Асинхронен режим на невъзбудена синхронна машина

В практиката на оперативен синхррон машини, има случаи, когато отделни машини изпадат от синхрон и техните ротори започват да се въртят спрямо полето на котвата (статора) асинхронно, с някакво приплъзване. Това се случва поради претоварване на машини, значителен спадмрежово напрежение и загуба на възбуждане в резултат на някакви неизправности в системата за възбуждане или грешна работа на полевия пожарогасител. Въпреки че една невъзбудена машина с явен полюс може да се развива в синхронен режим, някоиизходна мощност поради реактивен въртящ момент, обикновено тази мощностмощността е недостатъчна, за да покрие товара, и следователно машини с изпъкнали полюси със загуба на възбуждане най-често също отпадат от синхрон.

Когато синхронната машина изпадне от синхрон, тя се държи като асинхронна машина, но поради разликата в конструкцията на ротора и наличието на възбуден ток в общия случай, асинхронният режим на синхронната машина има редица характеристики.

Тъй като загубата на синхронни машини от синхрон, когатоriyah в енергийните системи често се случва, след това идентифицирането на специалнина асинхронния режим и изясняването на рационални начини за възстановяване на нормалните режими на работа са от значително практическо значение.

Широко се използва асинхронно стартиране на синхронни двигатели и компенсатори, когато невъзбудена машина удря мрежата и нейната скорост достига почти синхронна скорост, като асинхронен двигател.

Асинхронните режими на работа на невъзбудената и възбудена синхронна машина се различават значително един от друг. Асинхронният режим на възбудена синхронна машина е по-сложен и може да се разглежда като налагане на асинхронен режим на невъзбудена асинхронна машина и повторнонатиснете стационарното късо съединение на синхронния генратор.

Помислете на първо място за стационарен асинхронен режим на работа на невъзбудена синхронна машина.

Резервни схеми и техните параметри.

Ако роторът на синхронна машина имаше магнитна и електрическа симетрия, тогава работата на тази машина в асинхронен режим без възбуждане не би била различна.ще дойде от нормална асинхронна машина. В общия случай обаче няма такава симетрия и следователно изисква себе сизадълбочено разглеждане на въпроса.

Нека намотката на статора (котвата) на трифазна синхронна машина бъде свързана към мрежата. В този случай токовете на котвата създават въртящо се поле, което се движи спрямо асиметричния ротор с плъзгаща се скорост. За да анализираме явленията с асиметричен ротор, ние разлагаме въртящото се спрямо него поле на две пулсиращиполета, едно от които действа по надлъжната (д), а другата по напречната (q> ос на ротора. Тези полета пулсират на 90 ° извън фазата. Освен това, подобно на асинхронна машина, работният процес е синхроненмашина в асинхронен режим може да бъде намалена до еквивалентпроцесът със стационарен ротор. Освен това може да си представим, че такава машина със стационарен ротор на статора вместо трифазна намотка има еквивалентна двуфазна намотка и една фаза на тази намотка създава магнитен поток, пулсиращ по надлъжната ос, и друга фаза създава поток, пулсиращ по напречната ос на ротора

Фиг. 1

и напреженията на тези фази U и jU извън фаза с 90 °. В такава двуфазна система липсва взаимна индукция между фазите и явления по осите д и q може да се разглежда независимосимо един от друг. В резултат на това вместо една еквивалентна схема за симетрична асинхронна машина за синхронна машина получаваме две еквивалентни вериги - едната за надлъжната и другата за напречната ос.

При наличие на амортисьорна или стартираща намотка (фиг. 2, а и б) във веригата за надлъжната ос има две вторични вериги, както в асинхронния двигател с две клетки, така и във веригата за напречнатаос -

една вторична верига. При липса на посочените намотки (фиг. 2, в и г), броят на вторичните вериги намалява с единлице. В диаграмите на фиг. 2 приети ра = 0 и не се учизагубите в статорната стомана се губят. Ако има dob в веригата на възбужданестранично съпротивление (например, съпротива хаполе) стойността му трябва да бъде включена в rf

В основата на разглеждането на явленията съгласно фиг. 1 и 2 се крие в представянетодвуфазна машинане. Затова се съпротивлявайтедиаграми Фиг. 2 също трябва да се разглежда като еквивалентна резистентностями на двуфазна машина. Въпреки това, за да се избегне въвеждането под внимание

нови параметри, ще приемем, че съпротивлението, фигв диаграмите на фиг. 2, представляват параметрите на m-фазната машина.

Асинхронни режими на различни видове синхронни машини.

При загуба на възбуждане синхронните генератори преминават в асинхроннирежим и тяхната скорост на въртене ще се увеличава, докато не се получи равенство между задвижващия момент на вала и електромагнитния момент на машината. В този случай машината ще консумира магнетизиращ ток от мрежата

и дават активна мощност на мрежата.

При малко приплъзване повърхностният ефект в роторното тяло на турбогенератора се проявява слабо и следователно дълбочината е проникващана теченията е страхотно. В резултат на това активното съпротивление на тялото на ротора е малко и моментът достига много голяма стойност дори при ниско приплъзване.

