Статья:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СПРАВОЧНЫМ ДАННЫМ
Конференция: CCXXV Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»
Секция: Технические науки
Выходные данные
Зангиев С.А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СПРАВОЧНЫМ ДАННЫМ // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. CCXXV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 34(225). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/34(225).pdf (дата обращения: 05.11.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится0
Дипломы
лауреатов
лауреатов
Сертификаты
участников
участников
Дипломы
лауреатов
лауреатов
Сертификаты
участников
участников
CCXXV Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СПРАВОЧНЫМ ДАННЫМ
Зангиев Степан Алексеевич
студент, Самарский государственный технический университет, РФ, г. Самара
Синхронные двигатели нашли широкое распространение на предприятиях горной промышленности вследствие, следующих основных преимуществ по сравнению с асинхронными двигателями: могут работать как с потреблением реактивной мощности, так и с отдачей её в сеть; более высокий коэффициент полезного действия. Главное конструктивное отличие синхронного двигателя от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором состоит в наличии у синхронного двигателя обмотки возбуждения, которая вступает в работу после достижения им подсинхронной скорости. При разгоне до этой скорости он работает в асинхронном режиме. Поэтому при моделировании электромагнитных процессов в этом режиме синхронный двигатель можно рассматривать как асинхронный.
В работе Сыромятникова И.А. «Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей – М: Энергоатомиздат, 1984.» показано, что в этом случае вместо сопротивлений по продольной и поперечной осям синхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Воспользоваться методами идентификации параметров схемы замещения асинхронного двигателя по каталожным данным не представляется возможным из-за ограниченности справочных данных синхронного двигателя.
Существующие методы идентификации сопротивлений синхронного двигателя требуют проведения частичных экспериментов, выполнение которых на стадии проведения, например, проектных работ не представляется возможным вследствие отсутствия доступа к рассматриваемому двигателю.
Нами была разработана методика определения активного сопротивления статора R1, приведенного активного сопротивления ротора R2 и полного индуктивного сопротивления xк для синхронных двигателей серии СТД, СТМ и некоторых других, для которых дополнительно к основным паспортных данным известны зависимости кратностей полного тока i(s) и момента m(s) от скольжения s.
При определении сопротивления R1 считается, что потери в статорных обмотках равны 30% всех потерь, т.е.
Номинальная активная мощность статора
где 
мощность на валу; 
– кпд в номинальном режиме.
Номинальный ток статора
где 
и 
– напряжение и коэффициент мощности соответственно.
Выразив из (1) сопротивление 
и подставив в полученное выражение соотношения (1) и (2), получим:
Погрешность вычисления этого сопротивления у двигателя СТМ 1500-2 не превышает четырех процентов, вычисленные значения сопротивлений синхронных двигателей различных марок приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Вычисленные значения сопротивлений 
синхронных двигателей различных марок
|
|
Pн, кВт |
P2н, кВт |
hн |
Uн, кВ |
cosj |
I1н, А |
R1, Ом |
|
СТД-630 |
630 |
655,714 |
0,958 |
6 |
0,9 |
70,107 |
0,560 |
|
СТД-1000 |
1000 |
1040,816 |
0,964 |
6 |
0,9 |
111,281 |
0,303 |
|
СТД-1250 |
1250 |
1301,020 |
0,968 |
6 |
0,9 |
139,101 |
0,215 |
|
СТД-2000 |
2000 |
2081,633 |
0,969 |
6 |
0,9 |
222,561 |
0,130 |
|
СТД-2500 |
2500 |
2602,041 |
0,972 |
6 |
0,9 |
278,202 |
0,094 |
|
СТД-4000 |
4000 |
4163,265 |
0,975 |
6 |
0,9 |
445,123 |
0,053 |
|
СТД-5000 |
5000 |
5204,082 |
0,976 |
6 |
0,9 |
556,403 |
0,040 |
|
СТД-8000 |
8000 |
8326,531 |
0,979 |
6 |
0,9 |
890,245 |
0,022 |
|
СТД-12500 |
12500 |
13010,204 |
0,979 |
6 |
0,9 |
1391,008 |
0,014 |
Вычисление сопротивлений синхронных двигателей, для которых известны относительные значения токов и моментов как функций скольжения s.
Производится на основании уравнения механической характеристики
и уравнения тока
Электромагнитная мощность
где коэффициент
После деления момента (4) на квадрат тока (5) получено
А из уравнения механической характеристики (4) с учетом (6) получено уравнение полного индуктивного сопротивления
Вычисленные значения 
, 
двигателя СТД-5000 (
, 
) по выражениям (7), (8) представлены в табл. 2, а их графики на рис. 1.
Таблица 2.
