Бесщеточная система возбуждения компенсаторов

  Главная      Учебники - Энергетика     Справочник по электрическим машинам (И.П. Копылов) - 1988 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ..

 

 

8.5.4.

Бесщеточная система возбуждения компенсаторов

 

В синхронных компенсаторах мощностью 50—160 MB-А возбуждение бесщеточное, с применением реверсивной системы, с двумя обмотками на роторе. Основная обмотка служит для положительного возбуждения, а дополнительная обмотка создает встречный поток. Магнитодвижущая сила дополнительной обмотки составляет около 15% МДС основной обмотки. К основной обмотке ротора подключен диодный бесщеточный возбудитель положительного возбуждения, к дополнительной обмотке — возбудитель отрицательного возбуждения меньшей мощности. Возбудители выполнены герметически закрытыми. Они установлены с обеих сторон компенсатора. Якоря обращенных генераторов и блоки выпрямителей расположены на валу кймпенсатора.

К ярму магнитной системы, которое является частью корпуса возбудителя, при-

креплены болтами полюсы с обмоткой возбуждения. Полюсы, шихтованные из листовой стали толщиной 1,5 мм, имеют медную демпферную обмотку. Катушки возбуждения выполняются многослойными из изолированного провода марки ПСД.

Сердечник якоря шихтован из пакетов шириной 40 мм и спрессован фланцами. Обмотка якоря выполнена трехфазной, катушечной с изоляцией класса В. В возбудителе компенсатора 50 MB А число параллельных ветвей 8, в компенсаторах мощностью 100 — 160 MB-А — 12. Катушки укреплены в пазах клиньями, а в лобовых частях — стекло-бандажной лентой. Выводы параллельных ветвей каждой фазы присоединены к токо-собирательным кольцам, соединенным шинками с вращающимся выпрямителем. Нулевые выводы параллельных ветвей присоединены к одному кольцу. Остов якоря насажен на конец вала компенсатора.

Вращающийся выпрямитель выполняется в виде двух вентильных цепей. Платы, на которых крепятся вентили, имеют сварную конструкцию и омедненные контактные поверхности в местах крепления диодов.

Охлаждение возбудителя осуществляется водородом по замкнутому циклу через встроенные газоохладители. Необходимый напор создается распорками в радиальных каналах якоря.

Бесщеточные возбудители для отрицательного возбуждения выполняются аналогично. Якорь возбудителя прикреплен к торцу вала компенсатора, а вращающийся выпрямитель — к якорю.

Пуск и останов компенсатора обеспечивает схема автоматического управления. На панелях предусмотрена световая и звуковая сигнализация включения двигателей масло-насосов и водяного охлаждения охладителей. Имеется также возможность контроля температуры статора, водорода, масла и охлаждающей воды.

Компенсатор снабжен следующими видами защит: продольной дифференциальной токовой, минимальной напряжения, максимальной токовой, от потери возбуждения, частотной при снижении частоты.

Автоматический регулятор возбуждения обеспечивает также следующие режимы работы компенсатора: рабочий с положительным, нулевым и отрицательным возбуждением, форсировки возбуждения с ограничителем тока ротора до двукратного и снижением его до номинального после 50 с форсировки, быстрого развозбуждения путем перевода тиристорного преобразователя в инверторный режим.

8.5.5. Система водородного охлаждения компенсаторов

Аппаратура системы водородного охлаждения обеспечивает поддержание при эксплуатации компенсатора рабочего давления водорода, контроль чистоты водорода, пополнение утечек.

Для заполнения и удаления газа компенсатор имеет два коллектора: углекислотный в нижней части под корпусом статора и водородный в верхней части внутри корпуса.

Водород из коллектора газового поста поступает в корпус компенсатора через редуктор давления, который служит также для автоматического поддержания давления водорода в корпусе. Заполнение компенсатора водородом и его поддувку выполняют вручную. Чистоту водорода в корпусе контролируют газоанализатором, показания анализатора дополняются сигналом о понижении содержания водорода.

