Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы и постановка задачи исследования 9
1.1. Состояние вопроса по проблеме исследования частотного пуска синхронных машин 9
1.2. Метод припасовывания 12
1.3. Метод разностных уравнений ... 14
1.4. Метод средних значений 15
1.5. Метод гладкой составляющей и непрерывной аппроксимации 15
1.6. Метод ф -функций 18
1.7. Методы, использующие точечное преобразование и обобщённые функции ,... 19
1.8. Операторный метод 21
1.9. Метод разрывных функций 21
1.10.Постановка задачи исследования 22
2. Математическая модель системы тиристорный прюбразоватішь частоты-синхронная машина и реализация ее на ЦВМ 24
2.1. Выбор системы координат для записи уравнений синхронной машины и тиристорного преобразователя частоты . 24
2.2. Уравнения переходных процессов синхронной машины 25
2.3. Выбор варианта тиристорного преобразователя частоты для исследуемой модели 31
2.4. Понятие коммутационного вектора 34
2.5. Использование переключающей функции для описания тока вентиля 39
2.6. Обобщённый вектор переключающих функций вентилей инвертора - коммутационный вектор 42
2.7. Свойства коммутационного вектора 45
2.8. Математическое описание системы импульсно-фазового управления 48
2.9. Математическое описание формирователей импульсов и вентилей силовой схемы 51
2.10.Математические выражения для описания связи между токами и напряжениями трёхфазной мостовой вентильной цепи 54
2.11.Шагающая система координат 56
2.12.Описание программной системы МАСС для моделирования динамических систем 57
2.13.Использование ПОЯ МАСС для реализации математической модели системы ТПЧ-СМ на ЦВМ 61
Выводы 65
3. Синхронный частотный пуск синхронных машин, питаемых статических преобразователей частоты 69
3.1. Состояние проблемы по синхронному частотному пуску синхронных машин 69
3.2. Исследование синхронного частотного пуска мощных синхронных машин, питаемых от преобразователей частоты в условиях изменения тока в заданных пределах... 70
3.2.1. Режим искусственной коммутации вентилей инвертора 72
3.2.2. Режим естественной коммутации вентилей инвертора. 85
3.3. Исследование переходных процессов при частотном пуске
СМ, питаемых от ТПЧ при стабилизации тока инвертора.. 91
3.3.1. Теоретический анализ процесса синхронного частотного пуска СМ, питаемой от ТПЧ 92
3.3.2. Численный метод расчёта процесса СЧП в зоне искусственной коммутации 98
3.3.3. Численный метод расчёта процесса СЧП в зоне естественной коммутации і 128
Выводы 138
4. Асинхронный частотный пуск синхронных машин,питаемых от преобразователей частоты 140
4.1. Состояние проблемы по асинхронному частотному пуску синхронных машин 140
4.2. Теоретический анализ асинхронного частотного пуска СМ, питаемых от ТПЧ 142
4.3. Исследование асинхронного частотного пуска СМ, питаемых от ТПЧ в условиях изменения тока в заданнех пределах 162
4.4. Исследование асинхронного частотного пуска СМ, питаемых от ТПЧ при стабилизации тока статора 169
4.5. Исследование асинхронного частотного пуска СМ, питаемых от ТПЧ с учётом бесщёточной системы возбуждения.Г7І
4.5.1. Математическая модель бесщёточной системы возбуждения 174
Выводы 186
Заключение 188
список использованных источников
- Состояние вопроса по проблеме исследования частотного пуска синхронных машин
- Выбор системы координат для записи уравнений синхронной машины и тиристорного преобразователя частоты
- Состояние проблемы по синхронному частотному пуску синхронных машин
- Состояние проблемы по асинхронному частотному пуску синхронных машин
Введение к работе
В материалах ХХУІ съезда КПСС указывается, что главная задача одиннадцатой пятилетки состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы.
