CC BY
34
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 262
1973
СПОСОБ ПУСКА ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО СИНХРОННОГО
РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Синхронно-реактивные двигатели (СРД) малой мощности чаще всего пускаются способом прямого (асинхронного) пуска. Непосредственный пуск простого синхронного двигателя при законе управления
¿/ — напряжение сети;
I — частота тока сети, сопровождается большим пусковым током, наличием провала в статической механической характеристике из-за несимметрии пусковой обмотки вследствие явнополюсной конструкции ротора, что значительно увеличивает время пуска и может вызвать «застревание» двигателя .в процессе разгона под нагрузкой.
Устранение «застревания» двигателя в процессе разгона под нагрузкой, уменьшение времени пуска и пускового тока преобразователя частоты можно получить, если пуск осуществлять при рабочем (соответствуд)-
и
щем закону -у-=сопз1) напряжении питания и частоте, в два раза
больше рабочей, а затем, при достижении двигателем подсинхронной рабочей скорости, переключить частоту питающего тока на рабочую. Способ будет понятен из следующего описания (рис. 1):
а) статическая механическая характеристика синхронного реактивного двигателя при известном способе пуска;
б) статическая механическая характеристика при предлагаемом способе пуска;
в) часть статической механической характеристики, по которой двигатель разгоняется до подсинхронной скорости;
г) статический момент на валу двигателя.
Рассмотрим выражение для тока статора при прямом пуске синхронного реактивного двигателя:
Ю. М. АЧКАСОВ, Б. А. ЗАХАРОВ
(Представлена научно-техническим семинаром НИИ АЭМ)
и
= const,
/
где
q i<»t
Ya+Y,
2
q -Л^-Псо^-г-Го)
• с
(1)
10*
147
где
U — фазное напряжение;
Yd,Yq —проводимости по продольной и поперечной оси (из схемы замещения двигателя);
coi —угловая скорость вращения магнитного поля статора;
t — время;
s — скольжение;
у0—значение угла между вещественными осями неподвижной и вращающейся системы координат при t = 0.
Из выражения (1) видно, что ток статора состоит из двух составляющих:
/с= 'а-Ис,. (2)
Первая составляющая /с1 соответствует прямобегущей волне поля, индуктирующей в статорной обмотке частоту f\. Вторая составляющая /с2 возникает от электродвижущей силы, наводимой в обмотке статора с частотой f\(2s—1) обратным полем, появляющимся за счет несимметрии ротора. При скольжении s = 0,5 ток/с2 равен нулю. При малых отклонениях от половины синхронной скорости ток /с2 имеет малую частоту.
Рис. \. а — механические характеристики простого, СРД; б — схема соединения конденсаторного ДРС—
150М
Вступая во взаимодействие с обратновращающимся нолем ротора, ток создает дополнительный вращающийся момент, который складывается с. основным вращающимся моментом при 5<0,5 и вычитается при £>0,5. При .этом в статической механической характеристике появляется провал, из-за которого существенно увеличивается время пуска и может произойти «застревание» двигателя около скорости, равной половине синхронной, если минимальное значение пускового момента, развиваемого двигателем, станет меньше по величине момента сопротивления.
1 Пуск при' повышенной частоте синхронного реактивного двигателя позволяет устранить провал в статической механической характеристике и, следовательно, сократить время разгона. При таком способе в момент достижения двигателем подсинхроиной скорости, соответствующей .рабочей частоте, переключая частоту питающего тока на рабочую, двигатель втягивается в синхронизм и достигает синхронной рабочей скорости; т. е. разгон осуществляется по той части статической механической характеристики, соответствующей двойной рабочей частоте, где допол-
■т
нительный момент от тока /с суммируется с основным вращающим моментом. Так как пуск двигателя производят при неизменном напряжении питания (рабочем) и частоте, в два раза больше рабочей, пусковой ток уменьшается в соответствии с увеличением реактивного сопротивления СРД. Это позволяет уменьшить мощность преобразователя частоты при сохранении пускового момента, достаточного для пуска двигателя с номинальной нагрузкой.
Рабочее напряжение может быть равно номинальному напряжению или отлично от него в зависимости от необходимого пускового момента и требуемой скорости вращения двигателя.
Рис. 2. Опытные механические ха- Рис. 3. Графики переходных процес-
рактеристики ДРС—150 М. сов пуска двигателя
Осциллограммы статических механических характеристик n = f(M), для усовершенствованного СРД типа ДРС —150 М при известном, с до* собе пуска представлены на рис. 2,а, при предлагаемом способе— рис. 2Д Двигатель запускался до скорости 750 об/мин при рабочей частоте 25 гц по схеме, приведенной на рис. 1,6. При этом из-за токов нулевой последовательности наблюдается провал момента при обычном способе пуска. При предлагаемом способе провал отсутствует, что обеспечивает надежный пуск.
Из осциллограмм переходного процесса пуска двигателя с номинальным моментом на валу n = f(t) (рис. 3б) следует, что время щс-ка при новом способе меньше на 1, 2 сек. .
. . Способ может быть применен для пуска частотнорегулируемых. синхронных реактивных двигателей с короткозамкнутой обмоткой на ротр'-ре, рассчитанных на питание трехфазным, двухфазным или однофазным током; различных схем конденсаторных СРД и конденсаторных "асинхронных двигателей; других типов синхронных двигателей с электрической или магнитной несимметрией на роторе.
ЛИТЕРАТУРА *
1. Д. А. Завалиши'Н и др. Электрические машины малой мощности. Госэнерго-издат. М.—Л, 1963.
