Двигателя синхронные

Продолжительным режимом (S1) работы двигателя считается такой режим, при котором период работы настолько велик, что температура двигателя при неизменной температуре окружающей среды достигает своего установившегося значения, определяемого нагрузкой ( 4.3, а). В продолжительном режиме работают приводные двигатели центробежных насосов и .нагнетателей, буровых насосов, станков-качалок и пр. При продолжительном режиме работы нагрузка двигателя может быть либо неизменной, либо переменной. В последнем случае время работы двигателя на отдельных участках нагрузочной диаграммы должно быть значительно меньше постоянной времени нагревания двигателя.

Продолжительным режимом (S1) работы двигателя считается такой режим, при котором период работы настолько велик, что температура двигателя при неизменной температуре окружающей среды достигает своего установившегося значения, определяемого нагрузкой ( 1.5, а). В продолжительном режиме работают приводные двигатели буровых насосов, гидроциклонов и вибросит. При продолжительном режиме работы нагрузка двигателя может быть либо неизменной, либо переменной. В последнем случае время работы двигателя на отдельных участках нагрузочной диаграммы должны

Продолжительность цикла 1ц = tp + to для повторно - кратковременного режима не должна превышать 10 минут. Значения П3,%. стандартизированы и составляют 15, 25, 40 и 60 %. Если время цикла превышает 10 мин, режим работы двигателя считается продолжительным.

Продолжительным режимом (S 1) работы двигателя считается такой режим, при котором период работы так велик, что при неизменной нагрузке и температуре окружающей среды температура двигателя достигает своего установившегося значения. В таком режиме работают центробежные насосы, компрессоры, вентиляторы. Мощность двигателя выбирают по графику нагрузки.

Таким образом, эквивалентный ток равен среднеквадратичному значению действительных токов двигателя. Считается, что выбранный двигатель удовлетворяет данному электроприводу по условию нагрева, если /э^/н (/н — номинальный ток выбранного двигателя).

Момент вращения, получаемый на валу двигателя, меньше момента М, развиваемого двигателем, из-за потерь на трение при вращении ротора и некоторых добавочных потерь, которые здесь не рассматриваются. Однако все эти потери невелики, и в дальнейшем момент на валу двигателя считается равным моменту, развиваемому двигателем.

Нормальным режимом работы синхронного двигателя считается перевозбужденное состояние, при котором cos
вращении ротора и некоторых добавочных потерь, которые здесь не рассматриваются. Однако все эти ( потери невелики, и в дальнейшем момент на валу двигателя считается равным моменту-, развиваемому двигателем.

Под режимом холостого хода понимается такой режим, при котором через источник или приемник не протекает ток. При этом источник не отдает энергию во внешнюю цепь, а приемник не потребляет ее. Режимом холостого хода двигателя считается режим, возникающий при работе двигателя без механической нагрузки на валу.

и наличием больших токов в обмотках, вследствие чего двигатель быстро перегревается и выходит из строя. Поэтому нормальной устойчивой областью работы двигателя считается участок механи-

График работы электрического двигателя, соответствующий этому режиму работы, показан на 2.1, из которого видно, что мощность на валу двигателя Р не изменяется в течение всего времени его работы ( 2.1, а). Установившейся температурой отдельных частей двигателя считается температура, изменение которой в течение 1 ч не превышает+1 °С ( 2.1,6).

где Рв = Uele = /в/?в — мощность цепи возбуждения, подведенная к ротору синхронного двигателя. Синхронные электродвигатели сохраняют неизменной частоту вращения и0 при изменении нагрузки на валу и позволяют улучшать cos ф потребителей электроэнергии. (Эни более устойчивы к колебаниям напряжения питающей сети, чем асинхронные, так как момент, развиваемый этими двигателями, пропорционален питающему напряжению U в первой степени, в то время как момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения U2 питающей сети.

В режиме двигателя синхронные машины используются в качестве приводных двигателей мощных насосов, вентиляторов, воздуходувок. Предельная мощность синхронных двигателей достигает нескольких сотен мегаватт.

В зависимости от характера получаемой скорости вращения ре-дукторные двигатели малой мощности подразделяются на синхронные и асинхронные. Принцип электромагнитной редукции скорости вращения в этих двигателях представляет собой способность их работать с низкой скоростью вращения за счет использования зубцо-вых магнитных полей ротора. Все рабочие обмотки в редукторном двигателе расположены на неподвижном статоре, как в обычной синхронной машине, зубчатый же ротор его выполняют без рабочей обмотки. Для получения пускового момента в этом двигателе на его роторе помещают пусковую короткозамкнутую обмотку типа беличьей клетки.

До 1915 г. синхронный двигатель не имел промышленного значения, так как его пусковые характеристики не отвечали предъявляемым требованиям. Положение дела резко изменилось уже к 1916 г., когда встал вопрос о коэффициенте мощности (cos ф) как отдельных приемников электроэнергии, так и сетей. По обстоятельствам военного времени заводы были вынуждены устанавливать асинхронные двигатели часто большей мощности, чем это требовалось условиями работы привода. Это привело к значительному снижению коэффи-^диекта мощности сетей и электростанций, так как асинхронные двигатели работают с тем более низким cos ф, чем меньше они нагружены. В ответ на это был введен двойной тариф на электроэнергию, а перед электромашиностроением была поставлена задача использовать синхронные двигатели, которые, как будет показано, могут работать не только при cos ф = 1, но и с опережением тока по фазе относительно напряжения или с так называемым опережающим cos ф. Но для этого нужно было улучшить их пусковые характеристики в такой степени, чтобы они не служили препятствием к нормальной эксплуатации двигателя.

Синхронные безредукторные двигатели. На 41-8 показано устройство безредукторного двигателя, разработанного американскими инженерами Л. Чеббом и Г. Уотсом. Двигатель имеет двухфазную обмотку с 2р = 2 и фазной зоной 90°.

Синхронные двигатели 12 МВт, 10 кВ, 1500 об/мин (для трех- и шестиагрегатных компрессорных станций) и 10 МВт, 10 кВ, 1500 об/мин (для двухагрегатных компрессорных станций) имеют исполнение, продуваемое под избыточным давлением воздуха, и бесщеточную систему возбуждения. Все элементы схемы возбуждения, за исключением обмотки возбуждения возбудителя, смонтированы на вращающихся частях возбудителя и двигателя. Синхронные двигатели 12 МВт допускают прямой пуск от полного напряжения сети 10 кВ, причем кратность пускового тока двигателя при прямом пуске равна 5,2, кратность начального пускового момента - 1,57, а кратность входного момента - 0,71. Допускаются два пуска двигателя в нагретом состоянии. Пуск двигателя 10 МВт - реакторный, причем допускаются два пуска двигателя в холодном состоянии и один - в нагретом состоянии. Кратность начального пускового момента этих двигателей - 1,2, входного момента — 0,8.

Синхронные двигатели оборудованы автоматическими регуляторами возбуждения, настроенными на поддержание постоянства напряжения сети, а также следующими видами защит: максимальной токовой от перегрузки, дифференциальной токовой, минимального напряжения, от замыканий на землю, выпадения двигателя из синхронизма, потери возбуждения, подпитки места короткого замыкания. Двигатели 10 МВт дополнительно защищены от понижения частоты.

Повысить коэффициент мощности отдельных потребителей, нескольких потребителей и производственного предприятия в целом в заданных пределах можно, используя в качестве привода исполнительных механизмов синхронные электродвигатели. Сочетание свойств двигателя и синхронного компенсатора в одной и той же синхронной машине в процессе ее работы во многих случаях оказывается экономически выгодным.

Многочисленные исследования показывают, что такая замена оказывается целесообразной не только для мощных, но и для электроприводов средней и малой мощности. При нормальном возбуждении синхронные электродвигатели, как известно, имеют опережающий (емкостной) коэффициент мощности, близкий единице (0,8...0,9). Таким образом, при работе в нормальном режиме так же, как и в режиме перевозбуждения, синхронные электродвигатели потребляют из сети опережающий ток. Следовательно, наряду с выполнением обычных функций двигателя, синхронные электродвигатели выполняют роль генераторов реактивной мощности. При этом реактивная емкостная составляющая мощности синхронного электродвигателя частично или полностью компенсирует реактивную индуктивную составляющую мощности других потребителей, входящих в систему. В результате коэффициент мощности установки в целом возрастает. Замена асинхронных электродвигателей синхронными, естественно, может быть произведена в условиях уже действующего производственного предприятия.