Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

.

Рисунок 3.4 – Блок-схема расчета

Рисунок 3.5 – Блок-схема расчета

Рисунок 3.6 – Блок-схема расчета

Рисунок 3.7– Блок-схема расчета

На блок схеме – индуктивность цепи намагничивания; – индуктивность рассеяния обмотки статора; – индуктивность рассеяния обмотки ротора.

На рисунке 3.8 приведены блок-схемы, реализующие уравнения потокосцеплений обмотки статора и ротора:

(3.2)

Отличие приведенной для АСМ машины блок схемы от аналогичной блок-схемы состоит в наличии обмотки возбуждения по двум осям машины.

Рисунок 3.8 – Блок-схема расчета токов ротора и статора

На рисунке 3.9 приведена блок-схема расчета электромагнитного момента машины, определяемого по выражению:

. (3.3)

Рисунок 3.9 – Блок-схема вычисления электромагнитного момента машины

Активная и реактивная мощности машины определяются по выражениям:

;

(3.4)

.

Рисунок 3.10 – Блок-схема расчета мощностей машины

Вращающий момент приводного двигателя составляет [24]:

;

(3.5)

.

Угловая скорость вращения ротора из данного выражения определяется по формуле:

(3.6)

. (3.7)

На рисунке 3.11 приведена блок-схема механического равновесия машины.

Рисунок 3.11 – Блок-схема механического равновесия машины

4 ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С АСГ

4.1 Уравнения АСГ для установившегося режима

В нормальном установившемся режиме все угловые скорости неизменны, напряжения статора и ротора составляют:

(4.1)

(4.2)

Уравнения установившегося режима могут быть получены из приведенных ранее систем уравнений, если принять:

; . (4.3)

Скорость принята в качестве базисной , где .

Уравнения статора и ротора примут вид:

; (4.4)

. (4.5)

Для электрическим машин средней и большой мощности (выше 100 кВт) активным сопротивлением статора можно пренебречь по сравнению с сопротивлениями или , поэтому уравнения установившегося режима будут записаны при .

Уравнения установившегося режима не зависят от выбранной системы координат, наиболее удобной для анализа установившегося режима является система координат, вращающаяся в пространстве с синхронной скоростью
, так как в этом случае напряжения и являются постояннами величинами:

; . (4.6)

Запишем две системы уравнений нормального установившегося режима:

;

;

; (4.7)

;

.

Второй вариант записи системы уравнений установившегося режима АСГ:

;

;

; (4.8)

;

.

Активная и реактивная мощности статора машины:

; (4.9)

. (4.10)

Активная и реактивная мощности приняты положительными, когда они отдаются в сеть.

Для статорной обмотки можно записать равенство:

, (4.11)

где – некоторое реактивное сопротивление, соответствующее или или ; – соответствующая ЭДС, причем . Значению соответствует ЭДС , значению – ЭДС , значению – ЭДС .

Для активной и реактивной мощности статора машины получим:

; (4.12)

, (4.13)

где угол – угол составленный ЭДС с напряжением статора.

Данные соотношения полностью аналогичны соответствующим выражения для синхронной машины, но отличаются от последних принципиально тем, что в асинхронизированной машине угол не связан с углом между обмотками ротора и статора. Угол не является независимой переменной, а изменяется с изменение скольжения машины.

Активная и реактивная мощности ротора определяются по выражениям:

; (4.14)

. (4.15)

Рисунок 4.1 – Векторная диаграмма статора

Из рисунка 4.1 видно, что при работе машины в генераторном режиме , в двигательном , в режиме идеального компенсатора реактивной мощности [6].

4.2 Векторные диаграммы АСГ

На рисунках 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 построены векторные диаграммы статора и ротора машины, работающей в генераторном режиме при выдаче и потреблении реактивной мощности.

Из векторной диаграммы определяется ток ротора , опрежающий ЭДС статора на :

, (4.16)

. (4.17)

Затем определяется ЭДС , а далее из соотношения:

. (4.18)

Рисунок 4.2 – Векторная диаграмма статора АСМ при

Рисунок 4.3 – Векторная диаграмма ротора АСМ при

Рисунок 4.4 – Векторная диаграмма статора АСМ при

Рисунок 4.5 – Векторная диаграмма ротора АСМ при

4.3 Характеристика холостого хода

При холостом ходе ток в обмотке якоря равен нулю. Поле в воздушном зазоре создается током возбуждения, протекающим в обмотке ротора, при вращении ротора в обмотке якоря наводится ЭДС. Характеристика холостого хода показывает зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения.

