Синхронные двигатели

Основное назначение синхронных двигателей - выполнение механической работы, следовательно, он является потребителем активной мощности. При перевозбуждении СД его Э.Д.С больше напряжения сети, в результате чего вектор тока статора опережает вектор напряжения, т.е. имеет емкостной характер, а СД выдает реактивную мощность. Наибольший верхний предел возбуждения СД определяется допустимой температурой обмотки ротора с выдержкой времени, достаточной для форсировки возбуждения при кратковременных снижениях напряжения.

При недовозбуждении СД является потребителем реактивной мощности.

Изменение тока возбуждения позволяет плавно регулировать генерируемую СД реактивную мощность. Затраты на генерацию двигателями реактивной мощности определяются в основном стоимостью связанных с этим потерь активной мощности в самом двигателе. Основным критерием для выбора рационального режима возбуждения СД являются дополнительные потери активной мощности на генерацию реактивной мощности. Потери активной мощности в СД зависят от генерируемой ими реактивной мощности, причем, чем меньше номинальная мощность СД и его частота вращения, тем больше эти потери.

,

где D₁ и D₂ – расчетные коэффициенты, зависящие от параметров двигателя, кВт; Q_сд – реактивная мощность, выдаваемая СД; Q_ном – номинальная мощность СД;

и – удельные потери мощности, ; .

Значения коэффициентов к.п.д. (), D₁ и D₂ приведены в таблице 8.1.

Для быстроходных СД удельный расход активной мощности составляет около 10 Вт/квар; для СД с частотой вращения 300÷500 об/мин – около 20÷30 Вт/квар; для СД с частотой вращения 50÷100 об/мин - около 60÷85 Вт/квар. Следовательно, маломощные двигатели с малой частотой вращения неэкономичны в качестве источников реактивной мощности (ИРМ). В качестве ИРМ обычно используют СД на номинальное напряжение 6(10) кВ, недогруженные по активной мощности.

Таблица 8.1 – Коэффициенты потерь в синхронных двигателях

Номинальное напряжение, кВ	Частота вращения, с^-1	Номинальная мощность	, %	D1	D2
активная, кВт	реактивная, квар
	16,67     8,33			96,17 96,33 96,52 96,96 97,57 95,37 96,06 96,43 92,66 94,89 95,95	2,02 2,59 3,0 4,89 7,9 5,09 8,06 14,1 3,88 6,61 9,22	3,25 3,95 4,49 6,72 11,4 3,99 7,53 11,8 2,97 5,88 8,29
	16,67     8,33			96,53 95,58 95,79 96,48 97,19 94,45 95,73 96,43 92,86 94,76 95,67	2,07 2,47 3,21 4,8 8,34 6,77 8,39 10,6 9,08 10,0 16,4	3,44 4,46 3,03 7,56 12,6 6,98 7,56 11,6 8,53 9,36 15,4

Значения реактивной мощности, которые можно получить от СД, зависят от его загрузки активной мощностью, относительного напряжения на зажимах двигателя и технических данных двигателя.

Максимальная реактивная мощность, генерируемая СД:

,

где к _з.QСД – коэффициент наибольшей допустимой нагрузки СД по реактивной мощности, зависящий от типа двигателя, относительного напряжения и коэффициента загрузки по активной мощности; Р_ном – номинальная активная мощность двигателя; η_СД – коэффициент полезного действия.

Значения коэффициента к_{з .QСД} для различных СД приведены в таблице 4.7 (п. 4.5.8)

Достоинства СД:

· отдают реактивную мощность в сеть на месте установки, имея полезную нагрузку на валу;

· допускают форсировку возбуждения и широкие пределы регулирования отдаваемой реактивной мощности;

· меньше зависят от колебаний напряжения, чем конденсаторы (М_вр = U);

· повышают устойчивость системы;

· стоимость СД не входит в формулу затрат на генерацию ими реактивной мощности.

Недостатки СД:

· относительно высокие удельные потери активной мощности (9¸54 кВт/Мвар).

Дата добавления: 2014-01-04