Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Переходные процессы в электродвигательной нагрузке систем промышлен

..pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
13.41 Mб
Скачать

Рис. 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 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

1; '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