Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние и перспективы использования синхронных двигателей на объектах орошаемого земледелия 7
1.1 Электрооборудование орошаемого земледелия 7
1.2 Особенности электроснабжения стационарных и мобильных объектов орошаемого земледелия 9
1.3 Электропривод оросительных насосов 12
1.4 Повышение надежности электропривода мелиоративных насосов использованием защитных устройств 20
1.5 Краткие выводы, цель и задачи исследования 23
2 Математическое описание синхронного двигателя с двойной якорной обмоткой (СДДЯ) 25
2.1 Особенности применения математического описания СДДЯ в различных режимах работы 25
2.2 Объект математического описания и принятые допущения и ограничения 26
2.3 Уравнения СДДЯ в фазных координатах 28
2.4 Потокосцепления и индуктивности обмоток в а, Ъ, с координатах 31
2.5 Полная система дифференциальных уравнений СДДЯ в фазных координатах 33
Выводы по главе 37
3 Пусковые характеристики и несимметричные режимы СДДЯ 38
3.1 Математическая модель и параметры СДДЯ при пуске переключением статорной обмотки 38
3.2 Пусковые характеристики СДДЯ при переключении обмоток 43
3.3 Синхронизация СДДЯ 46
3.4 Установившийся режим СДДЯ при неисправностях выпрямительного моста 49
3.5 Установившийся режим при неисправностях в обмотках 54
Выводы по главе 58
4 Экспериментальные исследования аномальных режимов СДДЯ и требования к устройству управления и защиты (УУЗ) 60
4.1 Методика и результаты экспериментального исследования пускай синхронизации СДДЯ 60
4.2 Динамические процессы при аномальных режимах работы выпрямительного моста 67
4.3 Статические несимметричные аномальные режимы работы выпрямительного моста 70
4.4 Требования к устройству управления и защиты 72
4.5 Предложения по реализации УУЗ 75
4.6 Функционально-стоимостной анализ синхронного двигателя и устройства управления и защиты 78
4.7 Экономические показатели СДДЯ и УУЗ 83
Выводы по главе 88
Общие выводы 90
Литература 93
Приложения 106
- Особенности электроснабжения стационарных и мобильных объектов орошаемого земледелия
- Объект математического описания и принятые допущения и ограничения
- Пусковые характеристики СДДЯ при переключении обмоток
- Динамические процессы при аномальных режимах работы выпрямительного моста
Введение к работе
По условиям ведения сельскохозяйственного производства Россия относится к зоне неустойчивого увлажнения, характерной особенностью которой является недостаток естественных осадков. Поэтому применение искусственного орошения является высокоэффективным средством развития сельскохозяйственного производства.
В 1990 году в Российской Федерации имелось 6,1 млн. га орошаемых и 5,1 млн. га осушенных земель. Мелиорируемые земли, занимая 5% земельных угодий, давали до 15% валового производства продукции растениеводства. За счет орошаемых земель в ряде регионов Северного Кавказа, Поволжья и Сибири была решена проблема производства кормов для животноводства. В стоимостном выражении отдача мелиорируемого гектара была в 1,5-4 раза выше, чем богарного. Вследствие возросшей стоимости электрической энергии и оросительной воды большинство сельскохозяйственных предприятий Кубани значительно сократили площади орошаемых земель. Вместе с тем, собственный опыт ведения полеводства и опыт зарубежных стран с высокоразвитым сельским хозяйством, прогнозы специалистов сельского хозяйства, определяют неизбежность возрождения и дальнейшего развития орошаемого земледелия в России.
В новых экономических условиях хозяйствования в аграрном секторе России этому должно способствовать решение ряда технических и технико-экономических проблем, среди которых видное место занимают проблемы повышения эффективности электроэнергетического комплекса орошаемого земледелия. Решению этой комплексной проблемы способствуют как совершенствование электрооборудования и его эксплуатации, так и снижение непроизводительных потерь электроэнергии. Значительный вклад в её решение может внести разработка рационального электропривода оросительных насосов с улучшенными энергетическими и эксплуатационными показателями.
