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

21-26

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
1.49 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

Sкр

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 b

c

b

c

 

b

c

1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З огляду на, що

bн

 

m

c

 

Kf2

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bc

 

 

 

 

 

 

 

 

K 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

н

 

 

 

b2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2 I

 

 

mc

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

c

 

 

 

b2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

Оскільки

bн

m

c

 

Kf2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

н

 

 

 

 

 

b2 1

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

 

m

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

(*)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bн Ku

 

 

 

 

 

bн Ku

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mc Kf

 

 

 

 

 

mc Kf

 

 

 

 

 

b K 2

Якщо в рівнянні при зміні K u , K f bc н u 1.6 й bн 1.6 , то з

mc Kf2

(*):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

m

 

 

Kf

 

- струм

I

 

 

 

приблизно можна вважати ≡ f і назад ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

c

 

Ku

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Інше вираження для I2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Струм ротора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

C

r

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

C x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У цьому вираженні можна прийняти r1 0

й x 1 C1 x

 

0

,

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тому що із Sкр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при r1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2 (x

1

C x

 

 

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C r

 

 

 

 

 

 

C r

 

 

 

C r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 C1 x

 

 

 

 

 

 

1

2

; Але

 

 

 

1

2

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Sкр

 

 

 

 

Sкр

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

K

 

 

S

 

 

 

 

; Але S S

 

 

 

 

Kf

 

 

; I

I

 

K

 

 

Sн Kf

 

I

 

Kf

 

2

 

 

 

u

 

Sн

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

K u2

 

 

2

 

 

 

u

 

 

K u2

 

 

 

K u

.

Струм статора АД.

Струм статора можна представити у вигляді геометричної суми активної й реактивної складових:

 

 

 

 

 

 

I

I

0

cos

I

 

cos ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1a

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

I

0

 

sin

I sin ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1p

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

I2 I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

0

,

 

 

- струм, що

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

намагнічує, АД в режимі синхронного

 

 

 

I 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обертання (S=0 I2

0 , ).

 

 

 

 

0

 

 

 

I a0

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо не враховувати активні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

втрати при х.х. ( sin

 

 

0 ):

 

 

 

 

 

I r0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

I 0 I2 sin 2 I2 cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При робочих ковзаннях малий, тому sin

 

 

0 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

I2

 

I 2

 

 

; (*)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При зміні K u ,

K f

 

I1 міняється менше ніж I

 

або I2 , тому що він

дорівнює їх геосуммі, а при будь-яких змінах K u

і K f ,

I і I2 змінюються в

протилежних напрямках ( I

 

I

 

 

Ku

 

;

 

I

I

 

 

 

 

Kf

 

).

Все залежить від

 

 

 

 

 

 

 

 

Kf

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Ku

 

 

 

 

 

 

 

 

 

того вплив якого із двох що складають є переважним.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Якщо K u const , а Kf

 

var ia . При малих навантаженнях переважний

вплив на I1

робить I , тому при зростанні K f

зменшуються ,

I , I1 . При

великих навантаженнях зі зростанням K f

 

зменшується ,

але

I2 й струм

статора буде зі зменшенням K f

зростати I1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Якщо

Kf

const ,

а

 

 

K u var ia .

При

 

 

малих

 

навантаженнях

при

зменшенні K u

зменшуються ,

I , а I2

 

зростає, але I1 зменшується. При

великих навантаженнях

зі

 

зменшенням

 

K u зменшуються

,

I , але

I2

зростає й, отже, при великій для I2 в. I1

 

Струм I1

буде зростати.

 

 

 

3.21.Синхронні двигуни. Механічні й кутові характеристики синхронних двигунів.

