Что такое выбег синхронного двигателя

Электростанции

• Главная
• карта сайта
• статьи

Навигация

• Меню сайта
  • Организация эксплуатации
  • Электрические схемы
  • Турбогенераторы
  • Трансформаторы и автотрансформаторы
  • Распределительные устройства
  • Электродвигатели
  • Автоматика

  Частота остаточного напряжения

  Частота остаточного напряжения изменяется почти по прямолинейному закону и по данным ОРГРЭС для двигателей собственных нужд агрегатов мощностью до 100 Мет уменьшается на 1% за время 0,1 сек, а для двигателей собственных нужд блоков мощностью 150— 200 Мет — за время 0,2 сек. Скорость вращения всех двигателей при групповом выбеге уменьшается пропорционально частоте затухающего напряжения, причем между двигателями циркулируют уравнительные токи, затухающие по мере снижения остаточного напряжения. Следует отметить, что величины уравнительных токов при групповом выбеге у некоторых двигателей достигают значений, сравнимых с токами, протекающими при само запуске. Например, у двигателей мощных дутьевых вентиляторов, обладающих значительными запасами кинетической энергии и являющихся при групповом выбеге асинхронными генераторами, циркулируют токи порядка 2—3/„. Протекание уравнительных токов способствует более быстрому рассеянию запасенной электромагнитной энергии двигателей.
  При длительности перерыва питания 1—2,5 сек для двигателей блочных станций по данным ОРГРЭС можно полагать среднюю скорость двигателей насосов при групповом выбеге на 15% выше скорости при индивидуальном выбеге, а средняя скорость двигателей вентиляторов при групповом выбеге оказывается на 5% ниже скорости при индивидуальном выбеге.
  После затухания остаточного напряжения синхронность выбега двигателей нарушается и далее они тормозятся в соответствии с их индивидуальными кривыми выбега.
  При коротком замыкании на шинах собственных нужд выбег всех приключенных к ним двигателей происходит независимо друг от друга. Каждый двигатель посылает к месту короткого замыкания переходный ток, создающий дополнительный тормозной момент на валу агрегата, в результате чего скорость агрегата уменьшается быстрее.
  Если механическая постоянная времени агрегата более 2 сек, у асинхронных двигателей дополнительное снижение скорости за счет генерируемых ими переходных токов, посылаемых к месту короткого замыкания, невелико и можно пользоваться кривыми выбега, снятыми при отключении двигателя от сети.
  Снижение остаточного напряжения при совместном выбеге асинхронных и синхронных двигателей происходит медленнее, особенно при наличии форсировки возбуждения на синхронных двигателях, поэтому общее время перерыва питания увеличивается на 0,17—1,2 сек. В тех случаях, когда синхронные двигатели установлены на мельницах, они являются потребителями энергии при групповом выбеге и резко увеличивают торможение остальных двигателей. Более благоприятно сказывается участие в само запуске синхронных двигателей, если они приводят во вращение насосы (например, на водонасосных циркуляционного водоснабжения, кал указано в СЛ. 102]). Однако во всех случаях следует учитывать возможность выпадения из синхронизма синхронных двигателей при снятии с них напряжения. Если электроснабжение восстанавливается за время менее 0,5 сек (по данным Л. С. Линдорф), то синхронный режим работы, как правило, не нарушается. Если же длительность перерыва питания превышает 0,5 сек, загруженные синхронные двигатели могут перейти в асинхронный режим и должны быть обеспечены условия для их ресинхронизации в после аварийном режиме. Возможность ресинхронизации синхронных двигателей определяется их параметрами, загрузкой, величиной рабочего угла 6 и скольжения в асинхронном режиме. Кроме того, в большинстве случаев благоприятное влияние на ресинхронизацию оказывает форсирование возбуждения.

