Материал: Электроснабжение. учебно-методическое пособие. Сергеев В.А., Мамонтов Д.А

Получим:

На рис. 3.9 построены механические характеристики короткозамкнутого асинхронного двигателя, рассчитанные по уравнению (3.21).

ω

3Uобр

0

С

Рис. 3.9. Треугольник напряжений для определения параметров симметричных систем напряжений а) и зависимость ω0 от прямого Мпр, обратного Мобр, результирующего М и естественного Ме вращающих моментов

Перейдем теперь к рассмотрению некоторых

101

параметров, напрямую связанных с механическими характеристиками.

Жесткость механической характеристики, под которой

где Mmax - максимальное значение развиваемое двигателем момента;

M0 - момент синхронного режима работы (s = 0).

Для двигателя необходимо взять производные в (3.21) по s и, приравнять их к нулю, определить значения Mmax

(максимальное значение момента во всех случаях достигается при s = sk). При этом получим:

III ms(1 s2k ) 2

Примечание. Для двигателей большой и средней мощности обычно активным сопротивлением первичной обмотки можно пренебречь. Тогда = 0 и формула (2.21) преобразуется:

По мере увеличения несимметрии подводимого напряжения к статорной обмотке характеристика момента прямой последовательности будет сдвигаться влево от естественной характеристики. Пусковой момент Мп результирующей характеристики М = f ( ) будет смещаться влево от Мп,е.

Вместе с этим характеристика момента обратной

102

последовательности будет увеличивать свои параметры, сдвигаясь влево от начала координат.

2.2.4. Работа группы асинхронных двигателей с общей оборванной фазой

При параллельном подключении группы двигателей переменного тока в случае обрыва фазы необходимо учитывать эффект компенсации составляющих токов обратной последовательности сети. Поведение группы подключенных двигателей к несимметричной сети будет резко отличаться от режима работы одиночного двигателя. В этом случае все двигатели будут подключены к общей шине (оборванной фазе). В результате каждый двигатель имеет возможность генерировать токи обратной последовательности для питания других двигателей. В результате за счет взаимной компенсации токов обратной последовательности происходит генерация в оборванной фазе напряжения прямой последовательности.

М1 М2 М3

Рис. 3.10. Подключение группы асинхронных двигателей с общей оборванной фазой

По мере увеличения числа и мощности параллельно подключенных двигателей эффект увеличения напряжения прямой последовательности в отключенной фазе возрастает.

103

В пределе, когда число и мощность подключенных двигателей приведет к суммарному сопротивлению обратной последовательности близкой к нулевому значению, возникнет режим полной симметрии на зажимах статоров двигателей переменного тока. Характеристики будут приближаться к естественной прямой последовательности, (характеристики обратной последовательности будут стремиться к нулевым значениям).

Эффект компенсации токов обратной последовательности будет обратно пропорционален суммарному индуктивному сопротивлению обратной последовательности.

На рис. 3.11 показана трансформация характеристик одного из двигателей группы по мере увеличения числа подключенных двигателей (1,2,3,4....), когда критический момент будет увеличиваться.

0

Рис. 3.11. Трансформация характеристик одного из двигателей

Экспериментальная проверка работы группы двигателей подтверждает выводы о возможности работы группы двигателей при обрыве фазы. Даже при двух равновеликих по мощности двигателях это позволяет

104

осуществлять загрузку двигателей на 50 - 60 % от номинальной мощности. При этом при работе одного из двигателей второй двигатель свободно запускается. При включенных трех двигателях допустимая загрузка двигателей возросла до 65 - 70 % от суммарной номинальной мощности, а условия по пуску становятся еще лучше. При этом один из двигателей может свободно запускаться при половинной нагрузке на его валу. Таким образом, можно осуществлять работу трансформаторной подстанции при разрыве фазы, когда имеется двигательная нагрузка от трехфазных машин переменного тока (синхронных и асинхронных двигателей). При этом происходит компенсация токов обратной последовательности в питающей сети и при преобладающей двигательной нагрузке работа двигателей будет близкой к нормальному режиму, а токи обратной последовательности существенно сократятся по сравнению с режимом, когда однофазная нагрузка (осветительная) преобладала бы над двигательной.

3. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ. ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 Общее описание стенда

Схема электрическая принципиальная лабораторной установки представлена на рис. 3.12. Внешний вид панели управления лабораторной установкой представлен на рис. 3.13. Напряжение питания подается через входной автоматический выключатель QF1 типа АК63М.

О подаче напряжения на стенд свидетельствует загорание лампы "СЕТЬ" на лицевой панели. Одновременно с этой лампой загораются лампы HL1-HL3 в фазах А, В, С соответственно.

105