ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

3.5 Обчислення параметрів заступної схеми АД із дослідів номінального режиму, неробочого режиму та короткого замикання

Для того, щоб мати можливість обчислити параметри заступної схеми асинхронного двигуна із використанням експериментальних даних, необхідно знати, перш за все, його номінальну напругу Uном, номінальну корисну потужність Pном (або номінальну швидкість обертання ротора nрном) і синхронну частоту ns.

1)Дослід номінального режиму можна провести, якщо на затискачі обвитки статора подати номінальну напругу Uном, а ротор навантажити так, щоб корисна механічна потужність на валу була рівна номінальній Pном (або швидкість обертання ротора була рівною nрном). Під час проведення досліду номінального режиму необхідно виміряти номінальну швидкість обертання ротора nрном, (або, відповідно корисну механічну потужність на валу Pном), номінальний струм статора Iном та споживану з електромережі номінальну активну потужність P1ном.

2)Дослід неробочого режиму можна провести, якщо подати на затискачі обвитки статора номінальну напругу Uном і штучно підтримувати частоту обертання ротора такою, щоб вона була рівна частоті обертання магнітного поля статора nр = ns. Тоді обвитка ротора буде нерухомою відносно магнітного поля статора, у ній не буде індукуватися ЕРС і не буде струму. Під час проведення досліду неробочого режиму необхідно виміряти струм неробочого режиму Iнх і споживану з електромережі активну потужність P1нх.

3)Дослід короткого замикання можна провести, якщо повністю загальмувати ротор, а на обвитку статора подати таку знижену напругу, щоб струм статора Iкз=Iном був номінальним. Під час проведення досліду короткого замикання необхідно виміряти напругу короткого замикання на затискачах статора Uкз і споживану з електромережі активну потужність P1кз.

Таким чином, знаючи наперед

•номінальну напругу обвитки статора Uном,

•номінальну корисну потужність Pном (або номінальну швидкість обертання ротора nрном),

•синхронну частоту ns

51

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

асинхронного двигуна, і, отримавши дослідним шляхом

•номінальну швидкість обертання ротора nрном, (або, відповідно корисну механічну потужність на валу Pном),

•номінальний струм статора Iном,

•споживану з електромережі номінальну активну потужність P1ном,

•струм неробочого режиму Iнх,

•споживану з електромережі активну потужність неробочого режиму P1нх,

•напругу короткого замикання на затискачах статора Uкз,

•споживану з електромережі активну потужність короткого замикання P1кз, можна обчислити параметри елементів його заступної схеми, що на рис. 3.2.

Оскільки під час дослідів ми отримуємо абсолютні значення координат режиму, то подальші формули наведено в абсолютних одиницях. Перехід до відносних одиниць здійснюється на загальних підставах.

Базове значення опору буде рівне модулю повного опору двигуна в номінальному режимі:

Базове значення потужності буде рівне модулю повної потужності двигуна, споживаної ним із електромережі в номінальному режимі:

Коефіцієнт потужності двигуна в номінальному режимі:

Коефіцієнт корисної дії двигуна в номінальному режимі:

Під час неробочого режиму струм протікає лише через опори R1м, R1сд та індуктивний опір намагнічення Xμ. Тому

52

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

де Q1нх – споживана двигуном з електромережі реактивна потужність у неробочому режимі.

Як зазначалося в розділі 3.4.1, відносний струм намагнічення в пусковому режимі дуже малий (Iμп* ≈0,03) і ним можна знехтувати, вважаючи, що I1п* ≈ I2п*. Тому під час досліду короткого замикання можна вважати, що струм не протікає через вітку намагнічення, а тому I1ном≈ I2ном= Iном. Зробивши таке припущення,

можна обчислити індуктивний опір Xσп розсіяння обвиток статора й ротора в пусковому режимі

53

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

Шляхом еквівалентних перетворень вітки з паралельно увімкненим провідностями до вітки з послідовно сполученими опорами, що відповідає рис. 3.2, отримуємо активний опір R1сд:

Для того, щоб обчислити опори R2ном та Xσном у номінальному режимі необхідно обчислити струм обвитки ротора у номінальному режимі.

Комплексний струм статора у номінальному режимі дорівнює

Комплексна напруга обвитки ротора у номінальному режимі дорівнює

U2ном = Uном − 3R1мIном = Uном − 3R1мIном . (3.112)

Комплексний струм намагнічення у номінальному режимі рівний

Таким чином, для обчислення опорів заступної схеми АД із дослідів неробочого режиму, номінального режиму та короткого замикання в абсолютних одиницях після деяких перетворень можна рекомендувати такі формули:

54

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

55