Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
All Temy ORVN.pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
1.48 Mб
Скачать

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

I2п I1п = kIпIном = Uном ,

3Zп

звідки отримуємо повний двигуна в пусковому режимі:

Zп

=

Uном

,

3kIпI

ном

 

 

 

у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

Zп = Zп = 1 Zб kIп

(3.57)

(3.58)

(3.59)

Нехтуючи впливом вітки намагнічення в пусковому режимі, згідно рис. 3.2 отримуємо Xσп* – еквівалентний сумарний індуктанс розсіяння обвиток статора і ротора в пусковому режимі у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

Xσп =

1

 

(R1м*

+ R2п )2

(3.60)

kIп

2

 

 

 

Слід зауважити, що значення kpмех, kpст, kpдод для електричних машин різняться у досить широких межах у залежності від потужності машини. Тому з метою уникнення у практичних розрахунках суттєвих похибок необхідно, якщо є можливість, уточнювати kpмех, kpст, kpдод для конкретного двигуна.

3.4.2 Ітераційні обчислення Xσном, R2ном (у номінальному режимі) та опорів R1сд, Xμ (у всіх режимах)

Уведемо наступні позначення опорів заступної схеми асинхронного двигуна

(рис. 3.2):

Xσном* – сумарний індуктивний опір розсіяння статора й ротора в номінальному режимі;

R2ном* – активний опір ротора в номінальному режимі;

R1сд* – еквівалентний резистанс, у якому враховано втрати в сталі статора та

додаткові втрати (сума втрат p1дод* та p1с* );

X μ* – індуктивний опір намагнічення АД.

41

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

Для початку обчислень необхідно задати нульове наближення критичного ковзання sкр, яке відповідає максимальному моменту Mмакс двигуна. Для цього задаємо sкр(0) = 0,04 (4%).

За критичного ковзання з мережі споживається максимальна потужність:

P

 

= ω M

 

= ω k

 

 

M

 

 

 

= ω k

 

Pном

=

 

макс

Ммакс

ном

Ммакс ω

1макс

 

кр

 

 

 

кр

 

 

кр

 

 

(1 sкр )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рном

 

=

k

 

 

S

 

η

 

cos ϕ

 

 

 

 

 

(3.61)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 sном )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ммакс

 

ном

 

 

ном

 

 

 

ном

 

 

 

 

З другого боку:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1макс

 

 

 

 

 

 

U12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.62)

2 (R+

R

2

+ Xσном

2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прирівнявши між собою праві частини виразів (3.61) і (3.62), отримуємо нульове наближення Xσном* – сумарного індуктансу розсіяння статора й ротора в номінальному режимі:

 

 

2

 

2

 

 

Xσном

=

(1 sном )U1

R

R

2

(3.63)

2 (1 sкр )kМмаксSномηном cos ϕном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

 

 

X

 

= Xσном =

 

1 sном

R

2

R

 

2

 

σном*

 

 

1м*

(3.64)

 

Zб

 

2 (1 sкр )kМмаксηном cos ϕном

 

1м*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У номінальному режимі електромагнітний момент двигуна дорівнює:

 

 

 

3U2

 

R2ном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MEном =

 

 

 

1фном

sном

 

 

 

,

(3.65)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

R2ном

 

 

 

 

2

 

 

ωs

R+

 

 

 

 

 

 

+ Xσном

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

42

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

MEном* =

MEном

= MEном

ωб =

 

 

 

sном

 

 

 

 

(3.66)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Mб

Sб

 

R2ном*

 

 

 

+ Xσном*2

 

 

 

 

R1м*

+

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Електромагнітна потужність, яка передається від статора до ротора рівна:

PEном*

= (1 sном )MEном*

=

 

 

 

 

sном (1 sном )R2ном*

 

 

 

 

 

 

(3.67)

(sномR1м* + R

2ном* )

2

+ sном

2 Xσном*2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Згідно заступної схеми двигуна, що на рис. 3.2, уся ця потужність

 

виділяється в резистансі R2ном* +

 

1 sном

R2ном* =

R2ном*

 

( втрати – у резистансі

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном* , корисна потужність – у резистансі

1 sном

R2ном* ) . Тому, з урахуванням

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

виразів (3.8), (3.42) маємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

= 3

R2ном

I2

=

 

p2мном

=

 

 

1

 

 

(η

 

+ k

Pмех

)

Pном

 

=

 

 

 

 

 

 

1

s

 

 

 

η

 

 

Eном*

 

s

ном

pном

 

 

s

ном

 

ном

 

 

 