В диссертации приведены результаты исследований режимов работы синхронного двигателя с двойной якорной обмоткой конструкции КубГАУ, позволяющие сформулировать требования к проектированию его устройства управления и защиты, что делает возможным обоснованный выбор рациональных устройств управления и защиты электропривода оросительных насосов.
Цель исследования - разработать требования к устройствам управления и защиты электропривода оросительных насосов на базе синхронного двигателя с двойной якорной обмоткой, позволяющие производить обоснованный выбор его аппаратов управления и защиты.
Объект исследования - устройство управления и защиты синхронного двигателя с двойной якорной обмоткой.
Предмет исследования - процесс пуска СДДЯ с увеличением числа последовательно соединенных витков статорной обмотки; электромагнитные и электромеханические процессы при синхронизации; закономерности распределения токов в электрических цепях СДДЯ при неисправностях обмоток и выпрямительного моста.
Метод исследования. Использованы теория электромеханического преобразования энергии, математическое моделирование процессов в машинно-вентильной системе, адаптированное к использованию программы «MatLab», экспериментальные исследования статических и динамических электромагнитных процессов СДДЯ, функционально-стоимостный анализ конструкции двигателя и устройства управления и защиты.
На защиту выносятся следующие основные положения диссертации: математическая модель процесса асинхронного пуска СДДЯ при увеличении числа последовательно соединенных витков статорной обмотки; математическое описание несимметричных режимов работы СДДЯ в "а,Ь,с" координатах на базе системы дифференциальных уравнений дискретных и непрерывных структур; результаты моделирования и экспериментального исследования электромагнитных и электромеханических процессов СДДЯ при пуске с увеличением числа последовательно соединенных витков якорной обмотки; закономерности распределения токов в обмотках при несимметричных режимах работы СДДЯ: при неполнофазном питании, при обрыве проводника в цепи обмотки статора, при разрывах в цепи выпрямительного моста, при коротком замыкании в вентилях выпрямительного моста; разработанные требования к устройствам управления и защиты СДДЯ в электроустановках орошаемого земледелия.
Научную новизну работы составляют: математическая модель асинхронного пуска СДДЯ на основании частной системы дифференциальных уравнений в "а,Ь,с" координатах; математическая модель несимметричных режимов работы СДДЯ на основании общей системы дифференциальных уравнений дискретных структур в "а,Ь,с" координатах; закономерности распределения токов в обмотках при обрывах электрической цепи СДДЯ; закономерности распределения токов в электрической схеме СДДЯ при аномалиях в электрической цепи выпрямителя.
Особенности электроснабжения стационарных и мобильных объектов орошаемого земледелия
Проблема передачи электроэнергии от источников к приемникам в сельскохозяйственной мелиорации и, в особенности, в полеводстве сопряжена с известными сложностями. Подробные исследования этого вопроса нашли свое отражение в ряде литературных источников [39, 62, 71, 109, 111]. Здесь же выделим рассредоточенность электрических нагрузок на значительной террито рий, приводящую к большой протяженности электрических сетей при относительно малой плотности нагрузок. В таких условиях затруднено решение задачи обеспечения высокого качества электрической энергии, в частности, обеспе-чение предусмотренного стандартом уровня напряжения на электроприемниках, а также минимизации затрат на сооружение и эксплуатацию линий электропередачи (ЛЭП). Попытки решения вопроса обеспечения приемлемого каче-ства электроэнергии за счет увеличения сечения проводников ЛЭП приводят к их существенному удорожанию. Лучшие результаты в таких условиях дает применение специализированного электрооборудования, обладающего высокими собственными энергетическими показателями и предъявляющего менее высокие требования к качеству электрической энергии.
Необходимо отметить, что насосные станции широко используются как регуляторы активной мощности, что предопределяет относительно частые отключения и включения двигателей в период интенсивного орошения. Значительное влияние на качество электроэнергии при этом оказывают пусковые процессы двигателей, в особенности на объектах, оборудованных асинхронными двигателями и конденсаторными батареями, весьма чувствительными к снижению напряжения питания.
