Система синхронного вращения с основными машинами

(система рабочего электрического вала)

При небольшой ожидаемой разности нагрузок на валах приводных двигателей синхронизацию их вращения можно обеспечить за счет самих приводных двигателей, если их включить по схеме, изображенной на рисунке. Для обеспечения необходимой величины уравнительной ЭДС Е¢_у в цепь роторов должно быть включено активное сопротивление, обеспечивающее скольже­ние двигателей не менее (30–40)%. При меньшем значении сопротивления и, соответственно, скольжения, ЭДС Е¢_у, уравнительный ток и синхронизирующий момент будут весьма малыми. Число машин, включенных в систему синхронного вращения, может быть любым. При одинаковой нагрузке на валах приводных двигателей они вращаются синхронно (предполагается, что двигатели одинаковые и их характеристики идентичны). Ток каждого ротора замыкается через реостат, в котором будет протекать сумма роторных токов всех двигателей, включенных в систему синхронного вращения. При разной нагрузке приводных двигателей возникнет рассогласование и в цепи роторов потечет уравнительный ток, не заходящий в реостат. В соответствии с этим момент, развиваемый каждым двигателем, можно рассматривать как сумму основного и уравнительного моментов. В данной системе роторы двигателей всегда вращаются «по полю». Соотношение моментов можно получить с помощью векторной диаграммы. Если нагрузка на валу первого двигателя больше, чем на валу второго, то ротор первого двигателя будет отставать от ротора второго на угол q, а ЭДС его ротора Е¢₂₍₁₎ -опережать Е¢₂₍₂₎ на угол p+q (см. диаграмму). Токи роторов двигателей отстают от соответствующих ЭДС на углы y₁ и y₂. При определении тока в реостате ЭДС Е¢₂₍₁₎ и Е¢₂₍₂₎ как и при параллельной работе синхронных генераторов, необходимо рассматривать сдвинутыми по фазе относительно друг друга не на p+q, а на q. Соответственно, ток I¢_р находится как сумма векторов I¢₂₍₁₎ и - I¢₂₍₂₎.

На основе положений, рассмотренных для случая системы с вспомогательными асинхронными машинами, можно получить следующие уравнения моментов для рассматриваемой системы с общим реостатом, в которых

При q=0 получим обычное уравнение искусственной механической характеристики асинхронного двигателя

.

Построив график зависимости для различных значений отношения , можно найти необходимое значение сопротивления r_р, обеспечивающее нормальную ра­боту системы синхронного вращения при заданных нагрузках на валах приводных двигате­лей. Для этого при заданных М₁ и М₂ по оси координат откладываются значения и , и проводятся горизонтали. Кривые, соответст­вую­щие искомому сопротивлению должны пересекаться с этими гори­зонталями при одном и том же угле q, который не должен превышать 20–25°. Например, если они пересекаются с кривыми, соответствующими

, то r_р=r₂·2.

Положительным качеством системы является то, что машины работают синхронно при пуске и торможении. Возможно также в небольшом диапазоне регулирование скорости при постоянном моменте нагрузки. Недостатками системы являются большие потери энергии в общем реостате, склонность к качаниям, неустойчивость работы при малых скольжениях.

Потерь, имеющих место в общем реостате, можно избежать, включая вместо него в роторную цепь преобразователь частоты. Если это НПЧ, можно обеспечить синхронное вращение приводных двигателей с неизменной скоростью независимо от величины нагрузки на валах (в пределах перегрузочной способности двигателей) как при w<w₀, так и при w>0.

Отметим, что системы синхронного вращения перед включением требуют предварительной синхронизации, т.к. при отключении установки роторы машин, как правило, не останавливаются в согласованном положении, а смещаются относительно друг друга на некоторый угол. Поэтому, перед включением в работу, статоры уравнительных машин в системах с вспомогательными асинхронными машинами и статоры приводных двигателей систем с общим реостатом предварительно включаются по однофазной схеме, что позволяет установить машины в согласованное положение.

Дата добавления: 2014-01-11