Расчет синхронных двигателей с шихтованными полюсами. Расчет параметров и характеристик синхронных двигателей с массивным гладким ротором, страница 8

R_ст, Rf, R₁ - соответственно активные сопротивления статорной обмотки, обмотки возбуждения и эквивалентного демпферного контура;

X_ad , X_s , X_sf , X_s1 - соответственно индуктивные сопротивления возбуждения взаимоиндукции между статорными и роторными обмотками и сопротивления рассеяния статорной обмотки, обмотки возбуждения и эквивалентного демпферного контура.

Рис.3. Схема подключения (а) и схема замещения по продольной (б) и поперечной (в) осям СДМР.

          В отличие от СД с шихтованным ротором СДМР характеризуется следующими особенностями:

1)  В связи с симметрией ротора по продольной и поперечной осям имеют место следующие соотношения:

                                                 X_d=X_q

                                                 X_ad=X_aq

                                                 X_s1d=X_s1q=X_s1                          (1)

                                                 R_1d=R_1q=R₁

2)  В массивном роторе СДМР необходимо учитывать поверхностный эффект, т.е. вытеснение тока в демпферных контурах ротора. Степень вытеснения в основном зависит от частоты наводимых в роторе токов, т.е. в конечном итоге от скольжения двигателя. Эффект вытеснения тока приводит к изменению активного R₁ и индуктивного сопротивления рассеяния X_s1 эквивалентного демпферного контура в зависимости от скольжения ротора.

Изменение сопротивлений эквивалентного демпферного контура определяется следующими зависимостями, вытекающими из теории массивного ротора:

                                                  (2)

                                     (3)

где R_1п, X_s1п, R_1c, X_s1с - активные и индуктивные сопротивления рассеяния демпферного контура соответственно при пуске (s=1) и в синхронном режиме (s=0).

В связи с тем, что сопротивления R₁ и X_s1 эквивалентного демпферного контура зависят от скольжения, то и все обобщенные параметры СДМР, в равчетные выражения для которых входят сопротивления R₁(s) и X_s1(s), зависят от скольжения.

          В частности, зависят от скольжения: сверхпереходные сопротивления X”_d и X”_q по продольной и поперечной осям:

                                (4)

                                              (5)

электромагнитные постоянные эквивалентного демпферного контура по продольной и поперечной осям при короткозамкнутой статорной обмотке:

                                                        (6)

При вычислении обобщенных параметров и параметров схемы замещения  СДМР, зависящих от скольжения, всегда следует оговаривать, какому скольжению они соответствуют.

          Параметрами режима при пуске СД являются: активная P и реактивная Q мощности, потребляемые двигателем из сети, ток I статорной обмотки и электромагнитный момент М. Эти параметры режима могут быть определены через параметры схемы замещения по следующим выражениям:

                                                      (7)

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.3):

(8)

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

          В наиболее распространенных 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;

M_п, М_в         - 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 СДМР