Следует также отметить другое положительное свойство насосных станций: способность выполнять функции регуляторов реактивной мощности сети, наиболее эффективно реализуемое при использовании синхронного привода насосов [27, 57,65,84,96,99,124].
Большая протяженность сети электроснабжения районов орошаемого земледелия определяет её невысокую надежность. Возрастает вероятность аварийных состояний сети, способных провоцировать выход из строя электродвигателей. Сети электроснабжения мобильных агрегатов в полеводстве необходимо выделить в отдельную группу сетей, работающих в особо тяжелых условиях эксплуатации. В таких сетях используются изолированные проводники, чаще всего гибкие кабели, сечение которых ограничивается требованиями к их массе, способности к перемещениям и стоимости. Такие кабели работают в условиях интенсивного воздействия окружающей среды с высокой плотностью тока в проводниках. На рисунке 1.2 представлена схема электроснабжения мостового полеводческого комплекса ЭДМФ на базе электрифицированной дождевальной машины фронтального действия "Кубань-Э". Для питания основных силовых агрегатов используются различные типы ЛЭП: воздушные, и кабельные, и контактная сеть. Общая протяженность электросети составляет 3,5 км, а электрические нагрузки до 120 кВт. В системе передачи электроэнергии используются гибкий перемещаемый кабель длиной 1000 м, размещаемый в русле водоподводящего канала, и контактная сеть, протяженностью 400 м на одно крыло (всего 800 м). Все эти особенности предопределяют большие потери напряжения в питающей линии и высокую вероятность возникновения аномальных режимов сети, таких как однофазное или многофазное замыкание на землю, обрыв проводников питающей сети и потеря фазы в перемещающемся токосъемнике, что может препятствовать нормальной работе электрооборудования мостового комплекса.
Опытная эксплуатация мостового комплекса «Кубань-Э» показала, что временная потеря фазы на мобильном энергетическом модуле продолжительностью до 0,1 с возникает с частотой до 3 раз в час, а продолжительностью до 0,5 с - 1 раз в течение часа. Основной причиной потери фазы или несимметрии напряжения является скользящий токосъём, в котором происходит обрыв цепи или возникает проводимость через электрическую дугу.
Эти особенности накладывают свои требования к выбору типа привода и системы защиты электропривода от аномальных режимов работы.
Насосные станции мелиоративных объектов являются наиболее энергоемкими потребителями в сельском хозяйстве. Широкое распространение в мелиорации получили насосные станции с автоматическим режимом работы или с телеуправлением из диспетчерских пунктов. Не менее часто встречаются насосные станции с ручным управлением и постоянным обслуживающим персоналом. И те и другие нуждаются в надежном, простом в управлении электроприводе, обладающем требуемыми электромеханическими свойствами, высокими энергетическими показателями и возможно низкой стоимостью. Приведенная в [99] классификация систем электропривода центробежных мелиоративных насосов охватывает все известные электроприводы турбомеханизмов как общего, так и специального назначения. Широкое практическое применение в мелиорации нашли только нерегулируемые электроприводы переменного тока - асинхронные и синхронные.
Известно, что стационарные насосные станции имеют в своем составе несколько насосных агрегатов, работающих на одну сеть, и регулирование производительности станции осуществляется путем изменения количества работающих насосных агрегатов или их параметров. В связи с этим применение плавной регулировки скорости в приводе оросительных насосов остается нерациональным, к тому же подобные устройства характеризуются высокими эксплуатационными затратами. Подробная классификация электроприводов с плавной регулировкой скорости здесь также не приводится.