ном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ном

 

 

 

(3.68)

=

ηном + kPмех

Sном cos ϕном =

ηном + kPмех

Sб cos ϕном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прирівнявши між собою праві частини виразів (3.67) і (3.68) отримуємо квадратне рівняння відносно R2ном* – еквівалентного резистансу проводів обвитки ротора:

a R2ном*2

+ b R2ном* + c = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.69)

звідки еквівалентний резистансу проводів обвитки ротора R2ном* у

номінальному режимі дорівнює:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном =

b + b2 4 a c

=

b + b2 4 c

,

 

 

 

 

 

(3.70)

2 a

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 sном )2

 

 

 

2

2

2

де a =1,

b = s

 

 

2R

 

 

 

 

 

 

 

 

,

c = sном

(R1м*

+ Xσном* ).

 

 

(η

+ k

 

)cos ϕ

 

 

ном

 

 

1м*

 

Pмех

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ном

 

 

 

ном

 

 

 

 

Для обчислення X μ* – індуктивного опору намагнічення АД та R1сд* – еквівалентного резистансу, в якому виникають втрати в сталі статора та додаткові втрати, обчислимо активну провідність G1сд із урахуванням виразу (3.46):

43

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

 

 

p

 

 

 

 

(kPст + kPдод )

Pном

 

 

 

 

 

 

 

 

η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1сд =

1сдном

=

 

 

 

 

ном

 

 

=

 

U2ном

2

 

U

ном

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3RIном

 

 

 

.

 

 

(kPст

+ kPдод )

 

 

 

 

 

 

=

 

3UномIном cos ϕном

 

Uном

2 2

 

3RIном cos ϕном + 3(RIном )2

 

 

у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

=

G

1сд

=

 

 

(kPст + kPдод )cos ϕном

 

1сд*

1

 

1

2R1м* cos ϕном + R1м*2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zб

(3.71)

(3.72)

Для визначення індуктивної провідності Вμ запишемо вираз сумарного комплексного опору та еквівалентної до нього сумарної комплексної провідності віток намагнічення та ротора (схема, що на рис. 3.2).

З одного боку цей опір рівний:

Zном R= Zном cos ϕном + jZном sin ϕном R=

,

(3.73)

= (Zном cos ϕном R)+ jZном 1 cos2 ϕном

 

у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

(Zном R)* =

Zном R

= (cos ϕном R1м* )+ j 1 cos2 ϕном

(3.74)

 

 

Zб

 

З другого боку еквівалентна до зазначеного опору провідність рівна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном

jXσном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Yμсд

+ Y2ном

= G1сд

+ jBμ +

 

 

 

 

 

= G1сд

+ jBμ +

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

R2ном

+ jXσном

 

 

R2ном

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

+ Xσном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,(3.75)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

= G1сд +

 

 

 

2

 

 

 

+ j Bμ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

Xσном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном

 

+ Xσном

2

 

 

R2ном

 

 

+ Xσном

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у “власних” (номінальних) відносних базових одиницях:

44

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

(Yμсд + Y2ном ) = (Yμсд + Y2ном )Zб

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xσном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.76)

 

 

= G1сд*

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ j Bμ*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

+ Xσном*2

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

+ Xσном*2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Із виразів (3.74) та (3.76) запишемо рівняння (Zном R)*

=

 

 

 

 

 

1

 

 

 

:

 

(Yμсд

+ Y2ном )

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos ϕном R1м* )+ j

 

1 cos2 ϕном =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.(3.77)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xσном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gсд* +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ j Bμ*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

2

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2ном*

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Xσном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Xσном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Після перетворень отримуємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1сд* +

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

+ j Bμ*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xσном*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

+ Xσном*

2

 

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

+ Xσном*

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.78)

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

(cos ϕном R1м* )

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 cos2 ϕном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos ϕном R1м* )2 +1 cos2 ϕном

 

(cos ϕном R1м* )2

+1 cos2 ϕном

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналіз отриманого рівняння показує наступне.

1)Прирівнявши між собою дійсні частини, можна отримати вираз для активної провідності G1сд

 

 

 

 

 

 

R2ном*

 

 

 

G1сд* =

cos ϕном R1м*

 

 

 

 

sном

 

,

(3.79)

1 2R1м* cos ϕном + R1м*2

 

R

2ном*

2

+ Xσном*2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном

 

 

 

 

 

яким ми будемо користуватись у випадку застосування ітераційних обчислень замість виразу (3.72), оскільки kPст, kPдод , що входять до (3.72) не завжди є достатньо точними.

45

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]