Безусловной предпосылкой решения всех народнохозяйственных задач - и производственных и социальных - является развитие тяжелой индустрии, и в частности электроэнергетики, на базе развития науки и ускорения технического прогресса. Одним из аспектов решения этой задачи является повышение в оптимальных пределах единичных мощностей машин и оборудования при одновременном уменьшении их габаритов, металлоемкости, энергопотребления и снижении стоимости на единицу конечного полезного эффекта. С дрзггой стороны, применение сверхмощных машин рождает перед энергетиками новые задачи, так, например, пусковые режимы и переходные, вследствие различных возмущений, приводят к ухудшению показателей качества электрической энергии, что наносит прямой вред всем отраслям народного хозяйства и населению страны. Так, на основании [59J сделаны следующие количественные оценки годового ущерба от низкого качества электрической энергии (на уровне потребления 1975 года):
а) отклонения частоты (без учета ущерба от недоотпуска энергии и технологических потерь в отраслях народного хозяйства) - 4,5 млн.руб. ;
- б -
б) отклонения напряжения (без учета многих отраслей народ
ного хозяйства) - более 500 млн.руб., в том числе примерно
20 млн.руб. - на дополнительные потери в сетях 110-500 кВ ;
в) высшие гармоники и колебания напряжения (без учета тех
нологических потерь от колебаний скорости двигателей) - 200 млн.
рублей ;
г) смещение нейтрали и несимметрия напряжения основной час
тоты - 50 млн.рублей.
В общей сложности соблюдение нормативов на показатели качества электрической энергии позволило бы сэкономить не менее 3,5 млрд.кВт.ч электроэнергии в год, что составляет около Ъ% от потерь энергии в сети общего назначения.
Таким образом, решение проблемы пуска мощных машин, с одной стороны, позволит улучшить условия эксплуатации как питающей сети, так и самой машины, поскольку пусковые токи в (5-7 раз превышают номинальные значения, что приводит к снижению срока службы машины, с другой стороны улучшит качество электроэнергии.
Наиболее эффективно эта задача может быть решена с применением так называемого частотного способа пуска синхронных машин (СМ). В последние годы этот способ пуска находит все более широкое применение в особенности на гидроаккумулирующих электростанциях при запуске машины в режиме насоса. Применение на промышленных предприятиях синхронных двигателей мощностью 25-30 МВт так же поставило перед энергетиками проблему их пуска. И здесь задача с успехом может быть решена при применении частотного пуска двигателей.
Запуск турбогенераторов на тепловых электростанциях осуществляется после разогрева котла и испытаний тепловой части
ТЭЦ, на что уходит довольно продолжительное время, однако было бы целесообразно параллельно проводить и испытания электрической части, что значительно бы сэкономило общее время пуска турбогенератора. И в этом случае для запуска турбогенератора может быть с успехом применен частотный пуск.
Таким образом, задача исследования переходных процессов при частотном пуске мощных синхронных машин является актуальной на сегодняшний день.
Частотный пуск синхронных машин может осуществляться как от вспомогательного генератора, так и от тиристорного преобразователя частоты (ТПЧ), наиболее перспективным является второй способ, поэтому он и будет предметом исследований настоящей диссертации.
Для исследования переходных процессов в системе тиристорный преобразователь частоты-синхронная машина (ТПЧ-СМ) необходимо прежде всего иметь достоверную математическую модель указанной динамической системы. В настоящее время происходит переоценка классических методов анализа и синтеза динамических систем, обусловленная тем, что долгое время эти методы развивались без учета широких возможностей ЦВМ. Основным направлением совращения затрат на этапе программирования является переход от традиционных методов программирования к использованию современной технологии цифрового моделирования, заключающегося в создании и использовании специальных языков программирования, пакетов прикладных программ (ШШ) со средствами автоматической генерации данных и широкими функциональными возможностями.
Современные системы программирования в виде ППП с использованием специальных языков существенно упрощают процесс программирования, позволяя описывать алгоритм решения на уровне укрупненной блок-схемы.