Приведенная классификация (рис. 1.3) позволяет выявить то обстоятельство, что универсального типа привода насосов, оптимального в любых условиях электроснабжения и эксплуатации, в настоящее время не существует. Наиболее широкое применение в насосных станциях орошаемого земледелия нашли нерегулируемые электроприводы переменного тока на базе асинхронного короткозамкнутого двигателя при мощностях насосов до 100 кВт и синхронного электродвигателя для насосов мощностью свыше 500 кВт. От 100 до 500 кВт применяются приводы на базе асинхронных и синхронных двигателей. Отрезок мощности от 100 до 500 кВт наиболее остро отражает недостатки каждого из этих типов двигателей: сложность и дороговизну синхронных двигателей и невысокие энергетические показатели асинхронных. Но именно этот отрезок мощности наиболее востребован на насосных станциях подкачки и используется в приводе собственного насоса ЭДМФ «Кубань-Э».
Объект математического описания и принятые допущения и ограничения
Объект математического описания - явнополюсная синхронная машина с расположенными в пазах статора трехфазными обмотками L1.1 и L1.2 с числами витков соответственно Li.i и L12B каждой фазе, имеющие соизмеримые или одинаковые сечения проводников и совпадающие магнитные оси. Обмотки имеют одинаковые схемы намотки. Обмотка L1.1 соединяется "звездой " и выполняет роль опорной якорной обмотки, создавая вращающееся магнитное поле и электромагнитный вращающий момент машины. Обмотка L1.2 также подключается к сети, но соединяется последовательно с выпрямительным мостом VD1...VD6 и обмоткой возбуждения. Следовательно, выпрямленный ток обмотки L1.2 является током возбуждения. Ток, протекающий в обмотке L1.2, также создает дополнительный вращающий электромагнитный момент. На роторе расположена обмотка возбуждения Lf с контактными кольцами и пусковая обмотка. Схема соединения обмоток в синхронном режиме приведена на рисунке 2.1. При составлении уравнений системы приняты следующие допущения. 1. Все фазы якорных обмоток имеют электрическую и магнитную симметрию: (Ъ =Пх Отсутствует сдвиг магнитных осей обмоток L1.1 и L1.2. 2. Все диоды трехфазного мостового выпрямителя имеют идеальные вольт-амперные характеристики: падение напряжения на открытом вентиле равно нулю; обратный ток вентиля равен нулю. 3. Якорь машины гладкий, искажение поля в зазоре зубцами якоря отсутствует. 4. Магнитная проводимость воздушного зазора изменяется по закону синусоиды с периодом 180 эл. град.вследствие изменения величины зазора. 6. Насыщение магнитной цепи машины учитывается выбором «насыщенных» значений индуктивных сопротивлений обмоток. Параметры машины в переходных процессах неизменны. 7. Потери в стали и механические потери не учитываются. 8.
Реальная демпферная обмотка замещается двумя ортогональными контурами yd и yq, причем магнитная ось одного контура совпадает с осью обмотки возбуждения (с продольной осью машины d). 9. Система напряжений на зажимах машины симметрична. Расчетная электрическая схема СДДЯ приведена на рисунке 2.2. Уравнения равновесия напряжений в фазах опорной якорной обмотки не зависят от структуры проводящих вентилей и имеют традиционный вид [32, 91, 1291: где: ua, щ, uc - фазные напряжения обмотки LI.l; iaj, іц, icj — токи обмотки LI.l; П-активное сопротивление обмотки LI.l; ц/а\ Щ\, цгс\ -потокосцепления фаз обмотки L1.1. Демпферная обмотка СДДЯ представлена так же, как и у классической синхронной машины и имеет вид: для контура L1.2-By-Lf построим дополнительные частные уравнения равновесия напряжений. Заменив контур ВУ-Lf фазными напряжениями на входе выпрямителя: иа, щ, ис, получим систему уравнений, не зависящих от структуры проводящих вентилей, в которой присутствуют переменные величины фазных напряжений иа2, Щ2, Щг- значение которых определяется величиной тока в обмотке возбуждения, проходной L1.2 и опорной L1.1 обмоток, потокосцеплений обмоток L1.2 и Lf. Известные соотношения между линейными и фазными напряжениями на закрытых вентилях [92, 102] позволяют установить следующую связь переменных: Принимая во внимание симметрию фаз обмоток и питающего напряжения, можно исключить из полной системы дифференциальных уравнений уравнения контуров фазы с. С учетом изложенного, полная система уравнений равновесия напряжений имеет вид: Изучению индуктивных связей обмоток синхронных машин с несколькими фазными обмотками на статоре посвящено множество известных работ [3, 32, 50-52, 56, 129], в том числе применительно к СДДЯ [99, 102 ].