Значения
|
Параметры |
Значения параметров |
||||||||
|
s |
1 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
0,02 |
|
i(s) |
7,22 |
6,96 |
6,59 |
6,33 |
6 |
4,9 |
3,83 |
2,83 |
1,79 |
|
m(s) |
2,07 |
2,21 |
2,35 |
2,41 |
2,47 |
2,45 |
2,2 |
1,8 |
1,16 |
|
Xк(s), Ом |
0,821 |
0,844 |
0,880 |
0,908 |
0,947 |
1,113 |
1,366 |
1,775 |
2,796 |
|
Xк(0,5;s), Ом |
0,821 |
0,838 |
0,864 |
0,882 |
0,906 |
1,003 |
1,139 |
1,331 |
1,713 |
|
d1(0,5;s) |
0,000 |
0,006 |
0,016 |
0,026 |
0,040 |
0,111 |
0,227 |
0,444 |
1,082 |
|
d1ср(0,5), % |
11,11% |
||||||||
|
Xк(0,7;s), Ом |
0,821 |
0,846 |
0,884 |
0,913 |
0,953 |
1,128 |
1,411 |
1,871 |
2,947 |
|
d2(0,7;s) |
0,000 |
0,002 |
0,004 |
0,005 |
0,006 |
0,014 |
0,044 |
0,096 |
0,151 |
|
d2ср(0,7), % |
1,91% |
||||||||
|
R2(s), Ом |
0,223 |
0,205 |
0,182 |
0,169 |
0,154 |
0,114 |
0,084 |
0,063 |
0,041 |
|
R2 (0,5;s), Ом |
0,223 |
0,201 |
0,176 |
0,162 |
0,147 |
0,109 |
0,082 |
0,063 |
0,046 |
|
d2(0,5;s) |
0,000 |
0,004 |
0,006 |
0,006 |
0,007 |
0,005 |
0,002 |
0,000 |
0,006 |
|
d2ср(0,5), % |
3,76% |
||||||||
|
R2 (0,415;s), Ом |
0,223 |
0,203 |
0,180 |
0,166 |
0,152 |
0,113 |
0,085 |
0,063 |
0,043 |
|
d2(0,415;s) |
0,000 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,002 |
|
d2ср(0,415), % |
1,23% |
||||||||
а) б)
Рисунок 1. Зависимость сопротивлений двигателя от скольжения:
а) 
R2(s); 
R2(0,415;s); 
R2(0,5;s);
б) Xк (s); Xк (0,5;s); Xк (-0,7;s);
Эти графики аппроксимированы выражениями Сыромятникова И.А. «Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей – М: Энергоатомиздат, 1984.»
где
Значения 
и 
получены из (7) и (8) при 
Усредненные и максимальные значения погрешностей при аппроксимации по Сыромятникову И.А. «Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей – М: Энергоатомиздат, 1984.»
превышают погрешности по продольной аппроксимации 
Синхронные двигатели с известными i(1), m(1), m(0,05)
Алгоритм вычисления сопротивлений двигателей, у которых неизвестны значения i(s), m(s), а известны величины i(1), m(1), m(0,05): сопротивление определяется по выражению (4); сопротивления , – соответственно по соотношениям (9), (10). Сопротивление 
определяется из решения уравнения
Вычисление сопротивлений двигателей с известными i(1), m(1)
Сопротивление 
Интегральная погрешность вычислений сопротивлений 
– менее 5%, 
– менее 3%.
Вычисление 
; 
двигателей серии СТД-630 – СТД-12500 при 
, 
Таблица 3.
Значения
|
Тип Параметры |
СТД-630 |
СТД-1000 |
СТД-1250 |
СТД-2000 |
СТД-2500 |
СТД-4000 |
СТД-5000 |
СТД-8000 |
СТД-12500 |
|
d2ср(0,415), % |
2,64% |
2,25% |
2,30% |
1,56% |
4,21% |
2,03% |
1,23% |
0,76% |
2,79% |
|
d2max(0,415), % |
10,65% |
10,51% |
6,11% |
6,17% |
15,77% |
8,1% |
4,78% |
1,5% |
9,03% |
|
d1ср(0,7), % |
1,45% |
0,89% |
1,89% |
1,23% |
1,82% |
0,71% |
1,91% |
1,71% |
0,87% |
|
d1max(0,7), % |
8,86% |
3,27% |
6,23% |
3,45% |
9,35% |
4,01% |
5,4% |
6,02% |
2,08% |
Интегральная погрешность вычислений сопротивлений – менее 5%, – менее 2%.
Разработка методика расчета сопротивлений , , необходимых для построения соответствующих характеристик при разгоне (пуске или самозапуске) синхронного двигателя.
В нашем случае данная методика используется для расчета активной и реактивной мощности при пуске синхронного двигателя.
Эти характеристики необходимы для построения системы автоматического управления реактивной мощностью (коэффициентом реактивной мощности) узла нагрузки электрической системы (в точке подключения системы электроснабжения к электрической системе.
Список литературы:
1. Сыромятников И.А. «Режимы работы асинхронных и синхронных дви-гателей – М: Энергоатомиздат, 1984.»
