Вы здесь

Контроль режимів роботи асинхроннихдвигунів при несиметрії напруг мережі

Автор: 
Попова Ірина Олексіївна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2003
Артикул:
3403U002413
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ НЕСИММЕТРИИ НАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ

2.1. Скорость теплового износа изоляции обмоток асинхронного двигателя как диагностический параметр теплового процесса
Скорость теплового износа изоляции является одним из объективных параметров, который характеризует работу асинхронного двигателя при несимметрии напряжения в установившемся режиме.
Скорость износа изоляции зависит от технических данных асинхронного двигателя: класса изоляции обмоток, номинального превышения температуры обмотки ?н, абсолютной номинальной температуры изоляции ?н, абсолютной установившейся температуры ?у обмотки, обусловленной режимом работы двигателя. Скорость теплового износа фазной изоляции асинхронного двигателя определим следующим образом [39]:
, (2.1)
где ?н - номинальная скорость теплового износа изоляции, бч/ч;
В - параметр, характеризующий класс изоляции асинхронного двигателя для различных изоляционных материалов, К;
н - абсолютная температура фазной обмотки асинхронного двигателя при симметричном напряжении, номинальной нагрузке на валу для данного класса изоляции и номинальной температуре окружающей среды, К;
у - установившаяся абсолютная температура обмотки, К.
На скорость теплового износа изоляции обмотки оказывает влияние температура окружающей среды ср. От нее зависит абсолютная установившаяся температура и установившееся превышение температуры обмотки:
. (2.2)
Установившееся превышение температуры обмотки зависит от технических данных асинхронного двигателя (сопротивлений обмоток r1?, r1?, x1?, x2?, x?), коэффициента потерь a и материала проводника, которому соответствует температурный коэффициент сопротивления ?, номинального скольжения Sн, критического скольжения Sк, а также режима загрузки двигателя.
, (2.3)
где - кратность тока в фазе по отношению к номинальному значению тока;
?н - номинальное превышение температуры обмотки, которое определяется классом изоляции, 0С;
- коэффициент потерь асинхронного двигателя.
Но, в первую очередь, скорость теплового износа изоляции является функцией температуры обмотки, которая зависит от величины силы фазного тока асинхронного двигателя. Особенностью работы асинхронного двигателя при несимметрии напряжения является то, что по его обмоткам протекают разные по величине фазные токи, следовательно, и скорость теплового износа изоляции обмоток будет разной.
Кратность тока в фазе равна отношению величины фазного тока, обусловленного типом, коэффициентом загрузки рабочей машины и несимметрией напряжения на зажимах асинхронного двигателя, к величине номинального тока при нормальном режиме его работы:
, (2.4)
где I - сила тока в фазе асинхронного двигателя, А;
Iн- сила номинального тока, А.
Коэффициент потерь а асинхронного двигателя находим из соотношения:
(2.5)
Используя параметры упрощенной Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя (рис.2.1), переменные потери при номинальном режиме работы двигателя определим следующим образом [39]:
; (2.6)
. (2.7)
Постоянные потери в магнитопроводе асинхронного двигателя при номинальном режиме работы определим из уравнения:
, (2.8)
где ?Рн - номинальные потери активной мощности в асинхронном двигателе, Вт.
Найдем с учетом технических данных двигателя: номинальной мощности на валу Р2н и номинального КПД ?н по формуле [90]:

=, (2.9)
где Р2н - номинальная мощность асинхронного двигателя, Вт;
?н - номинальный коэффициент полезного действия.
Учитывая, что основной нагрев изоляции обмоток происходит за счет потерь, выделяющихся в самой обмотке, а также за счет потерь в активной стали статора, зная, что скорость теплового износа изоляции обмоток двигателя при несимметрии напряжения различная, а между обмотками происходит теплообмен, скорость теплового износа фазной изоляции двигателя определим с помощью среднеквадратического значения силы фазного тока [91].
Скорость теплового износа изоляции обмоток двигателя зависит от технических данных В, ?н, ?н, , ?, r?1, r2?, x1?, x2?, sн, температуры окружающей среды ср и среднеквадратического значения силы фазного тока Iс.ф.,, то есть:
? = f(B, ?н,ср, ?н, a, ?, r?1, r2?, x1?, x2?, sн, Iс.ф.). (2.10)
2.2. Анализ фазных токов и напряжений асинхронного двигателя
Величины фазных токов асинхронного двигателя зависят от несимметрии напряжений сети и коэффициента загрузки рабочей машины. Как правило, источник ЭДС (синхронный генератор) создает симметричную систему фазных напряжений, а асинхронный электродвигатель является симметричной нагрузкой. Несимметрия напряжения на зажимах асинхронного двигателя создается за счет включения в симметричную трехфазную цепь несимметричных однофазных электроприемников [1, 32]. Предположим, что к сети подключены неравные однофазные нагрузки (между фазными и нулевыми проводами) и симметричная трехфазная нагрузка (асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами). Трехфазная сеть с несимметричной нагрузкой показана на (рис. 2. 2).

Расчетная схема цепи представлена на рис. 2.3.
Анализируя схему (рис.2.3), следует отметить, что токи , , , протекающие в фазах источника и ЛЭП, состоят из токов в фазах несимметричной статической нагрузки , , и токов в фазах симметричной нагрузки , , . Фазные токи симметричной и несимметричной нагрузок создают в ЛЭП падения напряжений . Векторная диаграмма напряжения и токов фазы А цепи приведена на рис. 2.4.

Для расчетной схемы цепи (см. рис. 2.3) векторная диаграмма напряжений представлена на рис.2.5.
К фазам несимметричной статической нагрузк