Анализировались общие ( п — фазных обмоток, сдвинутых на произвольный угол относительно друг друга) и частные, изучаемые в данной работе случаи, т.е. две трехфазные обмотки с совпадающими магнитными осями. Итогом проделанной работы является система уравнений потокосцепле-ний обмоток, полученная в матричной форме [102], в d, q и а, Ъ, с координатах. Предложенную в общем виде систему уравнений в фазных координатах (для случая п - фазных обмоток и сдвинутыми на произвольный угол магнитными осями) с учетом изучаемой в работе конструкции двигателя можно представить в общем виде
Пусковые характеристики СДДЯ при переключении обмоток
Для моделирования процесса пуска переключением обмоток рассчитаем значения безразмерных параметров модели: активное сопротивление обмотки статора, активное сопротивление обмотки ротора, реактивные сопротивления статорной и роторной обмоток и соответствующие им безразмерные коэффициенты. При последовательном соединении обмоток активное сопротивление ста тора Rs по сравнению с базовой моделью увеличится в 1—=Ш-, а по сравнению с сопротивлением обмотки на 2 этапе разбега, когда СДДЯ работает от одной обмоткиЫ.1 в - —- раз, а индуктивное Jfs увеличивается пропорционально квадрату отношения чисел витков, что составляет 3,8 раз, приведенные сопротивления ротора изменяются пропорционально квадрату отношения чисел витков. На компьютерной модели также был исследован процесс прямого пуска базовой модели синхронного двигателя, что необходимо для сравнения величин пусковых токов и моментов базовой модели и СДДЯ. Безразмерные параметры модели исследуемого двигателя приведены в таблице ЗЛ для двух этапов пуска СДДЯ: 1-Й этап — для последовательного включения обмоток L1.1 и L1.2, 2-й этап пуска при обтекании током только обмотки L1.1 и для пуска классического СД (базовая модель). Результатом моделирования являются осциллограммы тока статора, момент на валу, скорости вращения ротора (рисунок 3.4). Все полученные данные позволяют сделать следующие выводы: - прямой пуск СД сопровождается большим пусковым током, но позволяет значительно сократить время разбега двигателя.
Применение его должно быть обосновано расчетом допустимых снижений напряжения при пуске, необходимым пусковым моментом и выбором пускозащитной аппаратуры, предполагающей 5-7 кратный пусковой ток, а также условиями нагрева обмоток статора пусковым током; - если по условиям пуска не требуется значительный пусковой момент (Мп = Мном), а увеличение времени пуска благоприятно влияет на технологи-процесс, то рационально применение пуска переключением обмоток; - при пуске переключением обмоток пусковой ток двигателя снижается в 3,8 раза, что благоприятно отражается на колебаниях напряжения в питающей сети, а также снижении нагрева и динамических нагрузок в статорных обмотках СДДЯ; - пуск СДДЯ переключением обмоток снимает ограничения по частоте пусков. Экспериментальные и расчетные показатели пуска СДДЯ приведены в таблице 3.2. Анализ данных таблицы показывает, что максимальное расхождение экспериментальных данных и данных компьютерного эксперимента составляет 2,2% для кратности пускового тока, что позволяет говорить об адекватности компьютерной модели. СДДЯ является синхронным двигателем с сильным компаундированием, и ему свойственны известные проблемы синхронизации таких двигателей. Успешное втягивание двигателя в синхронизм гарантировано происходит при совпадении полярности магнитных осей поля трехфазной обмотки и поля возбуждения в момент подачи тока возбуждения.
