Изменение частоты системы и влияние на устойчивость асинхронной нагрузки

Значения Р и Q при изменении подводимого U влияет на условия опрокидывания двигателей при Mc=сonst, а Р на валу двигателя изменяется пропорционально частоте (Р=ωМ). Снижение f приводит к уменьшению скольжения

Где

При М=сonst можно грубо заменить зависимостью s=f(ω) прямой и принять s f. Однако критическое скольжение при снижении частоты оказывается больше, т.к.

Это благоприятно сказывается на устойчивость, тем более, что максимальное значение M несколько увеличивается. Где 1 – снижение f 2 – норм. Режим 3 – снижение U

36.Представление нагрузки в расчетах устойчивости. Статические и динамические характеристики нагрузки.

Переходные процессы в узлах нагрузки могут рассматриваться с двух точек зрения:

1) поведения собственно нагрузки при переходных про­цессах и влияния этих процессов на работу потребителей {например, мигание ламп при колебаниях напряжения в сети, порча продукции при изменении ско­рости двигателей во время изменений напряжения или частоты при переходных процессах и т. п.);

2) влияния переходных процессов в нагрузке на режим системы (например, самозапуск двигателей может привести к недопустимому понижению напряжения в системе, а в неправильно спроектированной системе — даже к нарушению ее устойчивости).

Кроме того, процессы, непрерывно происходящие в какой-либо нагрузке, могут оказывать неблагоприятное влияние на работу остальных потребителей системы (например, толчки в нагрузке, содержащей мощные двигатели прокатных станов, могут приводить к колебаниям напряжения и частоты в системе, понижая качество выдаваемой потребителям энергии).

Основную часть нагрузки (обычно от 50 до 80%) составляют асинхронные двигатели, свойства которых существенно проявляются в характере переходных процессов всего узла системы. Для них, так же как и для синхронных двигателей, различают статические характеристики, т. е. зависимости то­ка |/| или вращающего момента \М\ двигателя от медленно меняющегося сколь­жения его ротора \s\, и динамические характеристики — зави­симости быстро меняющегося скольжения, напряжения и скорости их изменения (ускорения а) от тока. Так, для асинхронного двигателя

Для синхронного двигателя аналогичная зависимость, определяющая ста­тическую характеристику, будет иметь вид. Эти характеристики графически представлены на рис. 11.1 и 11.2.

Процессы при медленных отклонениях от установившегося состояния могут всегда рассматриваться на основе только статических характеристик. Для изуче­ния процессов при быстрых изменениях, т. е. «в динамике», должны применяться динамические характеристики. Однако в ряде случаев и при рассмотрении ди­намических процессов можно пользоваться квазидинамическими, а иногда и ста­тическими характеристиками. Например, при относительно медленных ускорениях асинхронного двигателя и несоизмеримости электромагнитных и электромеха-' нических постоянных времени разница в использовании статических и динамических характеристик будет невелика (рис. 11.3). Как видно из рисунка, чем мень­ше коэффициент Ki и чем больше так называемая условная скорость изменения скольжения Sy_c„ == 1/С = M_aou/(Ja>0) тем сильнее искажаются статические механические характеристики, становясь здесь динамическими, где /_ном и /_п — номинальный и пусковой токи. При изучении ряда переходных процессов асинхронных двигателей прибли­женно можно считать, что фазовая траектория или динамическая механическая

 

характеристика процесса определяется следующим образом. Принимают, что ди­намический момент, возникающий при любом нестационарном режиме, состоит из двух составляющих: Мдщ, = M_t + M_s, где Mi — составляющая момента, определяемая переходными процессами, связанными с протеканием в обмотках двигателя переходных токов; М₂ — составляющая момента, определяемая как М₂ = К₂М_0Т. Здесь М _{с T}==f (со) — статическая механическая характеристика, рассчитанная по известной формуле момента асинхронного двигателя:

 

 

37.Основные расчетные соотношения асинхронных двигателей. Схемы замещения и механическая характеристика АД. Представим приближенно всю нагр.экв-ным АД-м. При этом исп-ем статические хар-ки АД-лей и соот-но упрощенные уравнения. Этооправдано, во-первых, тем, что начальные отклонения, обусловливающие появления неустойчивости, предположены малыми, и, во-вторых, тем, что когда в процессе опрокидывания двнигатели приобретают значительную скорость, характер процесса (быстрее, медленнее) не имеет практического значения. В отдельных случаях необходимо переходить к полным уравнениям, т. е. динамическим характеристикам.

Рассм.с учетом отмеч-го сх.сист.(рис. 11.7, а), где сопр-е ген-ра хг_г, сети х_с и эквивалентного двигателя, заменяющего все двигатели нагрузки х_s, соизмеримы по величине. Представим схему замещения так, как это показано на рис. 11.7, б. Затем приближённо упростим ее, перенеся левую точку, к месту приложения э. д. с Е (рис. 11.7, в).Ток, обусловленный э. д. с. в цепи 1-2 (рис. 11.7, в),

Характеристики Р = /(E, s) построены на рис. 11.7, г, где значение критического скольжения двигателя определяется из условия dPIds — 0. Дифференцируя и приравнивая нулю (11.1), получаем

откуда skp = R/x. Подставив значение s_Kp в (11.1), найдем

 

 

значение Р_т, отвечаю­щее s_Kp:

ПРАКТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ

УСТОЙЧИВОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ

НАГРУЗКИ dE/dU

Целесообразно вместо критерия устойчивости dP/ds = О или полученного выше (рис. 11.13) экв-го ему крит-я dQ/dE _э = —оо пользоваться практ-м крит-м уст-ти нагрузки dE/dU = 0, который не тре­б.эквивалентирования двиг-й нагр; при этом оперируют только с ее внешними характеристиками Р_н = f(U); Q_H = φ(U). При сниже­нии напряжения на шинах двигателя до значения Uкр, отвечающего границе ус­тойчивого режима, производная от эквивалентной э. д. с. Е_э по напряжению проходит через нуль. Таким образом, нарушение устойчивости связано с тремя соотношениями:

В справ-сти посл-го крит-я м.убед-ся исходя из экв-ной сх.зам-я (см. рис. 11.7, а)₃ если напряжение на шинах комп­лексной нагр.рассм-ть как вел-ну, зависящую от режима двигателя, а эквивалентную э. д. с. Е = Е_э — как независимую переменную. При этом ус­л.м-у напр-м на шинах дв-ля и экв-ной э. д. с. Сущ-т очевидное соот-е