Синхронні електродвигуни на електростанціях для приводу кульових млинів пиловугільних електростанцій, для приводу мережних насосів і в деяких випадках циркуляційних насосів. Вони застосовуються для приводів не потребуючі регулювання швидкості тому що працюють при постійній частоті. Переваги СД у порівнянні з асинхронними:

1)основна перевага - можна шляхом зміни if змінювати реактивну потужність. Вона може видаватися в мережу (при перепорушенні) або споживатися з мережі (при недопорушенні). При роботі з перезбудженням (випереджальний cos() поліпшується cos( мережі, зменшуються втрати енергії й напруга в ній, збільшується cos( генераторів електростанції.

2)При аварійних зниженнях напруги (п/п; точки навантаження КЗ) СД можуть швидко збільшувати напругу, що приводить до збільшення стійкості паралельної роботи синхронних машин і підтримці необхідного рівня напруги в місці приєднання навантаження.

3)Максимальний момент СД пропорційний напрузі, а в АД пропорційний квадрату напруги. Тому СД менш чутливий до зниження напруги й зберігає більшу навантажувальну спроможність. Наявність АРВ і ФВ дозволяє забезпечувати стійкість при малих і великих зниженнях напруги.

4)ККД СД як правило на 1, 5-2% вище, ніж АД (за рахунок великого повітряного зазору зменшуються додаткові втрати в сталі).

5)Частота обертання СД не залежить від навантаження (на кілька відсотків вище частоти обертання АД), що важливо з погляду продуктивності механізму.

Синхронні машини оборотні тобто можуть працювати як у руховому режимі так і в генераторному. Але промисловість випускає СМ призначені для роботи тільки в генераторному або руховому режимі. Є ще синхронні компенсатори тому що особливості роботи машини в тім або іншому режимі проявляються різні вимоги до конструкції.

Частіше працюють у пускових режимах і повинні розвивати великий пусковий момент, ніж генератори. Це накладає певні умови на конструкцію ротора, демпферну (пускову) обмотку СД розраховують на більші струми й більш тривалий режим.

При установці тихохідних СД для приводу кульових млинів виключають редуктор, що ускладнює загальну кінематичну схему агрегату й захаращюючий приміщення котельного агрегату.

Недоліки:

1)Більш складні конструктивно ніж АД й повинні мати додаткові елементи - систему збудження, що збільшує вартість і ускладнює експлуатацію. Співвідношення вартості СД і АД в основному залежить від потужності й номінальної частоти обертання, причому якщо при малих габаритах СД дорожче АД, то зі збільшенням їхньої потужності й зменшенням частоти обертання співвідношення їх вартостей змінюється на користь СД.

2)У нормальних умовах вони мають невелику перевантажувальну здатність (для зниження габаритів і вартості в них ОВ полегшена). Вони мають порівняно невеликий пусковий момент і більш складну систему керування.

3)Пуск і регулювання швидкості обертання СД складніше чим АД. СД із частотою 3000про/хв конструктивно представляють масивний циліндр, усередині якого покладена обмотка збудження. СД із меншою частотою

обертання виконується з явно вираженими полюсами. У полюсні наконечники закладають мідні або латунні стрижні уркової обмотки.

Зі збільшенням потужності й зниженням номінальної частоти обертання СД стає дешевше АД і їх застосовувати доцільніше, а також, коли необхідно мати високий cos( установки).

Система збудження – електромашинна або з напівпровідниковими випрямлячами.

Багато робочих характеристик СД можуть бути отримані за допомогою ВД Якщо зневажити активним опором, то неявно полюсній СГ працюючий на

мережу б.м. з напругою U з моментом mт під дією якого ротор обертається із синхронною швидкістю дорівнює моменту Х.Х. m0; потужність, що віддається в мережу дорівнює нулю, (=0 і струм є чисто індуктивним .

U

U

q

 

 

 

Eq

I Eq U U jXd jXd

При збільшенні моменту mт до величини m’т ротор почне прискорюватися

тому що в початковий момент mэм=0 і J d p mT m 0 . dt

При (з>(c вісь q почне пересуватися швидше вектора U, ( щообертається зі швидкістю (c). Між векторами Еq і U виникне кут (. При (>0 утвориться позитивна, щодо напруги, активна складова струму Ia.

