Переходные процессы в электродвигательной нагрузке систем промышлен
..pdfРис. 7.11. Переходный процесс при отключении от сети первой статорной обмотки неявнополюсного СД с расщепленной статорной обмоткой СТД- 8000-2 (/С3 = 0,7)
2хя |
Е„ + |
х а — хп |
Uqa; |
||
t/„ = — - |
|
||||
41 Xd+ x, |
|
|
xdJr x<3 |
||
Tf |
Xd |
X° TI . |
|
|
|
U di = — ;— |
|
|
|
||
|
Xd+Xo |
|
|
||
Xd+ X° r |
A - Xd~ Xd n . |
||||
*d+ *. |
|
7H |
j |
|
^1721 |
|
|
*d+*„ |
|
E'd==x_dXl u ^
Xd+X„
(7.90)
(7.91)
(7.92)
Определим в качестве примера параметры синхронного установившегося режима неявнополюсного СД с расщеплен-
ной обмоткой СТД-8000-2, подключенного к электрической сети только второй статорной обмоткой. До отключения пер вой статорной обмотки двигатель работал при Ui=\U2— \\
Рис. 7.12. Переходный процесс при отключении от сети первой статорной обмотки неявнополюсного СД с расщепленной статорной обмоткой СТД- 8000-2 (/Сз=0,9)
/С3=0,7 (jW„ex=0,63); cos(p=0,9, |
т. е. |
синхронная |
ЭДС |
|
£,=2,16. |
значение угла |
0г(оо) |
находим из |
(7.87): |
Установившееся |
||||
л / \ |
(xd~\~xo) ^мех |
.л0 |
|
|
0.(oo) |
= arcsin-------- --------= |
43°. |
|
Eq U 2
Продольная и поперечная составляющие напряжения l)?.
^ 2= ^ 2COS 02(оо) =0,73; |
Ui2= U 2sin 02(оо)=О,68. |
|
По соотношениям |
(7.88) —(7.93) вычисляем 1ц— 0,615; |
|
/в2=0,291; it/,,=0,95; |
£/„, = 0,605; £",=0,98; £"„=0,585. Ус |
тановившееся значение угла 0| = arctg(£/di/£/,i) =39,6° На пряжение на отключенной от сети обмотке статора
и г**У Udi + U2q\ = 1,09.
На рис. 7.11 показано изменение параметров режима при от ключении первой статорной обмотки двигателя СТД-8000-2. Коэффициент загрузки в предшествующем отключению ре жиме Кз=0,7. На рис. 7.12 приведены аналогичные зависи мости, соответствующие К3= 0,9.
За время переходного процесса значения параметров ре жима двигателя после нескольких затухающих колебаний стремятся к значениям при установившемся режиме работы двигателя. Ток в подключенной к сети обмотке статора /2 превышает номинальное значение / 2N= 0,5, поэтому при ко эффициенте загрузки /Сз>0,5 длительная работа двигателя недопустима из-за возможного перегрева обмотки. Однако кратковременно такой режим вполне допустим (в течение времени действия релейной защиты и устройств автоматики).
7.5. СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЯВНОПОЛЮСНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С РАСЩЕПЛЕННОЙ
СТАТОРНОЙ ОБМОТКОЙ
Магнитная связь между расщепленными статорными об мотками явнополюсного СД при 2 р ^ 8 отсутствует, поэтому двигатель может быть представлен двумя схемами замеще ния (рис. 7.13). В них нашли отражение самостоятельные статорные обмотки, в общем случае подключенные к различ ным секциям шин; отсутствие магнитной связи между от дельными статорными обмотками, выражаемое соотношени ем (7.3); ротор двигателя, характеризуемый током в обмотке возбуждения If и токами в демпферной обмотке по продоль ной 1и и поперечной /|, осям.
Если самостоятельные статорные обмотки двигателя под ключены к единому источнику (‘l/,i =if/,2= Uq\ Uu = Ui2= = Ud), то путем объединения схем замещения по правилам параллельного объединения их можно преобразовать в схе мы замещения СД с обычной статорной обмоткой. При раз личных способах преобразования исходных схем замещения (рис. 7.13) могут быть получены соответственно разные эк вивалентные схемы замещения, явнополюсного СД с расщеп ленной статорной обмоткой по продольной (рис 7.14) и по перечной (рис. 7.15) ос$ш.
В схемах замещения на рис. 7.14,а и 7.15,а синхронные ЭДС по продольной Ed и поперечной Ед осям одинаковы для обеих статорных обмоток, поскольку синхронная ЭДС обус ловлена только магнитными потоками от токов в обмотках ротора.
a)
Ы
б)
Рис. 7.13. Схемы замещения явнополюсного СД с расщепленной статор ной обмоткой по продольной (а) и поперечной (б) осям ротора
Всхемах замещения на рис. 7.14,6, а и 7.15,6 переходные
исверхпереходные ЭДС по продольной и поперечной осям для отдельных статорных обмоток в общем случае различ ны. Это следует из того, что переходная и сверхпереходная ЭДС обусловлены суммарным магнитным потоком как ро торных, так и статорных обмоток. В переходных и сверхпе
реходных ЭДС отдельных статорных обмоток одинаковы лишь те части, которые обусловлены магнитным потоком от роторных обмоток. Это и нашло отражение в схемах заме щения на рис. 7.14,6, в и 7.15,6.
