Пускові режими асинхронних електроприводів з урахуванням опору лінії системи електропостачання

Abstract

Розглядаються питання впливу активного опору лінії системи електропостачання на пускові характеристики асинхронних електроприводів. В розподільчих мережах низької напруги великої протяжності напруга у кінцевих споживачів може зменшуватись через значне падіння її в лінії електропередачі. Це падіння напруги буде залежати від величини струму в лінії. Пуск нерегульованих асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором характеризується відносно невеликою величиною пускового моменту за великих значень пускового струму, що може призводити до збільшення падіння напруги в лінії електропередачі під час пуску та, як наслідок, зменшення пускового моменту, який пропорційний квадрату прикладеної напруги. Таким чином, режим роботи електропривода з частими пусками буде негативно впливати на роботу інших споживачів електричної енергії. Проведено порівняння пускових характеристик за використання серійного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором та модифікованого з масивними торцевими феромагнітними екранами елементів роторного контуру поза робочим повітряним зазором, що забезпечує формування механічної характеристики «екскаваторного» типу. Досліджено вплив активного опору лінії електропередачі на величини пускових моментів та струмів для електроприводів з обома типами двигунів. Встановлено, що модифікований асинхронний двигун за рахунок більшої величини пускового моменту дозволяє здійснити пуск електропривода зі статичним моментом, рівним номінальному моменту двигуна, при досліджуваній зміні активного опору лінії до 1,5 відносно активного опору статорної обмотки двигуна, тоді як в електроприводі з серійним двигуном пусковий момент стає менше номінального при додатковому опорі більше 0,8 відносно активного опору статорної обмотки. Водночас більші значення пускового моменту забезпечують електроприводу з модифікованим асинхронним двигуном значно менші час пуску та споживання активної енергії, ніж у разі застосування серійної машини з однаковими умовами пуску. Таким чином, електропривод з асинхронним двигуном з масивними торцевими феромагнітними екранами фрагментів роторного контуру поза робочим повітряним зазором має суттєві переваги перед серійним двигуном у випадку роботи з частими пусками.

The issues of the influence of the active resistance of the power supply line on the starting characteristics of asynchron-ous electric drives are considered. In long-distance low-voltage distribution networks, the voltage at the end consumers may decrease due to a significant drop in the power line. This voltage drop will depend on the amount of current in the line. Start-ing unregulated induction motors with short-circuited rotor is characterized by a relatively small value of starting torque at high starting current values, which will increase the voltage drop in the transmission line during start-up and, consequently, reduce starting torque proportional to the square of applied voltage. Thus, the mode of operation of the electric drive with frequent starts will negatively affect the operation of other consumers of electricity. A comparison of starting characteristics using a serial asynchronous motor with a short-circuited rotor and modified with massive end ferromagnetic screens of rotor circuit elements outside the working air gap, which provides the formation of mechanical characteristics of the “excavator” type. The influence of the active resistance of the transmission line on the values of starting torques and currents for electric drives with both types of motors is investigated. It is established that the modified asynchronous motor due to the larger value of the starting torque allows to start the electric drive at static torque equal to the nominal torque of the motor at the studied change of line resistance to 1.5 relative to the active resistance of the motor stator winding, while in electric drive serial motor starting torque becomes less than the nominal with additional resistances greater than 0.8 relative to the active resistance of the stator winding. In turn, higher values of starting torque provide the electric drive with the modified asyn-chronous motor much less time of start and consumption of active energy, than at application of the serial car with identical conditions of start. Thus, the electric drive with an induction motor with massive end ferromagnetic screens of fragments of the rotor circuit outside the working air gap has significant advantages over the serial motor in the case of operation with frequent starts.