Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Степень влияния каждого из этих факторов зависит от конкретных условий пуска и параметров двигателя и трансформатора (частота пусков, пуск под нагрузкой или без нее, работал ли трансформатор с нагрузкой до пуска двигателя, питается ли от трансформатора осветительная нагрузка, кратность пускового тока КПД и cos ср двигателя, напряжение короткого замыкания трансформатора).
Расчеты показывают, что мощность асинхронного коротко-замкнутого двигателя, пускаемого под нагрузкой от полного напряжения сети, не должны превышать 20—30% от мощности трансформатора, если от него питается только силовая нагрузка. Если же от трансформатора питается и осветительная нагрузка, то мощность запускаемого двигателя не должна превышать 5—10% от мощности трансформатора.
Пуск переключением обмотки статора двигателя со звезды на треугольник может быть применен в случаях, когда выведены все шесть концов обмотки статора и двигатель нормально работает с соединением обмотки статора в треугольник. При пуске обмотка статора включается в звезду, а при достижении нормальной частоты вращения переключается в треугольник. Этот способ ранее широко применялся при пуске двигателей напряжением до 1 ООО В, однако с увеличением мощности сетей потерял свое прежнее значение.
Если асинхронный двигатель питается от автономного источника переменного тока (генератора либо преобразователя частоты), применяют пуск плавным подъемом частоты или напряжения. При этих способах пуска по мерс разгона двигателя увеличивают частоту тока, а напряжение регулируют так, чтобы пусковой ток оставался неизменным. Подобный способ пуска перспективен для погружных электродвигателей центрові
бежных насосов, питаемых от тиристорных преобразователей частоты.
Рассмотрим влияние снижения напряжения на пуск асинхронного двигателя. Пониженное напряжение U, при котором еще обеспечивается необходимый пусковой момент, будет определяться из выражения
-^)2 Mn = Mn. з, (3.49)
U н /
где Mn — пусковой момент при номинальном напряжении; Mn. э — пусковой момент, необходимый для обеспечения пуска электропривода. Следовательно,
U = Un^ . (3.50)
Из последней формулы следует, что необходимо обеспечить напряжение (/^0,85 U„, если нужно пустить двигатель, имеющий Мп/Мн=1,4, под нагрузкой МС = МН.
Рассмотрим влияние снижения напряжения на продолжительность пуска. Время разгона от S=I до S = O при постоянном избыточном моменте приближенно определяется следующим выражением:
K«= .... . (3-51)
а время разгона при любом напряжении
Ua = , „ Т:Мн-. (3.52)
Un)
где Тм — электромеханическая постоянная времени электропривода; Mn — номинальный момент двигателя.
Время разгона при любом напряжении в долях времени разгона при полном напряжении:
т =-^i- =_м"-м<_. (3.53)
' и \2
Un )
Из формулы (3.53) следует, что время разгона при понижении напряжения значительно возрастает. Так, рассматривая
пуск двигателя с Mn)Mn = 1,4 иM0 = Mn, получим, что при =
V UH J
= 0,9 т = 3,08. Таким образом, снижение напряжения при пуске на 10% приведет в неблагоприятном случае к увеличению времени разгона в 3 раза. При пуске двигателя вхолостую (М,=0),
152
т —-, т. е. относительное время разгона обратно про-
порциопальпо квадрату напряжения.
Синхронный двигатель. Для сихронных двигателей могут быть использованы следующие способы пуска: без нагрузки с помощью разгонного двигателя; частотный пуск, применяемый в специальных установках при питании обмотки статора синхронного двигателя от источника электроэнергии с плавно регулируемой частотой в диапазоне от нуля до номинального значения; асинхронный пуск под нагрузкой, аналогичный пуску короткозамкнутого асинхронного а ~ двигателя. 9 9
В настоящее время | | для синхронных двига- \ \ \J телей наиболее часто применяется асинхронный пуск, осуществляемый включением статор-ной обмотки в питающую сеть при номинальном или пониженном напряжении на зажимах двигателя (рис. 3.12, а).
Если обмотку статора двигателя присоединить к сети трехфазного тока,
а его обмотку возбуждения при этом питать постоянным током, ротор не будет вращаться, так как при неподвижном роторе усилие, возникающее в результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора, будет изменять свое направление с частотой 100 Гц. :
Если же довести ротор синхронного двигателя до частоты вращения, близкой к синхронной (подсинхронная), то частота изменения знака вращающего момента, определяемая величиной скольжения ротора относительно вращающегося поля статора, будет мала п ротор двигателя может разогнаться до синхронной частоты вращения (втянуться в синхронизм).
Для разгона синхронного двигателя до подсинхронной частоты вращения служит пусковая обмотка, аналогичная обмотке ротора асинхронного короткозамкнутого двигателя, образованная стержнями, заложенными в полюса ротора.
При включении обмотки статора синхронного двигателя в сеть его обмотка возбуждения действует как вторичная обмотка трансформатора, первичной обмоткой которого является обмотка статора. Вследствие того, что обмотка возбуждения имеет много витков, индуктируемое в ней напряжение может оказаться опасным как для изоляции, так и для обслуживаю-