ППП в форме программных систем предназначен для решения сравнительно больших по объему задач. Использование унифицированных программных единиц - программных модулей, позволило включать в пакет единую организующую программу, которая автоматически по запросу пользователя, вызывает и связывает модули. Связь пользователя с ППП осуществляется с помощью языковых средств программной системы, как правило, доступных для их быстрого освоения широким пользователем.
Проблемно-ориентированные ППП обычно реализуются в форме программных систем в основном по двум причинам: во-первых, именно программные системы способны обеспечить высокую степень автоматизации вычислительного процесса и, во-вторых, проблемно-ориентированные пакеты и предназначаются для тех областей применения, где основную роль играет широкий пользователь, для которого высокая степень автоматизации вычислительного процесса является важнейшим условием эффективной эксплуатации ППП.
Широкое использование ЦВМ на базе применения проблемно-ориентированного ППП с целью исследования переходных процессов в системе тиристорный преобразователь частоты-синхронная машина -одна из поставленных задач данной диссертации.
Состояние вопроса по проблеме исследования частотного пуска синхронных машин
Как уже было сказано выше, частотный пуск СМ может осуществляться как от вспомогательного генератора, так и от TIH. Первый способ fI4] в виду сложности практической реализации не нашел широкого применения. Гораздо более перспективным является пуск СМ от ТПЧ, а в ряде случаев он является единственным способом, поэтому несомненно требует глубоких теоретических проработок.
В настоящее время известен ряд работ, посвященных разработке данной проблемы. Так, в работе [13] ТПЧ представляется в виде эквивалентного трехфазного генератора переменной частоты. Уравнения, описывающие переходный процесс при пуске СМ, представляют собой уравнения движения математического маятника. Такая модель позволяет проанализировать условия успешного пуска СМ, но не дает возможности глубоко исследовать процессы ни в СМ, ни в ТПЧ. В работе зарубежных авторов [38] дается более детальное описание и исследование процесса частотного пуска СМ от ТПЧ, однако во внимание принимается только первая гармоника вращающегося поля статора, что может привести к ошибочным выводам, и кроме того на преобразователь накладывается ограничение по току в цепи звена постоянного тока. Ток ограничивается до определенной величины и поддерживается постоянным, а это приводит к тому, что отпадает необходимость в решении уравнений э.д.с. машины, что приводит к значительному упрощению системы дифференциальных уравнений, но в ущерб глубокому исследованию процесса.
В работе [II] авторы учитывают реальную форму кривой тока преобразователя, следствием чего является вывод о том, что ус пешный пуск СМ возможен не при любом начальном положении ротора, однако опять же на преобразователь накладываются ограничения по току.
Проблема частотного пуска СМ тесно переплетается с проблемой частотного регулирования скорости СМ [15,20 и др.] , а также асинхронных [4-6, 17-19, 21, 23, 24 и др.], поэтому подход к исследованию проблемы в общем-то известен.
Задача исследования переходных процессов в системе ТПЧ-СМ сводится к созданию математический модели ТПЧ, нагруженного на СМ. Математическая модель самой СМ известна, она описывается уравнениями Парка-Горева [2,39].
В разработке же математической модели системы ТПЧ-СМ в настоящее время известны три направления [20] .
Первое из них связано с использованием так называемого вентильного двигателя (ВД) [ 25,261. Управление вентилями преобразователя в этой системе осуществляется строго в соответствии с положением ротора, которое контролируется с помощью датчика положения ротора (ДПР). Однако, установка ДПР может быть оправдана, если СМ постоянно питается от преобразователя частоты и возможна работа в импульсном режиме в процессе регулирования скорости, а также при пуске СМ с большим моментом нагрузки на валу. Если же преобразователь частоты используется лишь для разгона агрегата с СМ с целью последующей синхронизации ее с сетью, то установка ДПР лишь усложняет конструкцию агрегата.
