КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

К числу достоинств синхронного двигателя относят возможность компенсации реактивной мощности, потребляемой из сети.

Действительно, результирующая намагничивающая сила, создающая магнитный поток, состоит из двух составляющих: ам- первитков обмотки статора I]WX и ампервитков обмотки возбуждения IBwB. Меняя соотношение указанных составляющих, можно осуществить перераспределение реактивной мощности между сетью (С?ы) и источником питания обмотки возбуждения, что отражают U-образные характеристики, показывающие зависимость полного тока синхронного двигателя 1 от тока возбуждения /в (рис. 2.51).

Если С?р| > 0 , то двигатель потребляет реактивную мощность из сети и обмотки возбуждения и коэффициент мощности cos 0 — отстающий; при Qpl = 0 вся реактивная мощность поступает с обмотки возбуждения и cos ф| = 1. При насыщенной магнитной системе с дальнейшим ростом тока /„ в обмотке возбуждения реактивная мощность от ротора через воздушный зазор и обмотку статора поступает в промышленную сеть.

На рисунке 2.51 кривая II представляет собой регулировочную характеристику синхронного двигателя /|(/в) при cos <р! = 1 для различных значений нагрузки Ру> Р2> Ру Слева от кривой II двигатель недовозбужден, справа — перевозбужден. Кривая /— граница статической устойчивости двигателя, III — граница по условиям допустимого нагрева обмотки возбуждения и самораскачива- ния двигателя.

U-образвые характеристики СД при нагрузках Р> Р> Pi

Рис. 2.51. U-образвые характеристики СД при нагрузках Р> Рг> Pi

Пример 2.13. Построить механическую характеристику; угловую характеристику; механическую характеристику при асинхронном пуске.

Для синхронного двигателя с паспортными данными:

Асинхронный пуск:

Решение.

Прямой пуск СД по данным заводов-изготовителей допускается, если мощ-

Р

ность, приходящаяся на один полюс, 250...300 кВт при напряжении 3000 В и

Рп

200...250 кВт при ?/, = 6 кВ. Для данного двигателя условия прямого пуска соблюдаются (107 кВт на полюс).

Для привода вентилятора, у которого MQ = со2, удовлетворительным считают небольшой пусковой момент, но входной момент Msx должен бьггь больше статического момента Мс при со„.

Для двигателей тяговых и дутьевых устройств

Номинальный момент двигателя

Сопротивление по продольной и поперечной осям:

Угловая характеристика

где вал - угол между ц{ и ЕХ1У.

Угловая характеристика синхронного двигателя аналогична приведенной на рисунке 2.39.

Точки механической характеристики при асинхронном пуске:

Модуль жесткости асинхронной механической характеристики при асинхронном пуске

/—механическая характеристика синхронного двигателя; 2— механическая характеристика при асинхронном пуске синхронного двигателя.

Краткие выводы. Из опыта использования синхронных машин с нерегулируемой скоростью известно, что СД по сравнению с АД более экономичны и эффективнее преодолевают кратковременные перегрузки, при этом перегрузочная способность меньше зависит от напряжения сети по сравнению с асинхронным двигателем. Синхронный двигатель имеет более высокие энергетические показатели. Если в роторе асинхронного электродвигателя возникают потери мощности, то их нет в роторе синхронной машины, имеющей «холодный» ротор. Поэтому в общем случае синхронный электродвигатель имеет более высокий КПД (на 1... 1,5% выше КПД асинхронного электродвигателя тех же габаритов и скорости) и большую отдачу по моменту (до 60 % при одинаковых объемах активной зоны). В отличие от асинхронных двигателей СД способны генерировать реактивную мощность. Кроме того, в синхронных двигателях возможно регулирование перегрузочной способности путем регулирования тока возбуждения, при этом перегрузочная способность меньше зависит от напряжения сети по сравнению с асинхронным двигателем.

Двигатели мощностью свыше 200 кВт целесообразно использовать в регулируемых и нерегулируемых приводах, как правило, работающих длительное время с редкими пусками и реверсами, синхронные двигатели — для приводов рудоразмольных и цементных мельниц, крупных компрессоров, воздуходувок, гидравлических насосов и других мощных установок.

Велика доля синхронных электроприводов в таких устройствах и механизмах, как стиральные машины, видеотехника, приводы CD-ROM и т. п.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >