Асинхронного электродвигателя

( 14.4), называют зонами асинхронного самовозбуждения. В этом случае частота вращения магнитного поля статора отличается от частоты вращения ротора. Самовозбуждение в этих зонах возможно лишь при замкнутой обмотке возбуждения. Построить зоны асинхронного самовозбуждения можно с помощью любых критериев устойчивости, в том числе и критерия Рауса [6, 14, 52]. Из 14.4 видно, что асинхронное самовозбуждение возникает в случае изменения емкостного сопротивления внешней сети от О до xq при малых значениях г4.

Зона // асинхронного самовозбуждения, найденная по (14.36), ограничивается дугой эллипса. Если постоянная Тм (14.30) достаточно велика (Tdo > 4с), то можно принять, что зона // ограничивается половиной окружности. Радиус этой окружности равен (XQ — x'd)/2, а центр расположен на оси хс на расстоянии (xq -\-4- x'd)/2 от начала координат. Максимальное значение активного сопротивления цепи статора, при котором еще возможно асинхронное самовозбуждение,

При малых значениях постоянной времени обмотки возбуждения зону асинхронного самовозбуждения необходимо находить по точному критерию А4 = 0. В случае синхронного самовозбуждения колебания тока и напряжения статора нарастают медленно, поэтому они поддаются управлению автоматическими регуляторами возбуждения. Асинхронное самовозбуждение наиболее опасно для электрических систем, так как колебания обычно нарастают в течение нескольких периодов до максимального значения, а существующие автоматические регуляторы возбуждения не в состоянии подавить этот быстро развивающийся процесс.

синхронное, при xd
отдаваемым машиной в сеть, или, что то же самое, индуктивным током, потребляемым машиной из сети. При самовозбуждении ротор синхронной машины моясет вращаться синхронно с магнитным полем статора (синхронное самовозбуждение) или асинхронно с ним (асинхронное самовозбуждение). Для выяснения условий

Асинхронное самовозбуждение синхронной машины того же вида, как и в асинхронных машинах (см. § 29-2), происходит в случае, когда емкость настолько велика, что хс < x'd (зона /// на 36-10). Этот вид самовозбуждения возможен только при наличии на роторе замкнутых обмоток или контуров тока, в которых при асинхронном вращении ротора относительно поля якоря индуктируются токи. Если при этом ротор в электрическом отношении симметричен (*?« **), то амплитуда тока якоря в установившемся режиме будет постоянной ( 36-9, в), а при x"d 4^= х" или x'd =? х'у (явнополюсная машина без успокоительной обмотки) ток якоря пульсирует ( 36-9, г).

Магнитное поле в синхронной машине при этом создается емкостным током /, отдаваемым машиной в сеть, или, что то же самое, индуктивным током, потребляемым машиной из сети. При самовозбуждении ротор .синхронной машины может вращаться синхронно с магнитным полем статора (синхронное самовозбуждение) или асинхронно с ним (асинхронное самовозбуждение). Для выяснения условий

Асинхронное самовозбуждение синхронной машины того же вида, как и в асинхронных машинах (см. §29-2}, происходит в случае, когда емкость настолько велика, что хс < x'd (зона /// на 36-10). Этот вид самовозбуждения возможен только при наличии на роторе замкнутых обмоток или контуров тока, в которых при асинхронном вращении ротора относительно поля якоря индуктируются токи. Если при этом ротор в электрическом отношении симметричен {*?«•*?), то амплитуда тока якоря в установившемся режиме будет постоянной ( 36-9, в), а при x"d ф х" или x'd =/= х' (явнополюсная машина без успокоительной обмотки) ток якоря пульсирует ( 36-9, г).

В действительности нарастание тока будет ограничено насыщением магнитных цепей генераторов и трансформаторов. Кроме того, при анализе характера самовозбуждения необходимо было бы учесть особенности переходного электромагнитного процесса при разных соотношениях xd, xq, x'd. Эти особенности приведут, в частности, к тому, что в зоне / ток будет нарастать монотонно (синхронное самовозбуждение), а в зоне // это нарастание будет сопровождаться биениями (асинхронное самовозбуждение). На 8.20, б, в показан примерный характер процесса в зонах lull (см. подробно [17]).

Большая величина ем костной последовательной компенсации реакшвного сопротивления цепи стягора (при любой нагрузке) или подключение к линии ненагруженных генераторов (режим холостого хода). В случаях а и б при xq < хс < xd синхронное , при xd < хс < xq асинхронное самовозбуждение

Самовозбуждение синхронной машины, работающей на емкостную нагрузку, — это вид электромагнитной неустойчивости, при появлении которой в значительной степени или полностью теряется возможность управления установившимся режимом. При этом в отдельных точках ЭЭС самопроизвольно могут устанавливаться значения напряжения, опасные для изоляции оборудования. Нарастание тока возбуждения в процессе самовозбуждения может быть либо апериодическим (синхронное самовозбуждение явнополюсной машины — зона /, 45.33), либо колебательным (асинхронное самовозбуждение — зоны // и ///, 45.33). Частота тока и напряжения при самовозбуждении соответствует частоте собственных колебаний в электрическом контуре, образованном внешней сетью с входным емкостным сопротивлением и электрической машиной. Амплитуда собственных колебаний ограничивается насыщением стали машин и трансформаторов.

На 9.2 представлен вариант схемы управления и защиты асинхронного электродвигателя на 6 кВ привода компрессора с силовым выключателем 6 кВ, снабженным пружинным приводом ПП-Gl. В схеме используется оперативный переменный ток.

Изменение частоты вращения рабочего колеса насоса может обеспечить широкий диапазон регулирования 4 с меньшими потерями энергии, чем при регулировании задвижкой на выходе. Но при этом требуется регулируемый электропривод. При использовании асинхронного электродвигателя с изменением его скорости за счет включения реостата в цепь ротора существенно велики потери в реостате, снижающие общий КПД установки. Применение регулируемого привода постоянного тока с точки зрения потерь энергии более экономично, но требует преобразовательной установки для выпрямления переменного тока, получаемого от промысловых сетей.

В периоды пуска и остановки агрегата масло подается в эти маслопроводы пусковым масляным насосом, приводимым в действие от асинхронного электродвигателя. Для поддержания необходимого давления в маслопроводе при остановке агрегата из-за исчезновения напряжения в питающей системе переменного тока или из-за внезапного падения давления масла в системе предусматривается резервный масляный насос с приводом от электродвигателя постоянного тока, питаемого от аккуму-

Работа асинхронных двигателей с нагрузкой, близкой к номинальной и замена малозагруженных электродвигателей двигателями меньшей мощности. В первую очередь следует стремиться к увеличению загрузки асинхронных электродвигателей более полным использованием производственных механизмов совершенствованием технологического процесса, улучшающих энергетический режим оборудования и повышающих коэффициент мощности. Замена малозагруженного асинхронного электродвигателя двигателем меньшей мощности должна быть рентабельной, т. е. должна сопровождаться уменьшением суммарных потерь активной мощности в двигателе и сетях. Поэтому для решения вопроса об его замене необходимо сделать расчет рентабельности такой замены.

Маслонапорные установки питают гидравлическую систему регулирования маслом под давлением до 15 кгс/см2. Масло-напорная установка состоит из шестеренного маслонасоса и асинхронного электродвигателя, смонтированных на общей плате, которая установлена на крышке масляного бака. Промышленность выпускает маслонапорные установки производительностью 18, 35, 50 и 125 л/мин, рассчитанные соответственно на одновременное питание от одного-двух до пятнадцати струйных регуляторов.

Схема реализована в комплектном устройстве ШДГ-6704, которое предназначено для пуска и регулирования скорости асинхронного электродвигателя АКСБ, мощностью 630, 800 и 1000 кВт для привода буровых насосов.

Работа асинхронного электродвигателя наиболее экономична в режиме номинальной мощности и напряжения. При перегрузках его к.п.д. уменьшается вследствие увеличения электрических потерь (в меди обмоток), пропорциональных квадрату тока нагрузки. При недостаточной загрузке электродвигателя его к.п.д. уменьшается, так как потери в стали (потери холостого хода) остаются постоянными. Систематическая перегрузка электродвигателя также влечет повышенные потери; такой электродвигатель необходимо заменить на электродвигатель, соответствующий фактической нагрузке. Недогруженный электродвигатель целесообразно заменять только в том случае, если его нагрузка составляет менее 40—45% его номинальной мощности.

Для расчета загрузки приводного асинхронного электродвигателя в режиме подъема можно рекомендовать типовой график нагрузки ( 18), исключив операции 6 и 7 как нерациональные. Для буровых установок, оснащенных пневмо- или электро-

Электропривод от асинхронных электродвигателей. Согласно упрощенной схеме замещения для асинхронного электродвигателя .справедливы следующие соотношения [29]:

По типовому графику нагрузки электродвигателя привода буровой лебедки нагрев обусловлен разгоном инструмента и подъемной системы; статической нагрузкой в период установившегося движения; вспомогательными операциями и торможением (при использовании противовключения). В процессе установившегося движения, занимающем основную долю машинного времени, а также при вспомогательных операциях момент нагрузки близок к номинальному. Противовключение практически не применяется. При разгоне асинхронного электродвигателя с фазным ротором пропорциональность тока моменту нарушается, причем пусковой ток в 2,5—3,5 раза превышает усташ> вившееся значение.

При анализе работы электропривода лебедки от асинхронного электродвигателя с контакторным переключением сопротивлений и дросселей в цепи ротора можно допустить, что элек-