  Большая Энциклопедия Нефти и Газа

  Групповой выбег

  В некоторых случаях относительно высокий уровень напряжения, но пониженной частоты, поддерживаемый отключенными синхронными двигателями, при выбеге вызывает ложную работу АЧР, поскольку фиксируется снижение частоты при напряжении, достаточном для работы реле частоты. Остаточное напряжение и магнитные потоки отдельных электродвигателей пои групповом выбеге затухают примерно с одинаковой скоростью. Электродвигатель, магнитный поток которого имеет тенденцию затухать с большей, чем средняя, скоростью, будет получать возбуждение от других электродвигателей. Далее выбег электродвигателей происходит независимо. [47]

  Снижение частоты вращения синхронного двигателя при выбеге идет по экспоненте. При выбеге группы синхронных двигателей без отключения возбуждения происходит групповой выбег , который можно представить как выбег одного эквивалентного двигателя. Выбег синхронного двигателя происходит взаимосвязанно, пока напряжение не снизится почти до нуля. [49]

  Из практических методов расчета самозапуска электродвигателей наиболее точным является графоаналитический метод последовательных интервалов. Расчеты по этому методу существенно упрощаются при наличии кривых группового выбега электродвигателей , снятых экспериментально. [50]

  При индивидуальном отключении каждого двигателя или при коротком замыкании на шинах питающего распределительного устройства каждый двигатель выбегает самостоятельно. При отключении группы электрически связанных между собой двигателей происходит их групповой выбег с некоторой усредненной скоростью, при этом менее загруженные двигатели работают в качестве генераторов, передавая запасенную ими кинетическую энергию более загруженным двигателям, работающим при групповом выбеге в двигательном режиме. Время выбега для первых — уменьшается, и для вторых — увеличивается по сравнению с индивидуальным выбегом. [51]

  При коротких замыканиях и отключениях выключателей в цепи питания узла нагрузки с асинхронными двигателями происходит групповой выбег АД , связанных друг с другом через общие шины РУ. [52]

  Переходный процесс самозапуска имеет два этапа. Первый этап — это исчезновение напряжения и в зависимости от числа присоединенных к секции двигателей индивидуальный или групповой выбег . [53]

  При отключении части сети все присоединенные к ней электродвигатели остаются электрически связанными и между ними возникают уравнительные токи. Двигатели с большей механической постоянной времени работают в режиме генератора, отдавая часть кинетической энергии электродвигателям с меньшей постоянной времени, которые работают в двигательном режиме ( потребителей энергии), поэтому частота вращения их при групповом выбеге снижается быстрее, чем при индивидуальном выбеге. Наоборот, частота вращения электродвигателей с меньшей механической постоянной времени, работающих в двигательном режиме, уменьшается медленнее, чем при индивидуальном выбеге, поскольку получают питание от двигателей с большей инерцией. Если в выбеге принимают участие агрегаты с синхронными электродвигателями, это вносит значительное изменение в характер выбега и затухания напряжения. Наличие возбуждения, особенно с устройствами его форсировки, значительно задерживает затухание напряжения на шинах подстанции, потерявших питание. Это может привести к увеличению времени срабатывания устройства АВР, имеющего пусковой орган по напряжению. [55]

  При индивидуальном отключении каждого двигателя или при коротком замыкании на шинах питающего распределительного устройства каждый двигатель выбегает самостоятельно. При отключении группы электрически связанных между собой двигателей происходит их групповой выбег с некоторой усредненной скоростью, при этом менее загруженные двигатели работают в качестве генераторов, передавая запасенную ими кинетическую энергию более загруженным двигателям, работающим при групповом выбеге в двигательном режиме. Время выбега для первых — уменьшается, и для вторых — увеличивается по сравнению с индивидуальным выбегом. [56]

  Особенностью самозапуска на НПС является участие в нем группы электродвигателей. После исчезновения напряжения или глубокой его посадки на НПС осуществляется групповой выбег находившихся в работе насосных агрегатов. Режим группового выбега агрегатов оказывает основное влияние на формирование волн возмущения давления в трубопроводе. В зависимости от длительности перерыва электроснабжения самозапуск может быть успешным или неуспешным. При успешном самозапуске технологический процесс не нарушается. Неуспешным считается самозапуск, если даже насосный агрегат запустится и выйдет в режим, но возникшее возмущение давления, распространяясь по линейной части, приведет к остановке агрегатов по срабатыванию технологических защит. В результате поочередная остановка насосных агрегатов на всех НПС приводит к остановке всего нефтепровода. [58]

