Расчет синхронных двигателей с шихтованными полюсами. Расчет параметров и характеристик синхронных двигателей с массивным гладким ротором, страница 5

                                                                           (12)

          Для переходного сопротивления СД с учетом демпферной обмотки и сверхпереходных сопротивлений справедливы следующие соотношения:

                                     (13)

          Параметрами режима при пуске СД являются: активная и реактивная мощности, потребляемые двигателем из сети P, Q, ток статорной обмотки I и электромагнитный момент M:

                                                      (14)

где  и  - сопротивления, сопряженные комплексному входному сопротивлению схемы замещения СД по продольной и поперечной осям в асинхронном режиме при скольжении s, в соответствии со схемой замещения (рис.1)  равные:

(15)

          Зависимости от скольжения P(s), Q(s), I(s), M(s) при номинальном напряжении на выводах двигателя называются пусковыми характеристиками СД.

          В наиболее употребительных каталогах СД указываются следующие данные:

P_н                - номинальная мощность на валу двигателя;

U_н               - номинальное напряжение СД;

cosj_н         - номинальный коэффициент мощности;

h_н               - номинальный коэффициент полезного действия;

Mп, Мв       - кратность пускового (при s=1) и входного (при s=0.05) асинхронных электромагнитным моментов;

М_м              - кратность максимального синхронного момента;

I_п                 - кратность пускового тока;

Uf_н, If_н         - номинальные напряжение и ток обмотки возбуждения.

Алгоритм расчета параметров схемы замещения СДШП

          Основным требованием к алгоритму является соответствие расчетных параметров схемы замещения СД каталожным данным, т.е. параметры режима, соответствующие каталожным данным (например, Мп, Мв, Мм, Iп), но вычисленные через параметры схемы замещения, должны равняться этим каталожным данным.

          Активное сопротивление статорной обмотки в относительных единицах равняется потерям активной мощности в этой обмотке в номинальном режиме СД, которые составляют устойчивую долю (в среднем 0.25) от суммарных потерь активной мощности в СД:

                    R_ст= 0.25×(1-h_н) ×h_н×cosj_н                                        (16)

          Основным расчетным выражением для определения синхронного сопротивления X_d может служить выражение для максимального синхронного момента:

              (17)

где qм - внутренний угол СД, соответствующий максимальному синхронному моменту и максимальной активной мощности P_м в синхронном режиме; S_н - номинальная полная мощность СД, равная

                                                                           (18)

Номинальная синхронная ЭДС СД Еqн, определяется выражением:

                            (19)

X_q - поперечное синхронное сопротивление явнополюсного СД, составляющее относительно устойчивую долю (в среднем 0.6) от сопротивления X_d, т.е.

                                       X_q @ 0.6 X_d                                                    (20)

          Из выражения (17) с учетом соотношений (19) и (20) может быть получено ненасыщенное значение синхронного сопротивления X_d:

  (21)

          Остальные параметры схемы замещения СДШП определяются по методу последовательных приближений из условия совпадения одноименных каталожных и расчетных данных. Однако, поскольку каталожных данных существенно меньше, чем параметров схемы замещения, уравнения последовательных приближений необходимо дополнить рядом приближенных соотношений, характеризующих относительно устойчивые свойства СД.

          Сверхпереходное сопротивление X”d целесообразно выразить в виде итерационного соотношения через пусковой ток:

                                                   (22)

где X”_d⁽ⁱ⁾  и X”_d^(i-1)  - значения сопротивления X”_d на i-м и (i-1)-ом шагах процесса последовательных приближений; Iп - разность между каталожным I_п и расчетным I_п1 значениями пускового тока на очередном шаге приближения: