Ток включения при самозапуске. Напряжение при включении. Допустимость несинхронного включения.

Расчет самозапуска электродвигателей производят в следующем порядке. Задаются базисным напряжением U б и мощностью S б. Как правило, за значение базисной мощности принимают мощность питающего тр-ра. Опр-т сопр-я эл-в сети в о.е, кроме сопр-й самозапускающихся ЭД. Находят синх.угл.ск-ть самозапускающегося ЭД: ωс = 2 π n c/60, с-1, где n c-синх.ск-ть ЭД, об./мин. Опр-т вр.замедления агрегата при ном.нагр.τ j ном=Jпр*ωc²/Pдв.ном*0,001,с,где J пр–приведенный момент инерции механизма и дв-ля, кг*м; Р дв. ном – номинальная мощность электродвигателя, кВт.Определяют время замедления агрегата при фактической нагрузке равно: τ j = τ j ном / k з, с,где k з – коэффициент загрузки электродвигателя, о. е.Опр-ся свободный выбег электродвигателя:– для механизмов с практически постоянным моментом сопротивления зависимость угловой скорости от времени выбега имеет вид: ω* = 1 – t п /τ j, о. е.;– для механизмов с моментом сопротивления, пропорциональным квадрату угловой скорости зависимость угловой скорости от времени выбега имеет вид: ω* = τ j /(t п + τ j), о. е., где t п – время перерыва электроснабжения, с.Скольжение при выбеге электродвигателя:

s = 1 – ω*, о. е. Для асинхронных двигателей мощностью более 100 кВт с короткозамкнутым ротором критическое скольжение определяют по выражению s к = s ном (m к + 2 1 m к −), о. е. При m к > 1,6 можно принять s к = 2· s ном · m к, о. е. Для асинхронных двигателей мощностью более 100 кВт с фазным ротором или повышенным скольжением критическое скольжение определяют по выражению s к = s ном√(iп-1)/[(1+i0²)(1+2sном)],о.е.,

где i o – относительный ток холостого хода асинхронного двигателя, определяется по формуле: i 0 = sin ϕном – cos ϕном /(m к + 2 1 m к −), о. е,Номинальное скольжение: s ном = 1 – n ном / n с, о. е., (3.11) где n ном – номинальная скорость электродвигателя, об./мин.

Кратность пускового тока при скольжении s определяется по формуле:iпs=iп*√(1+sк²)/(1+(sк/s)²),о.е.Расчетная пусковая мощность электродвигателя при номинальном напряжении равна: S п s = P дв. ном i п s /(cosϕном ηном), кВА. Индуктивное сопротивление двигателя равно: х дв = S б U 2 ном/ (S п s U 2б), о. е,Суммарное сопротивление n двигателей: х двΣ = х дв / n, о. е.,Сопротивление самозапускающихся двигателей с учетом неотключенной нагрузки определяется по формуле: x 'двΣ = х двΣ х н /(х двΣ + х н), о. е,Остаточное напряжение на шинах источника питания равно: U ост = U с ⋅ х двΣ / (х двΣ + х т), о. е,где U с – напряжение системы; принимается равным 1,05 в относи тельных единицах. Кратность тока самозапуска через трансформатор: ki = U c /(х двΣ + х т), о. е. (3.18)

Если ki ≤ 4 для трансформаторов мощностью 25 МВА и ниже и ki ≤ 2 для трансформаторов более 25 МВА до 100 МВА, то при числе самозапусков в сутки до трех включительно самозапуск возможен. Напряжение на двигателях для обеспечения пускового момента на всем диапазоне скольжения должно удовлетворять условию: U дв ≥ √1,1 m c s / m дв s, о. е.,

где m c s – момент сопротивления механизма при скольжении s; m дв s – вращающийся момент двигателя при скольжении s. При затруднении с определением значений моментов m c s и m дв s для вычислений используют следующие соотношения:– для механизмов с постоянным моментом сопротивления: U дв ≥√1,37 m тр k з / m min, о. е.;– для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления: U дв ≥√ 1,22 m тр k з / m к, о. е,где m тр – кратности момента трогания механизма; m min – кратности минимального момента трогания АД.

Допустимость несинхронного включения

Для синхронных двигателей большой мощности, работающих под нагрузкой T_J достигает нескольких секунд.За время перерыва питания возбуждение затухает очень медленно. При их несинхронном включении возникают толчки тока и момента. Максимальное значение периодической составляющей тока могут возникнуть при противофазе

,где I_НС – ток несинхронного включения.

где - эквивалентное сопротивление с учетом параллельно включенных других двигателей и нагрузки,Т_С – результирующая постоянная времени самозапуска. Допустимость несинхронного включения синхронного двигателя проверяется по двум критериям:

- по электромагнитному моменту , где k_т – допустимая кратность превышения электромагнитного момента по отношению к моменту при 3-х фазном КЗ;

- по току , где k_I – допустимая кратность тока несинхронного включения по отношению к току при 3-х фазном КЗ.Для мощных двигателей свыше 2 МВт k_I и k_T равны 1. Для двигателей менее 2 МВт k_I приравнивается к 1,2, k_T = 1,6. Время, в течение которого угол сдвига фаз между напряжением и ЭДС двигателя достигает 180^о, , t обычно в пределах от 0,3 до 0,6 сек. Условие самозапуса проверяется при нахождении напряжения и ЭДС двигателя в противофазе. Для двигателей до 2 МВт допустимость несинхронного включения определяют по току при τ j ≤2,5 сек и моменту при τ j ≥2,5 сек.Для двигателей более 2 МВт допустимость несинхронного включения определяют по току при τ j ≤6,сек и моменту при τ j ≥6 сек.Допустимость несинхронного включения.Для синхронных двигателей большой мощности, работающих под нагрузкой T_J достигает нескольких секунд. За время перерыва питания возбуждение затухает очень медленно. При их несинхронном включении возникают толчки тока и момента. Максимальное значение периодической составляющей тока могут возникнуть при противофазе .где I_НС – ток несинхронного вкл-я. , где - экв-ное сопр-е с учетом пар-но вкл-ных др.дв-лей и нагрузки,Т_С – результирующая постоянная вр.самозапуска.Допустимость несинхронного вкл-я СД проверяется по двум критериям:-по электромагнитному моменту ,где k_т – допустимая кратность превышения электромагнитного момента по отношению к моменту при 3-х фазном КЗ;-по току , где k_I – допустимая кратность тока несинхронного включения по отношению к току при 3-х фазном КЗ.Для мощных двигателей свыше 2 МВт k_I и k_T равны 1. Для двигателей менее 2 МВт k_I приравнивается к 1,2, k_T = 1,6.

Вр, в течение которого угол сдвига фаз между напряжением и ЭДС двигателя достигает 180^о , t обычно в пределах от 0,3 до 0,6 сек. Условие самозапуса проверяется при нахождении напр.и ЭДС дв-ля в противофазе.Для дв-лей до 2 МВт допус-ть несинхронного вкл-я опр-т по току при τ j ≤2,5 сек и моменту при τ j ≥2,5 сек.Для дв-лей более 2 МВт доп-ть несинхронного вкл-я опр-т по току при τ j ≤6 сек и мом-ту при τ j ≥6 сек.