  Особенностью самозапуска на НПС является участие в нем группы электродвигателей. После исчезновения напряжения или глубокой его посадки на НПС осуществляется групповой выбег находившихся в работе насосных агрегатов. Режим группового выбега агрегатов оказывает основное влияние на формирование волн возмущения давления в трубопроводе. В зависимости от длительности перерыва электроснабжения самозапуск может быть успешным или неуспешным. При успешном самозапуске технологический процесс не нарушается. Неуспешным считается самозапуск, если даже насосный агрегат запустится и выйдет в режим, но возникшее возмущение давления, распространяясь по линейной части, приведет к остановке агрегатов по срабатыванию технологических защит. В результате поочередная остановка насосных агрегатов на всех НПС приводит к остановке всего нефтепровода. [59]

  Существенное влияние на процесс самозапуска оказывают подключенные к сборным шинам синхронные электродвигатели. Благодаря системе возбуждения они во время группового выбега генерируют реактивную мощность, обеспечивая более медленное снижение остаточного напряжения на сборных шинах установки, особенно при применении фореировки возбуждения. Поскольку устройства автоматического включения резервного питания ( АВР) часто приводятся в действие от защиты минимального напряжения, то из-за замедленного снижения напряжения происходит задержка в подаче питания от резервного источника и как следствие — существенное уменьшение частоты вращения электродвигателей за время перерыва питания. Степень влияния синхронных электродвигателей на изменение частоты вращения других электродвигателей во время группового выбега зависит от их нагрузки и механических характеристик машин-орудий. Если синхронные двигатели приводят во вращение рабочие машины, обладающие независимой от частоты вращения механической характеристикой и имеющие большой момент сопротивления ( на тепловых электростанциях, сжигающих уголь в пылевидном состоянии, такими машинами являются шаровые мельницы), то во время группового выбега они потребляют активную энергию, поэтому заметно увеличивают торможение остальных электродвигателей. [60]

  Расчет выбега электродвигателей

  Индивидуальный выбег при наличии близкого КЗ, что имеет место для расчетного случая, происходит по более крутой характеристике, чем при свободном выбеге так как двига­тель переходит в генераторный режим. В асинхронном двигателе, вследствие быстрого затухания эдс, тормозной момент практически не вызывает дополнительного торможения и в расчетах, как правило, не учитываются.

  Таким образом, расчет индивидуального выбега без учета электромагнитных переходных процессов связан с решением дифференциаль­ного уравнения движения, которое может быть записано в виде:

  ; (4.4)

  или . (4.5)

  Ввиду гладкости функции для решения уравнения (4.14) могут быть использованы простые методы численного интегрирования дифференциальных уравнений, например, метод Эйлера [5]. Конечной целью расчета выбега является построение кривых выбега и нахождение скорости элек­тродвигателей к моменту восстановления питания.

  При можно получить кривую выбега в виде:

  , (4.6)

  где — начальная частота вращения.

  Практически, если время перерыва питания или КЗ меньше в пять и более раз, можно пользоваться формулой (4.6) независимо от харак­тера момента сопротивления механизма.

  При численном решении методом Эйлера алгоритм решения строится на последовательности временных интервалов . Так при решении урав­нения (4.5) находится приращение скольжения на каждом ин­тервале:

  , (4.7)

  где находится по формуле (3.13) и скольжение в начале следующего интервала находится как:

  . (4.8)

  Алгоритм расчета индивидуального выбега представлен в примере 3.

  При групповом выбеге расчет зависимости частоты вращения от времени без учета электромагнитных переходных процессов может быть получен эквивалентированием двигательной нагрузки, основанной на двух допу­щениях:

  – алгебраическая сумма мощностей, перераспределяемых между отдельны­ми двигателями при их групповом выбеге равна нулю;

  – скорость изменения частоты вращения всех двигателей одинакова.