Экспериментально установлено, что если в момент включения обмотки возбуждения полярность этих полей противоположна, то двигатель может «опрокидываться», т.е. резко снижает скорость вплоть до остановки. При промежуточных состояниях магнитных осей поля трехфазной обмотки и обмотки возбуждения и при включении обмоток на синхронизацию возникают качания ротора, которые в 80% случаев заканчиваются успешной синхронизацией. При пуске двигателя на холостом ходу или с малой нагрузкой на валу возможен случай самосинхронизации двигателя за счет реактивного момента, и в такой ситуации при подаче тока возбуждения противоположной полярности ротору необходимо провернуться на 180 эл. Для большинства серийных двигателей данная ситуация сопровождается только появлением сверхтоков в процессе синхронизации, но двигатель не опрокидывается, тогда как для СДДЯ этот процесс сопровождается резким увеличением токов в обмотках L1.I и L1.2 и в обмотке возбуждения Lf, усиливая тем самым тормозной момент при синхронизации. Двигатель в этом случае резко тормозится, сопровождаемый большими механическими усилиями в конструкциях статора и ротора (рисунок 3.7 после 2-й секунды). Применение устройств точной синхронизации двигателя гарантирует успешность синхронизации, но значительно усложняет привод. Отметим, что в мировой практике доминирующее положение занимает так называемая грубая синхронизация синхронных двигателей [29, 59, 60, 94, 96], когда обмотка возбуждения подключается к устройству питания после достижения подсинхронной скорости в произвольный момент времени. Для улучшения втягивания в синхронизм двигателей такого типа необходимо снижать степень токового компаундирования возбуждения в процессе синхронизации. Изучение процесса синхронизации проводилось экспериментально на испытательном образце двигателя.
Выбор экспериментального метода исследований предпочтителен с точки зрения снижения трудоемкости, так как систему уравнений, описывающих процесс синхронизации, приходилось бы составлять непосредственно для каждой исследуемой схемы, при этом процесс синхронизации сильно зависел бы от начальных условий втягивания в синхронизм (положение ротора, начальные фазы токов обмоток, порядок переключения вентилей), определить которые заранее сложно, как сложно делать обобщения по произвольным начальным условиям двигателя. На рисунке 3.5 представлена осциллограмма токов обмоток Ll.l, L1.2, Lf, при синхронизации с 50% нагрузкой на валу. Здесь заметны сильные качания ротора и пульсации токов во всех ветвях статорных и роторных обмоток двигателя, амплитудой 1,65 номинального, длительность переходного процесса составляет 4 с. Здесь процесс синхронизации начался при промежуточном положении магнитной оси ротора и магнитного поля статора, что и вызвало подобный эффект.
Динамические процессы при аномальных режимах работы выпрямительного моста
Целью данных исследований является получение осциллограмм переходных процессов СДДЯ при наступлении любого из аномальных режимов и определение ветви с наиболее тяжелым режимом работы. Исследования динамических процессов при несимметричных аномальных режимах работы проводились на стенде, схема которого представлена на рисунке 4.7. Динамические режимы исследовались с помощью осциллограмм токов, регистрируемых на компьютере. При имитации аномальных режимов выпрямительного моста применение измерительных трансформаторов недопустимо ввиду того, что в токах обмоток присутствует постоянная составляющая, а сами токи - несинусоидальны. Здесь применялись Н-схемы рези-стивного делителя, осуществляющие линейное преобразование ток - напряжение [119, 126]. 1. Производим пуск двигателя и синхронизацию, подаем возбуждение на генератор нагрузочного устройства, устанавливаем в цепи нагрузочного устройства ток, соответствующий номинальной мощности на валу; 2. Включаем АЦП, подключенное к компьютеру, и производим выбор масштаба преобразования (уровня входного сигнала) и частоты дискретизации; 3. Обмотки прогреваются до рабочей температуры; 4.