Кроме того, вентильному двигателю присущи следующие недостатки:
А. Наличие естественной коммутации ухудшает использование активных материалов СМ, требует принятия специальных конструкционных мер (добавочные полюса, компенсационная обмотка),.
Б. Зависимость длительности коммутационного процесса от соотношения намагничивающих сил якоря и возбуждения, что зачастую ограничивает диапазон регулирования, причем при естественной коммутации требуется очень мощная обмотка возбуждения, так как СМ всегда должна работать в режиме перевозбуждения.
В. Работа вентильного преобразователя как инвертора тока требует мощной демпферной клетки СМ и значительно повшает потери в ней.
Г. Наличие искусственной коммутации облегчает процесс коммутации в ВД и расширяет его возможности по регулирозанию, но значительно усложняет схему и повышает массо-габаритные показатели системы в целом.
Д. Управление процессом коммутации в ВД в зависимости от положения ротора СМ исключает возможность получить абсолютно жесткую характеристику ВД.
Второе направление связано с использованием преобразователей частоты с непосредственной связью (НПЧ). НПЧ был предложен Д.А.Завалишиным в 30-е годы. В данном типе преобразователя частоты нет звена постоянного тока: частота 50 Гц непосредственно преобразуется в меньшую, поэтому данный тип преобразователя успешно используется в низкочастотном электроприводе. Достоинством НПЧ является возможность глубокого регулирования скорости мощных приводов в области низких частот (0-Ю Гц).
Наконец, третье направление - это применение ТПЧ со звеном постоянного тока на базе автономного инвертора тока или напряжения.
Этот вид ТПЧ получил наиболее широкое распространение в электроприводе. Его разработке и исследованию посвящено большое количество работ [1,4,7-10,15-19,27-31 и др.]. Представля ется целесообразным применить этот вид ТПЧ и при создании модели ТПЧ-СМ для исследования частотного пуска СМ.
Трудности создания математической модели заключаются в том, что при коммутации вентилей схема дискретно переходит из одного состояния в другое. В настоящее время известны три пути преодоления этих трудностей: первый - для каждого состояния схемы составляются дифференциальные уравнения, решаются, и тем самым исследуется переходный процесс ; второй - составляется единая система дифференциальных уравнений для вентильной цепи, но при каждой коммутации изменяются ее параметры ; и, наконец, третий путь - это использование обобщенных векторов, которые при каждой коммутации дискретно изменяют свое положение, поэтому система уравнений остается неизменной, но следствием калдой коммутации является необходимость вычисления новых начальных значений.
Результатом исследований по указанным выше направлениям явились несколько методов расчета переходных процессов в вентильных схемах. Приведем краткую характеристику этих методов.
Выбор системы координат для записи уравнений синхронной машины и тиристорного преобразователя частоты
Система ТЇЇЧ - СМ в данной работе рассматривается как единое целое, однако основное внимание будет уделено динамике работы СМ.
Переходные процессы в синхронных машинах и методы преобразований координат рассматривались многими авторами [2,3,39-45] .
Форма записи уравнений переходных процессов в СМ зависит с одной стороны, от выбора положительного направления осей координат d,fy , к которым преобразуются дифференциальные уравнения и, с другой стороны - от различного написания основного закона электромагнитной индукции : С- Ы1 или Q dt
Существует большое количество различных форм записи уравнений Парка-Горева. Все эти различные формы отличаются только лишь знаками отдельных членов. Такое большое разнообразие форм затрудняет использование этих уравнений для практических целей и часто приводит к ошибкам.
В ГЗ] приводится детальное сравнение способов выбора координатных осей с точки зрения получения наименьшего количества общего числа нелинейных параметров СМ и периодических коэффициентов, входящих в исследуемую систему дифференциальных уравнений.
В общем случае избавиться от нелинейностей и периодических коэффициентов в дифференциальных уравнениях не удается, что приводит к применению для решения уравнений численных методов.
