Проверка пуска асинхронного электродвигателя Э1

3.1. Чтобы определить остаточное напряжение на шинах первой секции U_шо при пуске асинхронного электродвигателя Э1, следует обратиться к схеме замещения, изображенной на рис. 4, составленной для нормального режима остальной нагрузки. Сопротивления ветвей сдвоенного реактора в нормальном режиме равны, так как нагрузка их практически одинакова.

3.2. Поэтому:

х_в1 = х_в2 = (1 - k_c) * x_0,5 (7)

х_в1 = х_в2 = (1 - 0,5) * 0,64 = 0,32

3.3. Тогда общее сопротивление сдвоенного реактора:

х_рс = (х_в1 + х_3ном )*(х_в2 + х_н1 ) / (х_в1 + х_3ном )+( х_в2 + х_н1) (8)

х_рс = (0,32+21,33)*(0,32+66,67) / (0,32+21,33)+(0,32+66,67) = 16,36

Uc       Xс       Xт1

t =0   х1

х2 ном

хВ2

U Ш

Uc     xc     xH

хВ1 хВ2

х3ном хн1

t = 0   x1

х2ном

Рис. 4. Схема замещения для проверки пуска асинхронного двигателя Э1

3.4. Эквивалентное реактивное сопротивление нагрузки, подключенной к трансформатору:

х_эн = х_2ном * х_рс / (х_{2 ном} + х_рс) (9)

х_эн = 21,33 * 16,36 / (21,33 + 16,36) = 9,26

3.5. При пуске электродвигателя общее сопротивление, включенное на трансформатор:

х _1∑ = х₁ * х_эн / (х₁ + х_эн) (10)

х _1∑ = 11,52 * 9,26 / (11,52 + 9,26) = 5,13

3.6. Остаточное напряжение на шинах при пуске электродвигателя:

U_шо = х_1∑ * U_с / (х_с + х_т1 + х _1∑),

где

Uс = Uс (кВ) / U_Б * k_т = 115/6 * 6,3/115 = 1,05 о.е. (11)

Таким образом:

U_шо = 5,13 * 1,05 / (0,5 + 0,46 +5,13) = 0,88

3.7. Условие по величине снижения напряжения соблюдается, так как 0,88 > 0,85.

3.8. Величина пускового момента электродвигателя:

m_пкск = m_{эо (n = 0)} U²_{ш o} (12)

и по условию его трогания и разгона должно быть

m_пкск ≥ 1,1 m_{н (n = 0)} , (13)

где m _{э о (n = 0)} и m _{н (n = 0)} соответственно моменты на валу электродвигателя и насоса для n = 0.

Из графиков на рис. 2 находим:

m _{э о (n = 0)} = 0,7; m _{н (n = 0)} = 0,1.

Следовательно:

m_пуск = 0,7 * 0,88² = 0,55 => 0,55 / 0,1 = 5,5

Следовательно, разгон электродвигателя можно считать обеспеченным, так как его пусковой момент превышает момент сопротивления более чем на 10%.

3.8. Быстрота разгона электродвигателя зависит от механической постоянной времени:

Т_э = GD²_∑ * n²_{э ном} / (364 Р_э * 10³), с (14)

где GD²_∑ = GD²_э + GD²_м - суммарный маховой момент электродвигателя и приводного механизма; Р_э (МВт) , n²_{э ном} (об/мин) - номинальные мощность и частота вращения электродвигателя.

Так как GD²_м = 0,8 * GD²_э => GD²_∑ = 0,14 + 0,8 * 0,14 = 0,25=>

Т_э = 0,25 * 3000² / (364 * 1,25* 10³) = 4,98 с.

3.9. Расчет движения ротора электродвигателя методом последовательных интервалов.

Принимаем интервал времени Δt = 2 c. Приращение скорости двигателя в первом и последующем интервалах времени с момента его включения

Δn_q = (Δm_q / Т_э ) * Δt_q (15)

и частота вращения

n_q = n_{q -1} + Δn_q , (16)

где Δm_q = m_эа(U) - m_н - избыточный момент на валу электродвигателя при снижении напряжения на шинах при его пуске.

Для определения избыточного момента Δm_q в каждом расчетном интервале времени нанесём на рис.2 график m_эа(U), вычисленный для найденного значения остаточного напряжения по формуле

m_эа(U) = m_эа * U²_ш0 (17)

Для первого интервала времени приращение частоты вращения определяется по формуле (15):

Δn₁ = (Δm₁ / Т_э ) Δt₁

и частота вращения двигателя по формуле (16)

n₁ = n₀ + Δn₁ = 0 + Δn₁ .

Δm₁ = m_эа(U) - m _н определяется по графикам (рис. 2) для n = 0 (s = 1).

Для второго интервала времени для n₁ по графикам рис.2 определяются m_эа(U) и m _н и вычисляется Δm₂ . Затем определяется приращение частоты вращения во втором интервале

Δn₂ = (Δm₂ / Т_э ) Δt₂

и частота вращения во втором интервале

n₁ = n₁ + Δn₂ и т.д. до частоты вращения, соответствующей точке пересечения механической характеристики электродвигателя графика момента сопротивления нагрузки.

Результаты расчета сводим в таблицу (табл. 3)

Таблица 3

Номер интервала	Интервал	Время	Момент электро- двигателя	Момент сопро- тивления	Момент избыточ-ный	Приращение частоты вращения	Частота вращения
q	Δtq ,c	tq ,c	mэq	mнq	Δm q = mэq-mнq	Δnq = (Δmq/Тэ)*Δtq	nq = nq-1 + Δnq
			0,55	0,10	0,45	0,18	0,18
			0,57	0,15	0,42	0,17	0,35
			0,63	0,27	0,36	0,14	0,49
			0,70	0,40	0,30	0,12	0,61
			0,82	0,50	0,32	0,13	0,74
			1,06	0,65	0,41	0,08	0,82
			1,25	0,75	0,50	0,10	0,92
	0,5	12,5	1,72	0,90	0,82	0,08	1,00

3.10. По результатам расчета построим график разгона электродвигателя, по которому определяется время его разгона до скорости, близкой к номинальной (рис.5).

Рисунок 5. График разгона электродвигателя.