Глава 15

15.6. Самозапуск синхронных двигателей

При восстановлении напряжения после кратковременного перерыва в электроснабжении самозапуск синхронных двигателей возможен в случае, если в это время синхронные двигатели не были отключены или не выпали из синхронизма.

Если к моменту восстановления напряжения синхронный двигатель работает как асинхронный с каким-то скольжением, то процесс самозапуска нужно рассматривать как пуск асинхронного двигателя, но осуществляемый от той промежуточной частоты вращения, до которой он успел затормозиться за время отсутствия питания.

При расчете самозапуска синхронного двигателя решают следующие задачи:

проверяют влияние самозапуска на нормальную работу электроприемников и элементов сети;

определяют остаточное напряжение на зажимах двигателя, необходимое для разворачивания агрегатов;

находят момент двигателя, необходимый для надежного вхождения его в синхронизм;

вычисляют время пуска и температуру перегрева двигателя.

Во время отсутствия питания напряжение на зажимах двигателя падает по мере выбега. При уменьшении частоты вращения до 80 % номинальной напряжение снижается до 60 - 70 % номинального. Для поддержания напряжения в допустимых пределах применяется форсировка возбуждения синхронного двигателя.

В зависимости от характера нагрузки в узле допускается снижение напряжения на его шинах во время самозапуска синхронных двигателей в разных пределах:

при совместном питании двигательной и осветительной нагрузок с частыми и длительными пусками , а при редких и кратковременных пусках и самозапусках ;

при раздельном питании двигательной и осветительной нагрузок независимо от частоты и длительности пусков и самозапусков;

при люминесцентной осветительной нагрузке .

При питании двигателей через блок-трансформаторы напряжение ограничивается минимальным значением момента, необходимого для разгона агрегата.

Для проверки возможности самозапуска необходимо сопоставить средний асинхронный момент с моментом сопротивления механизма. Характеристика асинхронного момента определяется выражением, аналогичным приведенному выше для генератора.

В тех случаях, когда самозапуск неосуществим, можно применить автоматическую ресинхронизацию двигателя. Вхождение в синхронизм должно обеспечиваться действием форсировки возбуждения, повышающей максимальный синхронный момент. Для обеспечения ресинхронизации предусматривают разгрузку привода (механизма) и другие меры, облегчающие вхождение в синхронизм.

Время перерыва в электроснабжении, в течение которого двигатель не выпадает из синхронизма, определяется выражением

(15.35)

где - электромеханическая постоянная времени агрегата, состоящего из двигателя и механизма; - максимальный электромагнитный момент; - статический момент сопротивления.

На рис. 15.12 показана зависимость допустимого времени нарушения электроснабжения от электромеханической постоянной времени агрегата при различных значениях кратности максимального момента и статическом моменте.

Среднее критическое скольжение, с которого после подачи напряжения возбуждения под действием входного момента обеспечивается

Рис. 15.12. Зависимость допустимого времени перерыва в питании синхронных двигателей по условиям самозапуска

вхождение двигателя в синхронизм, можно рассчитать по формуле

(15.36)

где - кратность тока возбуждения при ресинхронизации; в случае отсутствия форсировки возбуждения .

Следовательно, критическим скольжением синхронного двигателя называется максимальное скольжение, при котором после подачи напряжения возбуждения обеспечивается вхождение двигателя в синхронизм. Чем больше критическое скольжение, тем меньше входной момент требуется для обеспечения самозапуска синхронного двигателя.