Системы синхронного вращения с синхронными вспомогательными электродвигателями

Система синхронного вращения со вспомогательными синхронными машинами

Система синхронного вращения со вспомогательными синхронными машинами представлена на рисунке ниже:

В качестве главных приводных электрических машин могут использоваться электродвигатели как переменного, так и постоянного тока. Между собой соединяют обмотки статоров вспомогательных синхронных машин.

При наличии равных статических моментов и строго одинаковых механических характеристиках главных приводных электродвигателей обе оси будут вращаться с одинаковой скоростью, и роторы синхронных машин будут занимать синфазное положение. Отсюда следует, что ЭДС статоров машин СМ1 и СМ2 будут сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол 180 0 и одинаковы по величине. При этом в цепи статора тока не будет.

Любое нарушение режима работы системы из – за изменения статических моментов повлечет за собой взаимное смещение роторов главных и вспомогательных электродвигателей. При этом в цепи статоров последних появится некоторая результирующая ЭДС Еу, которая в свою очередь обусловит возникновение уравнительного тока. Допустим, что возрос момент на оси 1. Тогда ротор вспомогательной машины СМ1 сместится относительно ротора СМ2 на некоторый угол θ в сторону отставания. Соответственно ЭДС статоров вспомогательных машин разойдутся на угол π + θ, как это показано на векторной диаграмме ниже:

Каждый электрик должен знать:  Посоветуйте мультиметр электрику новичку

Так как сопротивление статорной цепи в основном носит индуктивный характер, то уравнительный ток будет отставать от вызвавшей его ЭДС почти на 90 0 . Относительно вектора ЭДС синхронной машины СМ1 вектор уравнительного тока повернут на угол, близкий к 180 0 (φ1 > 90 0 ). Следовательно, эта машина окажется в двигательном режиме и будет помогать приводному электродвигателю ПД1 преодолевать повышенный статический момент. Напротив векторы уравнительного тока и ЭДС второго вспомогательного электродвигателя СМ2 почти совпадают (φ2 0 ), что соответствует работе машины СМ2 в генераторном режиме.

Каждый электрик должен знать:  Схема подключения электричества к сараю

Таким образом, вспомогательные машины за счет возникающих при рассогласовании роторов уравнительных токов и соответствующих им уравнительных моментов будут удерживать систему в режиме синхронного вращения. Уравнительные моменты, если пренебречь потерями в меди обмоток статоров, должны быть равны полуразности статических моментов. Именно поэтому мощность уравнительных машин должна выбираться в соответствии с ожидаемым различием статических моментов на осях механизма.

С ростом разности статических моментов возрастает угол рассогласования. Предельно возможный угол рассогласования, при котором система уже выпадет из режима синхронного вращения, естественно составляет 90 0 . Однако, для того, чтобы система синхронного вращения обладала некоторой перегрузочной способностью и ее работа была достаточно надежной, не следует превосходить θ = 15 – 30.

Система синхронного вращения может охватывать не только две, а значительно большее число осей. При наличии различных статических моментов на этих осях одна часть синхронных машин будет работать в генераторном режиме, а другая в двигательном режиме.

Каждый электрик должен знать:  Количество аккумуляторов для питания 10-ти холодильников

Серьезным недостатком системы синхронного вращения со вспомогательными синхронными машинами является снижение синхронизирующих моментов с уменьшением скорости. Так как ЭДС синхронных машин пропорциональна скорости, то уравнительные токи и соответствующие им синхронизирующие моменты при малых скоростях могут оказаться недостаточными для удержания системы в синхронном режиме. В положении покоя синхронизирующие моменты вообще равны нулю. Поэтому в начальной стадии пуска, когда неравенство статических моментов наиболее вероятно, система оказывается неработоспособной, и возможно смещение осей механизма на большие углы.

К недостаткам такой системы также стоит отнести высокую стоимость синхронных машин и необходимость иметь источник постоянного тока для их возбуждения.

Добавить комментарий