2015-05-26
543
Двигатель двухполюсный синхронный с неявно выраженным ротором, перевозбуждённый, напряжение на выводах U=3000 В. Двигатель приводит в движение механизм с моментом нагрузки М1=951 Н·м. Машина имеет синхронное индуктивное сопротивление Хсн=45Ом, полную мощность, потребляемую из сети, 
=380 кВА, частота сети f1=50 Гц.
Определить, насколько изменится нагрузочный угол 
двигателя с обмоткой якоря, соединённой в треугольник, а также перегрузочная способность и коэффициент мощности 
, если при неизменном возбуждении нагрузка потребует увеличения момента до М2=1471 Н·м.
Начертить векторные диаграммы, при этом пренебречь активным сопротивлением якоря, потерями, насыщением, а также рассеянием полюсов.
Решение:
1) Синхронный двигатель при моменте нагрузки М1 развивает на валу мощность:
кВт.
2) Так как, по условию задачи, потерями пренебрегаем, то 
. Определяем коэффициент мощности машины при первой нагрузке:
, 
.
3) Определяем фазный ток якоря (соединение якоря – Δ, Uф=Uл):
, 
= 
А.
4) Машина находится в перевозбуждённом состоянии, поэтому двигатель ведёт себя как емкостная нагрузка (на векторной диаграмме ток якоря фазный опережает напряжение фазное на угол 
). Если принять начальную фазу фазного напряжения равной нулю, то
= 
(А).
5) Согласно уравнению электрического равновесия для двигателя
.
6) Векторная диаграмма для первого случая нагрузки приведена на рис.11а.
Нагрузочный угол определяется из прямоугольного треугольника ОАВ:
= 
, 
,
- отрицательный (
отстаёт от 
) – режим двигателя.
7) Для неявнополюсной машины М=f(
) – синусоида, симметричная относительно осей координат
, 
,
,
Mmax= 
Н·м.
Перегрузочная способность 
.
При новой нагрузке.
8) Так как двигатель синхронный, скорость его вращения не зависит от нагрузки, 
поэтому можно определить активную мощность двигателя при новой нагрузке:
Вт.
9) Так как ток возбуждения не изменяется, не изменится и магнитный поток возбуждения, а, следовательно, останется постоянной и ЭДС 
. Поэтому из соотношения 
можно определить новый нагрузочный угол
,
угол отрицательный 
.
10) По уравнению электрического равновесия определяем ток якоря при новой нагрузке:
, 
,
.
11) Определяем новый коэффициент мощности 
, 
,
откуда 
(рис. 11б).
12) Перегрузочная способность в новом режиме:
Итак, нагрузочный угол увеличивается на 11,2о, перегрузочная способность уменьшается, коэффициент мощности увеличивается.
Векторная диаграмма для второго случая – рис.11б.