Для получения характеристики холостого хода необходимо увеличить сопротивление нагрузки, чтобы ток нагрузки приобрел незначительное значение. Напряжение возбуждения устанавливается таким, чтобы в статоре наводилась номинальная ЭДС с частотой 50 Гц. На рисунке 4.5 приведена характеристика холостого хода в относительных единицах.

Рисунок 4.6 – Характеристика холостого хода АСГ и СГ

При увеличении тока возбуждения возрастает ЭДС. Ввиду насыщения ЭДС сначала меняется по линейному закону, а при близки к номинальным значениям тока возбуждения и ЭДС отклоняется от линейного закона. При больших насыщениях характеристика холостого хода снова становится линейной [22]. Кривая асинхронизированного генератора проходит выше, чем синхронного.

4.3 Внешняя характеристика

Внешней характеристикой генератора называется зависимость напряжения генератора от тока якоря при неизменном токе возбуждения. Характер нагрузки остается постоянным.

Система уравнений АСГ в векторной форме:

; (4.19)

.

Для уравнений в синхронных осях:

;

(4.20)

.

Токи статора и ротора определяются по следующим выражениям:

; (4.21)

. (4.22)

Формула расчета тока возбуждения справедлива для СГ при , но сопротивление для асинхронизированного и синхронного генератора отличны на величину:

. (4.23)

Ввиду взаимного влияния тока статора и возбуждения характеристики в зависимости от скольжения смещаются. На рисунке 4.7 приведены внешние характеристики, полученные для положительного, отрицательного и (что соответствует синхронному генератору) скольжения при активной нагрузке.

Рисунок 4.7 – Внешняя характеристика при различных

скольжениях

На рисунке 4.8 приведены внешние характеристики, полученные для положительного и отрицательного скольжения для индуктивной, емкостной и активной нагрузки.

Рисунок 4.8 – Внешняя характеристика при различных

скольжениях и характере нагрузки АСГ

1) При активной нагрузке ( ), увеличение тока нагрузки вызывает уменьшение напряжения на выходе генератора, вследствие падения напряжения на внутреннем сопротивлении машины и влияния поперечной реакции якоря;

2) При индуктивной нагрузке ( ), за счет более сильного размагничивающего действия продольной реакции якоря внешняя характеристика при чисто индуктивной нагрузке идет ниже внешней характеристики при активной нагрузке;

3) При емкостной нагрузке ( ), реакция якоря подмагничивающая, поэтому с ростом нагрузки растет напряжение на выводах генератора. На рисунке 4.9 приведены внешние характеристики СГ и АСГ (для отрицателного скольжения и равного нулю). В асинхронизированом генераторе ток короткого замыкания выше, поэтому для активной и индуктивной нагрузки кривая АСГ проходит выше, чем кривая СГ. При активной нагрузке характеристика АСГ более жесткая.

Рисунок 4.9 – Внешняя характеристика для СГ и АСГ

при различной нагрузке

4.3 Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика – это зависимость тока возбуждения от тока якоря при постоянном напряжении, частоте вращения и неизменном нагрузки. Регулировочные характеристика показывают, как следует изменять ток возбуждения генератора при изменениях нагрузки, что­бы напряжение на зажимах генератора оставалось постоянным.

Уравнения напряжений обмотки статора и ротора:

; (4.24)

. (4.25)

Ток обмотки статора:

. (4.26)

Ток обмотки ротора:

; (4.27)

. (4.28)

Так же, как и внешние характеристики, регулировочные характеристики при небольших нагрузках линейны. При нагрузках, близких к номинанальному значению, из-за насыщения регулировочные характеристики становятся нелинейными.

На рисунке 4.10 приведена регулировочная характеристика АСГ для активной, емкостной и индуктивной нагрузок.

Рисунок 4.10 –Регулировочная характеристика АСГ

при различной нагрузке

При активной ( ) и индуктивной ( ) нагрузке МДС статора носит размагничивающий характер и для поддержания заданного напряжения требуется повышать ток возбуждения. При индуктивной нагрузке размагничивающее действие более выраженное, регулировочная характеристика проходит выше. При емкостной нагрузке ( ) с ростом тока якоря ток возбуждения снижается, снижение происходит линейно.

Регулировочная характеристика для асинхронизированного генератора более жесткая, чем для синхронного генератора (из-за электромагнитной мощности возбуждения при переменном токе).

На рисунке 4.11 приведена регулировочная характеристика АСГ при различной нагрузке и скольжении.

Рисунок 4.11 – Регулировочная характеристика

Характеристики

Список файлов ВКР