Eq

U

U

 

 

 

 

Ia

U

 

 

Ia

 

 

 

 

U

 

 

 

 

q

I

I

Eq

 

 

Новий сталий режим буде mT mэм m0 . Це генераторний режим.

Тепер нехай у вихідному режимі з (=0 (mэм=0) на вал машини прикладається момент механічних сил m”т діючий проти напрямку обертання.

Рівняння J

d p

(m``

m

 

) 0 . Ротор гальмується. На векторній

 

0

 

dt

T

 

 

 

 

 

 

 

діаграмі вісь q буде поступово відставати щодо напруги. З малюнка б) видно, що при (<0 виникає негативна стосовно напруги активна складова струму Ia. Машина працює в руховому режимі споживаючи з мережі потужність. mэм=m”т+m0 - звідси визначається кут.

P m U I cos 0 - активна потужність, що віддається в мережу, негативна.

При переході в руховий режим фаза активної складової струму стосовно напруги на затискачах машини змінюється на 1800 (споживання з мережі активної потужності).

Для явно полюсного СГ рівняння рівноваги напруг має вигляд:

Eq U ra I jxq Iq jxd Id U Eq ra I jxq Iq jxd Id

У нас Р<0, але при дослідженні рухового режиму зручно оперувати позитивними потужностями. Можна досягти двома шляхами: 1) змінити позитивний напрямок струму; 2) залишити незмінним позитивний напрямок струму й ЕДС, але змінити позитивний напрямок зовнішньої напруги в мережі, U1=-U

1) Eq U ra I jxq Iq jxd Id U Eq ra I jxq Iq jxd Id

2) U1 U Eq ra I jxq Iq jxd Id

векторні діаграми СД при rа=0 мають вигляд:

EQ

jIqxq

jIxq

 

 

 

 

jIdxd

U

 

 

U

Iq

I

Id

jIqxq

jIxq

jId(xd-xq)Eq

jIdxd

q

EQ

 

збудження

З векторної діаграми можна знайти вирази для P і Q порівнюючи векторні діаграми СД і СГ видно, що вони відрізняються знаком кута (: у навантаженого СГ (>0, а в СД (<0. Тому всі аналітичні вираження визначальні характеристики СГ (P, Q) справедливі й для СД.

 

 

 

 

P U I cos

 

 

 

P

Eq U

sin U2

xd xq

sin2

 

 

 

 

 

 

 

xd

2

 

xd xq

 

 

Q

Eq U

cos

U2

xd xq

cos 2 U2

 

xd xq

 

 

xd xq

 

xd

 

2 xd xq

2

 

Характеристика потужності двигуна має вигляд:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

неявно

полюсного

 

 

двигуна

 

(xd=xq):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X' Э ;

 

 

z S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тут більш тверда характеристика, ніж у СД із

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

циліндричним ротором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент СД дорівнює: m

 

p

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реактивна потужність може бути позитивною й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

негативної. При заданому ( Q>0 тільки при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eq>U.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кутова швидкість СД у сталому режимі при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

збільшенні навантаження на валу до mмах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

незмінна й

дорівнює

 

 

 

 

 

2 f1

. Тому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

механічна характеристика - лінія паралельна осі абсцис.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активна

 

 

 

й

реактивна

 

потужності

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

номінальному режимі рівні:

P

Eq

U

sin ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eq U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos U .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У номінальному режимі Eq=Eqn; (=(n, при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un=1 In=1, маємо з векторної діаграми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg n

 

 

I xd cos n

 

 

 

 

xd cos n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U I xd

sin n

1

xd sin n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

Eqn

sin

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

cos

 

 

 

 

x

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2 cos2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

n

 

 

 

d

n

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

n

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 tg

 