  С учетом этих допущений синхронная частота вращения на секции в процессе выбега определяется как средневзвешенная скорость [1]:

  , (4.9)

  где — частота вращения i-го двигателя в момент времени t при индивидуальном выбеге; n — число двигателей, участвующих в групповом выбеге.

  Использование формулы (4.9) предполагает расчет индивидуального выбега по изложенным ранее алгоритмам и последующее эквивалентирование их для заданного времени перерыва электроснабжения или работы на удаленное КЗ. Рассмотрение группового выбега при работе на КЗ имеет смысл только при достаточно большом внешнем сопротивлении. При КЗ на питающей секции шин точка КЗ разделяет двигатели, и выбег стано­вится индивидуальным.

  Погрешность расчета по выражению (4.9) возрастает с увеличением разброса постоянных инерции .

  В том случае, когда выбегают электродвигатели с одинаковым харак­тером механических характеристик, можно свести задачу к решению одного уравнения движения с эквивалентной постоянной инерции:

  . (4.10)

  Решение уравнения движения проводится при этом для характерного двигателя группы.

  Следует отметить приближенность рассмотренных, алгоритмов группово­го выбега. Более точно можно решить эту задачу лишь с учетом электро­магнитных переходных процессов, где вопросы обмета энергией решаются автоматически.

  Науковий вісник НГУ

  • 
  • 
  • 
  • Skip to content

  Механический аналог синхронного двигателя

  Рейтинг: / 0
  Подробности Категория: Геотехническая и горная механика, машиностроение Обновлено 18 Февраль 2013 Опубликовано 16 Ноябрь 2012 Просмотров: 5095

  Авторы:

  Б.В. Виноградов, доктор технических наук, профессор, Государственное высшее учебное заведение „Украинский государственный химико-технологический университет“, заведующий кафедрой теоретической механики и сопротивления материалов, г. Днепропетровск, Украина

  Д.А. Федин, кандидат технических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение „Украинский государственный химико-технологический университет“, доцент кафедры теоретической механики и сопротивления материалов, г. Днепропетровск, Украина

  Реферат:

  Статья посвящена теоретическому исследованию динамики синхронных двигателей барабанных мельниц. Целью работы является исследование упругой характеристики синхронных двигателей, обоснование их математической модели и составление расчетных зависимостей для определения электромагнитной жесткости. В работе представлена эквивалентная схема синхронного двигателя как осциллятора колебаний. Показано, что важнейшим параметром механической системы привода является электромагнитная жесткость синхронного двигателя. Показано, что электромагнитные характеристики синхронных двигателей существенно зависят от переходных процессов в электромагнитной системе привода. Приведена методика расчета коэффициента жесткости синхронного двигателя. Коэффициент жесткости определяется на основании исследования параметров колебаний электромагнитного момента под действием скачкообразного изменения момента сопротивления. Установлено, что в рабочем диапазоне нагрузок упругую характеристику синхронных двигателей можно аппроксимировать линейной зависимостью, характеризующейся постоянным коэффициентом жесткости. Проведены численные исследования динамики ряда синхронных двигателей. Исходные данные для расчетов получены на основании данных клиентских формуляров соответствующих двигателей. Расчеты производились путем интегрирования уравнений Парка-Горева. Представлены результаты расчета частоты собственных колебаний, коэффициента электромагнитной жесткости и коэффициента диссипации энергии колебаний соответствующих двигателей. Получены зависимости, позволяющие определить электромагнитную жесткость синхронных двигателей вблизи номинальных режимов работы в зависимости от мощности двигателя и частоты вращения ротора. Показано, что в первом приближении электромагнитная жесткость прямо пропорциональна мощности двигателя и обратно пропорциональна кубу частоты вращения. Получены также расчетные зависимости для определения угла выбега ротора и частоты собственных колебаний синхронного двигателя.

  Список литературы / References

  1. Виноградов Б.В. Динаміка барабанних млинів: монографія / Виноградов Б.В. — Дніпропетровськ: УДХТУ, 2004. – 127 с.

  Читать еще:  Двигатель 2uz тех характеристики