При применении численных методов для решения дифференциальных уравнений стремление уменьшить общее количество нелинейных членов и периодических коэффициентов в уравнениях становится уже не столь существенным. Определение периодических коэффициентов не представляет затруднений при численных методах расчета и в конечном итоге приводит к очень незначительному увеличению общего времени, потребного для решения дифференциальных уравнений, описывающих переходные процессы в электрических системах.
Принимая во внимание выше сказанное, в настоящей работе уравнения синхронной машины будут относиться к координатным осям d,ty , жестко связанным с ротором СМ, а уравнения ТПЧ к координатным осям, вращающимся с произвольной скоростью, Причем примем, что ось d совпадает с продольной осью ротора СМ, а ось Ср. отстает на ST/Z (рис. 2.1).
При записи уравнений СМ приняты следующие допущения: - распределение магнитного поля каждой из обмоток вдоль окружности воздушного зазора машины считается синусоидальным, т.е. влияние высших пространственных гармоник магнитного поля не учитывается ; - не учитывается неодинаковость магнитной проводимости, обусловленная наличием пазов и неравномерностью воздушного зазора машины по. расточке статора ; - не учитывается гистерезис, насыщение и вихревые токи, а стало быть, и потери в стали ; - при разложении в ряды Фурье индуктивностей и взаимоин-дуктивностей статора СМ учитывается два, а для взаимоинцуктив-ностей между обмотками статора и ротора один член разложения ; - обмотка возбуждения, продольная и поперечная успокоительные обмотки считаются одноосными.
Таким образом, при выводе уравнений принимается, чго кроме обмотки возбуждения ротор машины имеет одноосные продольную и поперечную успокоительные обмотки.
При сделанных допущениях электрическая машина может рассматриваться как сочетание магнитосвязанных электрических контуров. Каждый контур машины (фазные обмотки статора, обмотка возбуждения, успокоительные обмотки) имеет определенное потоко-сцепление г Режим каждого контура машины определяется уравнениями второго закона Кирхгофа.
Положительные направления токов в обмотках синхронной машины показаны на рис. 2.2. Кроме того, на рис. 2.2 обозначены: И Ы Мщ- напряжения соответственно обмотки возбуждения, продольной демпферной и поперечной ; Ц,І-ІСІ,ІІС{, - токи соответственно обмотки возбуждения, продольной демпферной и поперечной ; Ua,ile,Uc напряжения соответствующих фаз статора СМ ; (sQfl g ,Lc - токи соответствующих фаз статора СМ. Скольжение СМ будем считать положительным при скорости ротора выше скорости поля статора.
Состояние проблемы по синхронному частотному пуску синхронных машин
Теоретические исследования синхронного частотного пуска СЧП мощных СМ начались относительно давно, примерно 20 лет назад. Основные принципы данного способа пуска были изложены в работе [бі], затем этот метод получил дальнейшее развитие в работах [38,62,63J. Однако практическое внедрение этого метода до сих пор было крайне медленным в связи с техническими и экономическими ограничениями статических преобразователей и их аппаратуры заправлення и контроля.В настоящее время нашей промышленностью уже выпускаются преобразователи мощностью до 5 МВт, имеются опытные образцы преобразователя 8 МВт, в ЭНЙН им. Г.М.Кржижановского разработан технический проект статического регулируемого преобразователя частоты мощностью 15 МВт напряжением 15 кВ. Всё это позволяет всё шире внедрять в производство СЧП СМ как наиболее безболезненный с точки зрения эксплуатации как питающей сети, так и самой СМ.
Первые применения этот способ пуска нашёл на гидроаккумули-рующих электростанциях для пуска генераторов-двигателей мощностью 150 МВт и выше. В настоящее время он также начал широко применяться и для пуска мощных синхронных двигателей.