Из эквивалентных схем замещения (рис. 7.14 и 7.15) мо гут быть получены следующие соотношения:
?dt |
2*d |
1Id2(J2 Idt 2*i |
О 1 > ^Г^Г\ |
|
|
|
С) f? |
о,2 |
О |
> |
- О |
5)
Рис. 7.14. Эквивалентные схемы замещения явнополюсного СД с рас щепленной статорой обмоткой по продольной оси ротора:
а — синхронная; б — переходная; в — сверхпереходная
а)
5)
Рис. 7.15. Эквивалентные схемы замещения явнополюсного СД с расщеп ленной статорной обмоткой по поперечной оси ротора:
а — синхронная; б — сверхпереходная
-я1; 'qV
II |
* ■ |
|
J L X i ~ |
X d I l • |
||
{ |
CJ |
|||||
Xd |
r |
|
||||
ХЧ |
|
|
||||
--------- |
|
1 X i |
x d |
n . |
||
|
+ |
|
U <72* |
|||
Xd |
|
|
Xd |
|
|
|
Xd |
|
|
|
U q l i |
||
|
|
X d „ |
|
|||
|
|
|
X d - X d |
|
||
Xd |
|
|
Xd |
и |
ч г ; |
|
|
|
|
|
|||
2 X q |
1 q\% |
1 |
|
|
||
2>Xq / |
|
1 |
|
|
||
|
|
|
Xq — Xq |
|
||
* - E < - |
|
U d i ; |
||||
Xq |
|
|
XQ 0 |
|
||
|
|
|
X q - X q |
|
||
— |
Е щ - |
Xq |
U d „ |
|||
Xq |
|
|
|
|
(7.95)
(7.96)
(7.97)
(7.98)
Рис. 7.16. Схемы замещения явнополюсного СД с обычной статорной об моткой, эквивалентного двигателю с расщепленной статорной обмоткой:
а-нпо продольной оси ротора; б — по поперечной оси -ротора
После объединения ветвей, соответствующих расщеплен ным обмоткам статора, в эквивалентных схемах замещения
(рис. 7.14 и 7.15) могут быть получены схемы замещения, приведенные на рис. 7.16, на которых помимо обозначений величин, определенных выражениями (7.13) и (7.14), приня ты также следующие:
E q cp — { Eqi |
~t~ E q i j / f y |
|
E q op = |
( E ql |
“b £<72)/2; |
E d cp = |
(E'di |
- f £ rf2) / 2 . |
(7.99)
(7.100)
(7.101)
Из полученных схем замещения следует, что явнополюс ный СД с расщепленной обмоткой эквивалентен по внутрен ним ЭДС и суммарному току статорной обмотки двигателю с обычной статорной обмоткой. Поэтому при расчетах явно полюсный СД с расщепленной статорной обмоткой можно заменить эквивалентным двигателем с обычной статорной обмоткой.
Полная мощность, потребляемая СД с расщепленной ста торной обмоткой из электрической сети,
S ,= P ,+ /Q x-= .(P ,+ P a)+/(Q ,'+Q 2), |
(7.102) |
где Pi(P2) и Qi(Q2) — активная и реактивная мощности,пот ребляемые первой (второй) статорной обмоткой, которые с помощью соотношений (7.21), (7.22), (7.94)—(7.98) можно выразить через составляющие синхронной и сверхпереходной
Э Д С :
Выражения для мощностей Р2 и Q2 второй статорной обмот ки могут быть получены из (7.103) и (7.104) заменой индек са / на индекс 2.
Полная мощность, потребляемая явнополюсным СД с расщепленной статорной обмоткой, не равна мощности Scp,
потребляемой эквивалентным СД с обычной обмоткой. Со отношение между этими мощностями может быть получено из выражений (7.28), (7.29), преобразованных применитель но к явнополюсному двигателю (xd=£xq):
- |
4 \ Xd |
(7.105) |
Xq ) |
||
где |
U*= AUd+jAUq; |
(7.106) |
|
||
|
W d= V dl- U d2; |
(7.107) |
|
&Uq= U qi- U q2. |
(7.108) |
Активные мощности, потребляемые явнополюсным СД с расщепленной статорной обмоткой и эквивалентным ему дви гателем с обычной обмоткой, связаны выражением
(7.109)
ср
Xd Xq
а реактивные —
Qs = Qcp + —
4
' A i l * |
+ < Y |
(7.110) |
|
\ Xq |
Xd ) |
||
|
Таким образом, у явнополюсного СД с расщепленной ста торной обмоткой (в отличие от неявнополюсного) не только реактивные, ^но и активные мощности, потребляемые из электрической сети, отличаются от соответствующих мощ
ностей эквивалентного двигателя с обычной статорной об моткой.
7.6. СИНХРОННЫЙ УСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ ЯВНОПОЛЮСНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С РАСЩЕПЛЕННОЙ СТАТОРНОЙ ОБМОТКОЙ
Методы расчета синхронного установившегося режима явнополюсного СД с расщепленной статорной обмоткой рас-
^ ° 7^ НЫДЛЯ Тех Же Условий>что и для неявнополюсного СД
(§ 7.3).
Примем в качестве исходных данных помимо параметров схемы замещения двигателя следующие параметры его режи ма. общие ^для статорных обмоток коэффициенты загрузки по активной мощности Кз и мощности cos ф; напряжения на