Следователно турбинните генератори са способни да развиват голяма мощност в асинхронен режим, а загубите в ротора са малки и не представляват опасност по отношение на нагряването на ротора. Допустима мощност на турбинния генератор в асинхроничен режим ограничава тока на статора, чиято стойност поради големия ток на намагнитване, додостига номиналната стойност. В повечето случаи с I = Iн в турбогенератори P = (0,5 - 0,7) Pn,.

Поради относително благоприятнияхарактеристики Ma = f (s) краткосрочна работа е разрешена в електроцентралите (до 30 мин) турбогенератори в асинхронен режимлежанка при условие, че загубите в ротоpe и статора не надвишават загубите при номинален режим и консумацияУвеличението на реактивната мощност от гледна точка на режима на работа на енергийната система е допустимо. През посоченото времевъзможно е да се отстранят неизправностите в системата за възбуждане, да се прехвърли турбогенераторът в резервно възбужданепрехвърляне или прехвърляне на товара към други турбинни генератори или мелницация. Възползвайки се от възможността на работовете на турбинните генератори в асинхронен режим могат да повишат надеждността на захранването на потребителите.

Асинхронните характеристики на хидрогенераторите са много по-неблагоприятни. Хидрогенераторите имат зарядстълбове за баня и успокояващи намотки в много случаи нямат. При липса на амортисьорна намотка, мощносттаНето в асинхронен режим се развива само благодарение на токовете, индуцирани в намотката на възбуждането. Активното съпротивление на амортисьорната намотка е високо и в този случай моментът Ма за малки s също е малък. Следователно хидрогенераторите не могат да развият значителна мощност в асинхронен режим, амортисьорната намотка се загрява бързо и ако възбуждането се възстанови в рамките на 10-15 сек невъзможно, тогава те трябва да бъдат изключени от мрежата.

Всички синхронни двигатели имат начални намотки и обикновено се използват като асинхронни двигатели, авъзбуждането се затваря чрез разряд или гасене, съпротивлениеrg = (5 - 10) rе или късо съединение. Пускането с намотка с отворено възбуждане е неприемливо, тъй като това може да причиниповреда на изолацията му. Приплъзването на невъзбуден двигател се променя при стартиране от s = 1 до s = 0,05, когато токът на полето е включен и двигателят е включен в синхрон.

Криви М, = е (s) синхронните двигатели са показани на фиг. Въртящият момент, развит от полевата намотка, достига максималната си стойност при ниско приплъзване, особено когато rg = 0, тъй като rf е малък, но относително голям. Напротив, въртящият момент, развиван от стартовата намотка, достига своя максимум при s = 0,3 - 0,4, тъй като активното съпротивление на тази намотка е значителновсе по-малко разсейване. При изчисляване на кривите се приемаше, че съпротивлението на намотката на котвата ra = 0. Следователно тези криви не отразяват появата на спад на въртящия момент при s = 0,5 поради едноосния ефект. Трябва обаче да се отбележи, че при наличие на стартова намотка на ротора този ефект се проявяваслаб.

Началният стартов момент (s = 1) на синхронните двигатели при U = Не трябва да е достатъчно голям. От друга страна, за малки s

момент Ма също трябва да е достатъчноопределено е голям, тъй като в противен случай при стартиране под товар двигателят в асинхронен режим няма да може да достигне скоростта на въртенесмяна, достатъчно близка до синхронната, а двигателят следвъзбудителният ток няма да бъде изтеглен в синхрон.

Стръмността на характератеристика Ma = f (и) за малки с обикновено се определя от стойност Ма в с = 0,05 и тази стойност на въртящия момент обикновено се нарича входмомент Mvx. Очевидно, колкото повече Mvx, толкова по-добри са условията за синхронизация. Обикновено се изисква това Мвх = Мп Въпреки това, да се увеличи Ма необходимо е да се увеличи активното съпротивление на стартовата намотка и да се увеличи - намалишийте го. Следователно, въпросът за избора на количествата Mvx и Т.т. необходимо е да се реши по компромисен начин и да се използва явлението текущо изместване в

започване на навиване да се увеличава Т.т.. Стартови прътивиещи намотки, за да се увеличи тяхното напречно сечение и топлинен капацитет наизработени от месинг.

Както се вижда от фигурата, при стартиране без съпротивление на разряд MVx се оказва по-малък и освен това при малки s може да се образува импулсен спад, тъй като максималният въртящ момент от действието на намотката на възбуждането се получава при много малки s. Следователно, при rg = 0, привличането в синхрон се случва при не толкова благоприятни условия.

Ако синхронната машина е лишена от амортисьор или стартираща намотка и има немасивни стълбове или ротор, тогава в резултат на силна проява на едноосния ефект, нейното асинхронно стартиране е възможно само при празен ход или при ниско натоварване на вала и намотката за възбуждане трябва да бъдат затворени през знакасилна активна съпротива.

Синхронните двигатели с масивни ротори или стълбове имат благоприятни характеристики Ма = е (s) ако съотношението при малък има голям ефект върху тока в полюсакрайните зони на полюсната част започват да устояват и следователно асинхронният въртящ момент Ма намаляватвитае.