Поскольку в настоящий момент ещё нет серийного выпуска преобразователей, мощность которых бы была примерно равна мощности пускаемых ими СМ, то основным критерием при решении данной проблемы является минимум мощности преобразователя. Время пуска агрегата, как правило, не является определяющим, если параметры ре жима находятся в допустимых пределах с точки зрения теплового действия, В связи с этим СЧП СМ рассматривается в условиях ограничений по току преобразователя.
Для решения этой задачи есть два пути. Первый путь - это задать пределы ограничений по току инвертора и найти такой закон изменения напряжения и частоты преобразователя, чтобы СЧП СМ был успешным и в то же время ток не выходил за заданные пределы. Второй путь состоит в том, чтобы снабдить преобразователь устройством стабилизации тока, В этом случае усложняется схема управления ТПЧ, однако расширяются возможности управлением процесса.. Рассмотрим вначале первый путь. Достоинством данного пути решения задачи СЧП является значительное упрощение схемы регулирования ТПЧ, что в конешом итоге повысит его надёжность.
Вращающий момент СМ образуется при взаимодействии і?оков обмоток ротора и тока статора, поступающего от ТПЧ. Ток возбуждения (порядка 0,5-1,0 от номинального тока холостого тока) подаётся в обмотку возбуждения перед пуском от постороннего источника.
Ток ТПЧ с помощью тиристоров инвертора подключается поочерёдно к двум фазам статора СМ в определённой последовательности. Таким образом, действие инвертора сводится к работе тиристорного коммутатора, ключи которого переключают две фазы статора, например ВС, на пару фаз ВА., а затем на СА и т.д.
Пуск СМ производится в два этапа, в зависимости от скорости вращения поля статора, которая определяет возможность коммутации тока с одной фазы на другую. Непрерывный перевод тока с одной фазы на другую возможен только при наличии противо-э.д.с. со стороны обмотки статора СМ, достаточная величина которой появляется при скорости вращения ротора ,СМ порядка 0,1Л ном. При малой противо-э.д.с. статора ток в фазе снизить до нуля, что необходимо для перевода тока на другую фазу, можно с помощью перевода выпрямителя в режим инвертирования тока, накопленного в индуктивности сглаживающего дросселя и двух фаз С В и С,например) обмотки статора. После того, как ток ТПЧ спадёт до нуля, инвертор подключается к другой паре фаз обмотки статора (Вк) , выпрямитель отпирается и возбуждает эту пару фаз и т.д. Этот участок разгона СМ в режиме прерывистых токов называется зоной искусственной коммутации. При скорости вращения СМ 1 0,1 7 коммутация тиристоров происходит под действием противо-э.д.с. статора и этот участок разгона называется зоной естественной коммутации.
При наличии информации о положении ротора относительно фаз статора импульсы тока ТПЧ можно подавать в те фазы обмотга статора, которые обеспечивают знакоположительный вращающий момент в каждый момент времени С режим работы вентильного двигателя ) . Это обеспечивает надёжную синхронизацию СМ с ТПЧ на начальном этапе разгона СМ, минимальное время разгона в зоне искусственной коммутации, но требует установки специального датчика положения ротора. Следует отметить, что создание такого датчика для мощных СМ, имеющих обычно большой диаметр вала и большое число полюсов 30 - 60, является довольно сложной задачей. По этой причине в данной работе исследуется ТПЧ с унифицированной системой управления, не требующей установки датчика положения ротора.
Состояние проблемы по асинхронному частотному пуску синхронных машин
Асинхронный частотный пуск (АЧП) крупных СМ практически ещё нигде не применяется, однако в некоторых случаях, о которых ниже пойдёт речь, он был бы наиболее целесообразным способом пуска, хотя и тяжёлым с точки зрения работы преобразователя частоты.
