Исходные данные для выполнения раздела «синхронный двигатель»

Задачей настоящего раздела является выбор и обоснование оптимального варианта синхронного двигателя, для которого уже известны значения диапазона мощности на валу и величина реактивного тока, необходимого для компенсации реактивного тока, необходимого для компенсации реактивной мощности на шинах 380 В.

В качестве исходных данных при выполнении данного раздела курсового проекта используются:

-крайние значения мощности на валу синхронного двигателя (СД) Р_вн и Р_вm (кВт), определенные проектантом в результате расчета генератора постоянного тока (либо заданные условиями проекта);

-значение реактивного тока якоря I_р (А), принимаемое равным величине I_1р из расчета асинхронного двигателя.

2. Выбор номинальной мощности сд

При выборе Р_вн (кВт) для синхронного двигателя необходимо учесть прежде всего значение развиваемой мощности,

(С-1)

которая требуется для обеспечения чисто активного характера суммарной нагрузки на шинах 380 В исходной схемы.

Схему соединения якоря СД следует считать «звездой», т.е. полагать:

U_н=220 В; І_р=І_1р-из расчета АД

Активную сетевую мощность СД для режима наибольшей нагрузки Р_вн допускается определять приближенно

(С-2)

По условиям проектирования в распоряжении проектанта имеются две разновидности СД:

а). с номинальным значением

_н=0,95; cos_н=1

или разновидность «9500»;

б). с номинальными значениями

_н=0,9; cos_н=0,9

или разновидность «8100».

При этом стоимость этих разновидностей (для заданной Р_вн) считается одинаковой.

Таким образом, номинальная мощность на валу СД должна быть выбрана из условия

(С-3)

Окончательный выбор Р_вн производится в соответствии с рядом допустимых значений (табл. С-1)

Таблица С-1

Рвн кВт

400

315

250

200

160

132

110

90

75

55

45

30

22

15

Естественно, что коэффициент запаса мощности к_р1, задаваемой соотношением

(С-4)

должен быть минимальным, что обеспечит меньшую стоимость двигателя.

Выбор Р_вн позволяет установить базисные значения

(С-5)

3. Математическая модель сд

При выполнении расчетов, связанных с выбором оптимального варианта СД, следует использовать математическую модель явнополюсного СД, образованную системой уравнений:

(С-6)

В этих уравнениях:

-фазное напряжение якоря;

-фазный ток якоря ( индекс якоря опущен);

- фазное сопротивление якоря;

-индуктивное сопротивление фазы якоря, эквивалент действия полей рассеяния;

-м.д.с. возбуждения(ток возбуждения);

- результирующая м.д.с. машины;

- результирующая э.д.с. фазы якоря;

к_аd, к_аq- коэффициенты приведения м.д.с. якоря по осям;

- мощность потерь в стали и механических;

- мощность потерь на возбуждение (приведенная к базисной мощности S_б);

кратность базисного тока возбуждения.

Математической модели(с-6) соответствует векторная диаграмма СД, приведенная на рис.С-1 для режима перевозбуждения.

Из векторной диаграммы и уравнений (С-6) могут быть получены следующие выражения, определяющие алгоритм расчета рабочего режима СД.