 

 

 

 

d

 

 

(1 tg

 

)

 

qn

 

 

 

 

 

sin n

 

 

 

 

tg n

 

n

 

 

 

tg2

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 xd sin n xd

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При r=0, і відсутності спеціального регулюючого пристрою =900. Мінімальна за умовами стійкості величина Еqпр при заданій потужності

PEq.пp U .

xd

Розділивши цей вираз на Еqn одержимо:

Eq.пр

 

 

P xd

 

 

 

P xd

 

Eqn

 

 

 

 

 

 

2

2

 

U

 

 

 

 

1 2 xd sin n xd

 

 

1 2 xd sin n xd

 

Еqпр тим ближче до Еqn, чим більше навантаження СД і чим менше в нормальному режимі sin(n.

Статична перегруженість СД Кп характеризується відношенням максимальної за умовами стійкості електромагнітної потужності при номінальному порушенні Рпр до номінальної електромагнітної потужності Рн.

Для неявно полюсного двигуна :

Kп

Pпр

 

U*

U*

1 2 xd sin n xd2

Pn

sin n

xd cos n

 

 

 

З виразу видно, що статична перегруженість СД збільшується зі зниженням xd і cos(н (cos(н>0). Аналогічно й для явно полюсних СД. Для сучасних СД із xd(0, 8-1,5 і cos(н= 0, 8-0,9 статична перегруженість дорівнює приблизно двом.

3.15.Механічні характеристики ДПС

По способі порушення ДПС як і генератори підрозділяються на двигуни незалежного (паралельного), послідовного й змішаного збудження.

Механічні характеристики ДПС незалежного збудження

+

 

 

 

U a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I a

 

 

Ea

 

 

Я

rp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rpb

 

 

+

 

 

 

U b

Рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якір двигуна (Я), його обмотка збудження (ОВ) одержують живлення

від різних, незалежних джерел напруги U a й U B

що дозволяє окремо

регулювати напругу на якорі й на ОВ. Струм ОВ I B не залежить від струму

якоря Ia .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напруга струму Ia

й ЕДС обертання двигуна Ea , (показані на мал.1)

відповідають руховому режиму роботи. Енергія споживається з мережі й перетворюється в механічну енергію, потужність якої дорівнює:

Ð mÅÌ w

Залежність між mÅÌ і w визначається його механічною

характеристикою. У сталому режимі роботи незалежно від схемивключення ОВ ДПС залежність між магнітним потоком Ф , Ea , I a , mЭМ і підведеною

напругою можна визначити співвідношенням: Ua Ia Ra Ea - підведена

w , то

напруга врівноважується зі спаданням напруги в якірному ланцюзі Ia Ra й наведеної в якорі ЕДС обертання Ea . Напрямок Ea і Ia протилежні й Ea називається противно ЕДС; Ia - струм у ланцюзі якоря; Ra ra rp - опір (сумарне) якірного ланцюга: ra - внутрішній опір якоря двигуна; rp - зовнішній опір реостата, включеного в ланцюг якоря.

Е

 

С

 

Ф n ;

 

 

I

 

 

 

U Ea

,

 

а

е

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

C

 

Ф I

 

;

С

 

 

PN

 

 

 

 

ЭМ

M

a

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СM

 

 

PN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

Се

Ф w С

Ф w ;

C

 

 

Ce

а

 

 

 

M

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тут N – число активних провідників обмотки; Р – число пар полюсів двигуна; а – число паралельних галузей обмотки якоря; w - кутова швидкість радий/сек.