Токи возбуждения современных мощных СМ достигают несколько тысяч ампер.Так для турбогенераторов 800 и 1200 МВт токи возбуждения в режиме номинальной нагрузки составляют соответственно 8000 и 10000 А. При токах выше 2500-3000 А и больших диаметрах колец, а следовательно, высоких окружных скоростях возникают трудности в выполнении контактных колец и щёточного аппарата. Некоторые иностранные фирмы преодолевают их путём усовершенствования щёточно-контак-тного аппарата - уменьшения габаритов, улучшения условий охлаждения, применения жидкометаллического контакта.Однако, опыт большинства зарубежных фирм и наша отечественная практика показывают, что одним из наиболее перспективных направлений развития для :Есрупных СМ является создание бесщёточных систем возбуждения. Синхронный частотный пуск СМ с такими системами возбуждения невозможен, поскольку ток в обмотке возбуждения начинает протекать только после того, как ротор наберёт определённое количество оборотов. В этом случае АЧП является единственно возможным, не считая, конечно, традиционных способов пуска (прямого, реакторного и т.д. ) .АЧП относится к кратковременным режимам, однако он сильно влияет на надёжность работы как самой СМ, так и питаемого преобразователя.Поэтому правильный выбор параметров режима, зависящих от конструкции СМ, от диапазона регулирования производительности рабочего ме ханизма, может повысить надежность работы всей системы ТВД-СМ в целом, упростить схему преобразователя частоты и его систему управления.
Начальная частота при АЧП, очевидно, должна быть гор.аздо выше, чем при СЧП, поэтому на первом этапе разгона ротора СИ процесс получается как при самостоятельном пуске, только при пониженной частоте.Для самостоятельного пуска, как известно, применяют демпферную обмотку в виде беличьей клетки, установленную на роторе или ротор выполняют в виде массивной бочки.
При асинхронном пуске СМ на полусинхронной скорости появляется провал асинхронного момента. Величина его, как показали исследования [52J , в меньшей степени зависит от активного сопротивления статора и в большей степени - от соотношения полных сопротивлений по осям d кс .
Большую роль при асинхронном пуске играет обмотка возбуждения и её система подключения. Для уменьшения явления одноосности необходимо обмотку возбуждения при пуске оставлять разомкнутоіі, что может привести к перенапряжению, опасному с точки зрения пробоя обмотки возбуждения. С дрзггой стороны, для улучшения вхождеїшя в синхронизм необходимо увеличивать крутизну моментной характеристики СМ в подсинхронной зоне, что достигается подключением сопротивления к обмотке возбуждения.
И.А.Сыромятников своими исследованиями показал, что опасность перенапряжения преувеличена, в действительности СМ можно пускать при разомкнутой обмотке возбуждения f5lJ . Исследования [2] по влиянию пускового сопротивления на асинхронные характеристики показывают, что при определённых значениях можно получить максимум крутизны моментной характеристики. В работах [53,54,55] установлено, что с увеличением сопротивления растёт начальный пусковой момент С10-15 %) и уменьшается величина пускового тока. Иногда применяют пуск с глухоподключённым возбудителем. В этом случае характеристика асинхронного момента проходит несколько ниже до критического значения, вследствие чего разгон происходит медленней, крутизна момента вблизи синхронной скорости выше, поэтому вхождение в синхронизм более плавное, однако некоторые СМ имеют провгл момента в полусинхронной зоне. Рекомендуется применять такой пуск для нагрузок СМ, момент которых не превышает 0,8 номинального.
Пуск сопровождается значительными перенапряжениями на выпрямителе. При таком асинхронном пуске может появиться тормозной эффект, который происходит вследствие того, что во время пуска со стороны статора в цепь возбуждения трансформируется значительная э.д.с,, выпрямляющаяся выпрямителем. Поэтому в цепи возбуждения имеется пульсирующий ток со значительной постоянной составляющей, которая и является причиной возникновения тормозного момента.Для определения величины тормозного момента и факторов, влияющих на него ниже будет смоделирована бесщёточная система возбуждения, при которой происходит аналогичный процесс.
Для определения начальных параметров АЧП СМ и вообще целесообразности его осуществления проведём теоретический анализ АЧП.
