Ступенчатое уменьшение потока возбуждения

Ступенчатое уменьшение потока возбуждения стартера применяют для управления им в системах запуска турбоагрегата ТГ-16. Напряжение на якоре стартера в течение всего запуска постоянно и равно номинальному. На первом этапе пуска стартер работает при максимальном магнитном потоке Ф₁ значительно большем, чем поток Ф₂ на втором этапе (рис. 13.3).

Поток от значения Ф₁ до значения Ф₂ уменьшается при угловой скорости стартера ω₁, которая должна быть достаточно близка к угловой скорости идеального XX ω₁₀ = U/(С Ф₁). В противном случае уменьшение потока приведет к провалу, а не к возрастанию угловой скорости. В реальных системах запуска поток стартера уменьшают после вступления в работу турбины и частичной загрузки стартера. Стартер на втором этапе обеспечивает надежное сопровожде­ние турбины до скорости его отключения ω₂ и сокращает время второго этапа.

Электроэнергия, потреблен­ная от источника за весь за­пуск,

    .

В качестве условия переключения принимают равенство тока якоря в момент переключения и в конце пуска I ₁ = I ₂или (U-C ω₁ Ф₁)/R_A=(U-C ω₂ Ф₂)/R_A, откуда ω₁ Ф₁= ω₂ Ф₂.Выразив из последнего уравнения поток Ф₁, как Ф₁= Ф₂(ω₂/ω₁), получают

    .

Для определения оптимальной угловой скорости переключения потока находят экстремум функции

    ,

откуда ω₁=ω₂/2. Считая, что U=С ·ω₀·Ф₂; ω₂=0,7·ω₀ и, используя соот­ношение ω₁=ω₂/2, определяют:

расход электроэнергии при пуске:

              ;

к. п. д. пуска

              .

Время пуска определяют как суммарное время работы на первом и втором его этапах: t _П = t ₁ + t ₂.

На первом этапе пуска для угловой скорости используют уравнение

ω₀=ω_С+(ω_НАЧ-ω_С)_·ехр(- t/T _M). Дляэтого этапа ω=ω₁= ω₂/2; ω_С= ω₀/2; ω_НАЧ=0.

Тогда , где ;

Здесь .

Электромеханическая постоянная времени на первом этапе:

.

Используя общее решение для второго этапа ω=ω_С+(ω_НАЧ-ω_С)_·ехр(- t ₂ /T _M) и подставляя значения ω=ω₂=0.7ω₀; ω_НАЧ=0.5 ω₂=0.35 ω₀; ω_С=ω₀, получают . Время работы стартера t _П=1,07 T _M.

Изменение тока при этом способе управления для аккумуляторной батареи благоприятнее, чем при прямом пуске. Основной бросок тока (пусковой ток) на первом этапе быстро затухает. Второй бросок тока значительно меньше первого. Ступенчатое уменьшение потока возбужде­ния имеет преимущества перед прямым пуском по энергетическим пока­зателям и по времени запуска. Авиагенераторы, применяемые при запуске ВСУ в качестве стартеров, допускают значительную кратность тока воз­буждения.

В системах запуска ВСУ поток меняется в два этапа. На втором этапе ток возбуждения стартера ограничен сопротивлением в цепи возбуждения, на первом же это сопротивление шунтировано контактами контактора, управляющего запуском ГТД.