Якщо користуватися n , а не

U I a Ra CeФ n ;

 

 

n

 

U

 

I a Ra

 

 

 

Ce

Ф

CeФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mЭМ СМ

 

Ф I a ;

 

 

I a

 

mЭМ

 

 

 

 

 

 

СМ Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

U

 

 

 

mЭМ Ra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C Ф

 

 

C

e

C

Ф

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

U

 

 

 

 

mЭМ Ra

 

- вираз для механічної характеристики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

Ф

 

 

 

 

C 2

Ф 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

U

 

 

 

 

 

 

I a Ra

 

 

 

- вираз для електромеханічної характеристики

 

C

Ф

 

C

 

Ф

2

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Позначимо K CM Ф ; цей коефіцієнт можна застосовувати незалежним

від навантаження в ДТП із незалежним порушенням, у якого є компенсаційна обмотка. Цей коефіцієнт можна вважати незмінним, якщо для звичайних двигунів зневажити реакцією якоря.

w

U

 

mЭМ Ra

;

 

 

 

K

 

K 2

При незмінних K ,Ф , Ra механічні характеристики представлені

прямою лінією.

Розглянемо вплив опору якірного ланцюга Ra на механічні характеристики.

wO

 

 

 

 

 

wНОМ

Естественн ая

 

 

 

 

 

характеристика

 

 

 

 

 

R1a ra

 

 

 

 

wНОМ 3

 

 

 

 

 

 

R1a R2a R3a R4a R5a

 

 

 

R3a

 

 

 

 

 

R4 a

 

 

 

 

 

R5a

 

 

 

 

 

mНОМ

m

ЭМ

(I

a

)

 

 

 

 

 

Рис.2.

 

 

 

 

При mЭМ 0 всі характеристики проходять через одну точку, що

лежить на осі ординат. w у цій крапці має цілком певні значення, що не залежать від Ra . Це швидкість ідеального х.х. wo і визначається:

wo

 

U a

CM

Ф

 

 

При w wo , коли Ia 0 , Ea , спрямована на зустріч U a дорівнює по модулі Ua . Якщо двигун працює до додатка навантаження з wo , то з появою моменту опори mC , w буде знижуватися, що приведе до зниження Ea й збільшення Ia й mЭМ . w буде знижуватися доти, поки mЭМ mC . Різниця

значень сталих швидкостей електропривода до й після додатка навантаження називається статичним падінням швидкості електропривода.

Складові w

mЭМ Ra

 

mЭМ Ra

- падіння w відносне w .

 

 

 

C 2

Ф 2

 

K 2

o

 

 

 

 

M

 

 

 

 

w wo w

Природна механічна характеристика - характеристика двигуна, що виходить при відсутності зовнішніх резисторів якірного ланцюга й номінальних значень Ua і Ф . Твердість природної характеристики Е залежить

від га. Опір га включає: власний опір якірної обмотки, опір обмотки додаткових полюсів, компенсаційної обмотки й щітки.

Для природної механічної характеристики w mЭМ Ra

CM2 Ф2

Статичне падіння швидкості при будь-якому додатково включеному реостаті опором гр визначається:

w mЭМ (ra rp )

CM2 Ф2

Або у відносних одиницях:

w

w

 

wo w

 

wo

wo

 

 

w аналогічно ковзанню АД.

Якщо в якірному ланцюзі ДПС включається додатковий резистор, то

механічні характеристики - штучні. Вони мають більший нахил до осі моментів і менш тверді.

Механічні характеристики ДПС із послідовним порушенням.

У двигуна послідовного порушення струм якоря одночасно є також

струмом порушення:

Ib Ia . Магнітний потік Ф змінюється зі зміною

навантаження в широких межах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I a

 

 

ra

rb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

Ea

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I a

OB

 

 

 

 

 

Рис.3

Рівняння для електромеханічної характеристики має вигляд як і для двигуна незалежного (паралельного) порушення.

Ea CM Ф w

 

w

U I a Ra

,

(*)

 

 

CM Ф

 

Ra ra rp rb

 

де rp - опір зовнішнього резистора.

 

У відмінності від ДПС незалежного порушення Ф

є функцією струму

Ia (крива намагнічування).

 

 

Ф

 

0

I a

Рис.4

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]