ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

Регулювання коефіцієнта потужності синхронного двигуна

У розділі 12.5 було зазначено, що при регулюванні струму збудження СМ, включеної паралельно з мережею, змінюється реактивна потужність. Оскільки син­хронний двигун завжди працює в режимі паралельного підключення до мережі, то до нього повністю відноситься сказане. Зміна реактивної потужності при заданій активній означає також зміну коефіцієнта потужності ^s9. Звідси випливає можли­вість регулювання струмом збудження ротора коефіцієнта потужності СД.

Пояснимо це за допомогою векторних діаграм СД, представлених на рис.12.13. Нехай при даному навантаженні струм збудження встановлений та­ким, що кут ф = 0, ^s<^ = 1, струм статора збігається з напругою за фазою. На­звемо цей струм збудження нормальним. Відповідно до цього режиму векторна діаграма зображена на рис. 12.13 векторами

UC = OB; - E0 = OA; I • X = AB; I = OC.

Якщо, не змінюючи навантаження на валу, змінювати струм збудження, буде змінюватися ЕРС якоря Е0 і кут 0, але момент

м=m. ^sin 0=m. sin 0' (12.15)

о X о X

залишається незмінним, тобто

E0sin 0= E0sin 0= (12 16)

= E0 sin 0” = const

Звідси випливає, що кінець вектора - Е0 при зміні струму збудження переміщу­ється по прямій А'А”, яка паралельна вектору напруги Цс. За цим слідкує зміна величини й фази індуктивного падіння напруги I-X і струму статора I. Оскільки

I X• cosф = E0- sin© = const, то й I - cosф = const.

Отже активна складова струму статора зберігається незмінною. Кінець вектора струму I при регулюванні струму збудження переміщується по прямій С'С”, перпендикулярній до вектора напруги Цс (рис. 12.13).

Таким чином, за рахунок струму збудження виявляється можливим зада­ти СД будь-який режим за коефіцієнтом потужності. При збільшенні струму збудження, в порівнянні з нормальним, струм статора випереджає напругу. Від­носно мережі двигун поводиться при цьому як активно-ємнісне навантаження. Двигун в такому режимі називається перезбудженим.

Перезбудженому двигуну відповідає векторна діаграма, представлена векторами - Е0 1KX, ис і I на рис. 12.13. Навпа­ки, при зменшенні струму збу­дження (недозбудження) дви­гун споживає відстаючий струм і являє собою активно - індуктивне навантаження ме­режі (вектори I", Е0”, I”X). Най­більший інтерес представляє режим нормальної роботи з соБф = 1 і режим перезбуджен - ня, коли двигун споживає випе­реджаючий струм. В останньо­му випадку за рахунок реактив­ної (ємнісної) складової струму двигуна досягається підвищен­ня соБф у мережі в цілому, оскі - 0 льки основне навантаження ме­

режі найчастіше має активно-

^ ^ ^ індуктивний характер.

СД звичайно розраховують для роботи при номінальному навантаженні в перезбудженому режимі з соБф = 0,8. Із зміною струму збудження змінюється не тільки фаза, але й величина струму статора. Залежність струму статора від струму збудження при даному навантаженні зображується U-подібною кривою (рис. 12.14). Мінімум струму статора має місце при нормальному струмі збу­дження, коли соБф = 1. Із зростанням навантаження мінімум U-подібних кривих зміщується у бік більших струмів збудження.

При зменшенні механічного навантаження на валу знижується активна складова струму статора, що розширює можливий діапазон регулювання реак­тивної складової. СД, який працює на хо­лостому ходу без навантаження, може бу­ти використаний як регульоване джерело реактивної потужності мережі. Для цього застосовують спеціальні СМ, які назива­ються синхронними компенсаторами.

На відміну від двигуна й генерато­ра синхронний компенсатор не відчуває механічних навантажень, тому розрахо­ваний лише на невелику механічну по­тужність, пов'язану з втратами холосто­го ходу. Синхронні компенсатори засто-

Рис.12.14 - Залежність струму статора совують в електричних мережах енер - СД від струму збудження госистем для регулювання напруги.