Включаем регистрацию сигналов на АЦП; 5. Поочередно размыкая и возвращая в исходное состояние ключи SA1, SA2, затем SA1 и SA4, моделируем следующие режимы соответственно: обрыв одного вентиля, обрыв двух вентилей в фазе, обрыв двух вентилей в разных группах и фазах; 6. Устанавливаем наименьший масштаб входного сигнала АЦП (максимальное входное напряжение); 7. Моделируем кратковременную потерю возбуждения ключом КМЗ (двигатель переходит в асинхронный режим с возбуждением при восстановлении соединения) с последующим отключением двигателя от сети. При коротких замыканиях цепей выпрямительного моста повторяем пункты 1-5, в пункте 6 коммутируем ключ SA3. Короткие замыкания 2-х вентилей в фазе переводит двигатель в режим асинхронного хода без возбуждения. Обрыв одного вентиля выпрямительного моста приводит к появлению в токах проходной и опорной обмоток постоянной составляющей, величиной О, Ином (рисунок 4.8), которая вызывает дополнительный нагрев обмотки и приводит к искажению формы тока обмотки. В опорной обмотке L1.1 величина постоянной составляющей тока значительно меньше и практически не оказывает влияния на нагрев обмотки. При коротком замыкании одного или двух вентилей (рисунок 4.9) нарушается эффективная работа обмоток по выполнению АРВ, в токах обмоток появляется постоянная составляющая, искажается форма тока. Следствием такой неисправности является возрастание потерь в стали, перегрев обмоток, снижение КПД.
Установившиеся аномальные режимы работы выпрямительного моста характерны наличием токов обратной последовательности, амплитуды которых приведены в таблице 3.5, и подробно анализируются в главе 3 настоящей работы. Векторные диаграммы, приведенные на рисунках 4.10-4.13, показывают, что начальные фазы симметричных составляющих токов обратной последовательности, определенные для линейных токов двигателя в несимметричных режимах, меняют свою величину более чем на %12 (рисунок 4.10), тогда как в обмотке L1.2 (рисунок 4.11) начальная фаза изменилась мало. В обмотке L1.1 начальная фаза меняется в широких пределах (рисунок 4.10) и нет наиболее характерного отли Анализ векторных диаграмм токов двигателя (рисунок 4.13 ) позволяет сделать заключение о значительном влиянии несимметрии на АРВ двигателя, и следствием этого является ухудшение энергетических характеристик СДДЯ, однако данные режимы работы двигателя являются допустимыми для двигателя в течение 10 минут работы двигателя. Согласно требованиям ПУЭ, пуск современных серийных синхронных электродвигателей должен производиться, как правило, непосредственным включением в сеть (прямой пуск). При невозможности прямого пуска следует применять пуск через реактор, трансформатор или автотрансформатор. Для СДДЯ, работающего в приводе оросительных насосов, наиболее предпочтительным является пуск переключением статорных обмоток, так как обеспечивает наилучшие условия работы насосного агрегата и гидротехнических устройств и позволяет снизить пусковой ток до уровня 1,6 номинального. Несимметричные аномальные режимы работы СДДЯ, согласно проведенным исследованиям, в большинстве случаев (короткое замыкание или обрыв цепи одного или двух вентилей выпрямительного моста, обрыв цепи проходной обмотки,) не требуют немедленного отключения двигателя, но необходимо предусмотреть ряд мер, направленных на снижение риска повреждения двигателя от перегрева обмоток и повреждения вентилей выпрямительного моста. Эти режимы ухудшают перегрузочные и компенсирующие свойства СДДЯ, снижают предел устойчивости двигателя при колебаниях напряжения сети. Здесь достаточно наличие сигнализирующих устройств. Другие режимы, такие как неисправность щеточного узла возбуждения и неуспешное втягивание в синхронизм, требуют проведения определенных операций для продолжения безаварийной работы. Для обеспечения подобных операций необходимо специально разрабатывать устройства управления Пуск СДДЯ переключением обмоток также требует наличия специального устройства управления. Наиболее тяжелыми аварийными режимами можно считать обрыв питающей фазы и обрывы фазы опорной обмотки L1.1. В этих случаях возможно использование серийных защитных устройств [34, 35], действие которых направлено на отключение двигателя.
