорости будет снижаться синхронизирующий (уравнительный) момент синхронных машин:

6

, (3.441)

При пуске и синхронизирующий момент отсутствует. Поэтому пуск механизмов с таким электрическим валом может осуществляться только в несинхронном режиме.

В качестве вспомогательных машин в электрическом вале чаще используются асинхронные машины с фазным ротором (Рис.3.100).

При рассогласовании по фазе роторов на угол появляется уравнительный ток , под действием которого на отстающем валу 1 создается двигательный

, (3.442)

а на опережающем – тормозной , (3.443)

моменты. Если угол малый, то можно принять , тогда можно видеть, что моменты и пропорциональны скольжению. При малых скольжениях в пределах рабочих значений уравнительные машины ВАМ1 и ВАМ2 развивают малые моменты. Уравнительный момент электрического вала со вспомогательными асинхронными машинами

, (3.444) где , (3.445)

К

7

ак видно из (3.444) и (3.445), величина максимального уравнительного момента (при ) , (3.446)

зависит от скольжения и не превышает величины . Наиболее интенсивный рост получается при изменении до 2-3.Поэтому уравнительные машины ВАМ1 и ВАМ2 включают так, чтобы их роторы вращались против магнитного поля, тогда . Однако при вращении роторов против поля возрастают потери в стали роторов за счет возрастания частоты, что необходимо учитывать при выборе мощности вспомогательных машин.

8