Для контроля отсутствия жидкости в корпусе применяется индуктивное реле уровня жидкости, которое подключается к углекислотному коллектору. При попадании воды из газоохладителей или масла из системы смазки подшипников реле подает сигнал; кроме того, возможна визуальная проверка наличия жидкости через маслоука-зательное стекло.

Температура водорода внутри корпуса контролируется с помощью термометрических сигнализаторов, устанавливаемых на выходе холодного газа из газоохладителя.

8.5.6. Пуск компенсаторов

Пуск компенсаторов — асинхронный при напряжении на обмотке статора, равном 0,4 номинального. При этом пусковой момент составляет 0,15-0,2 номинального (см. табл. 8.15) и длительность пуска —20 —35 с.

Компенсаторы мощностью 50, 100 и 160 MB А допускают повторный пуск в процессе выбега, а также в том случае, когда отключение произошло после короткого замыкания в сети и имело место кратковременное форсирование возбуждения (длительностью до 10 с). Перед пуском компенсатора подготавливают схемы водяной, масляной и газовой систем, проверяют сопротивления изоляции обмоток статора, ротора и подшипников.

8.5.7. Режимы работы компенсаторов

Компенсаторы могут работать с номинальной мощностью при изменении напря-

жения сети на + 5 %. При понижении напряжения на 10% ток статора может быть увеличен на 5 %, т. е. мощность снижается на 5 %.

При глубоких понижениях напряжения в сети (более 15%) включается форсированное возбуждение, которое автоматически снимается после восстановления напряжения или в случае, если длительность аварии в сети выше 30 — 50 с. Ток форсировки — двукратный. Дополнительное превышение температуры обмоток при этом — примерно 15 °С.

При изменении режимов охлаждения мощность компенсатора снижается, причем ограничение мощности определяется нагревом обмотки ротора. При повышении температуры охлажденного водорода выше 50 °С компенсатор отключается от сети.

При уменьшении температуры воды не более чем на 10 °С мощность может быть увеличена на 1,2% при воздушном охлаждении и на 0,8% при водородном на каждый градус снижения температуры охлаждающей воды. При уменьшении температуры воды более чем на 10 °С дальнейшее увеличение мощности не рекомендуется.

8.6. Синхронные двигатели

8.6.1. Классификация синхронных двигателей

Технически и экономически обоснованный нижний предел номинальных мощностей синхронных двигателей составляет 500-600 кВт. Синхронные двигатели с частотой вращения 1000 об/мин и ниже выпускаются с явнополюсными шихтованными роторами с демпферной обмоткой. Синхронные двигатели мощностью свыше 12 500 кВт с частотой вращения 1500 об/мин выполняют, как правило, с массивными полюсами без специальной демпферной (пусковой) обмотки.

Синхронные двигатели с частотой вращения 3000 об/мин — турбодвигатели - име-

ют неявно вЫрайсенное исполнение полюсов ротора. Роторы этих двигателей выполняют из массивной поковки так же, как роторы турбогенераторов.

Синхронные двигатели выпускают в основном на напряжение 6000 и 10000 В. Номенклатура низковольтных двигателей на напряжение 380 В, имеющих мощность до 320 кВт, последовательно сокращается, и они заменяются на более экономичные асинхронные двигатели. Широко распространенные синхронные микродвигатели рассматриваются в т. 2 Справочника.

Большинство типов синхронных двигателей выпускают как машины общего назначения. Многие серии и типы синхронных двигателей предназначены для привода конкретных типов механизмов: компрессоров, различного рода мельниц, вентиляторов, ре-зиносмесителей и грануляторов, экскаваторных агрегатов и др.

По форме исполнения в отдельную группу выделяют вертикальные двигатели, которые применяют для привода насосов. Горизонтальные двигатели могут иметь исполнение с двумя и одним подшипником и консольное исполнение.

Важными классификационными характеристиками синхронных двигателей являются степень защиты и система вентиляции и охлаждения. По этому признаку синхронные двигатели подразделяют на: открытые или брызгозащищенные, закрытые с разомкнутым циклом вентиляции, закрытые с замкнутым циклом вентиляции и встроенными водяными охладителями, закрытые с замкнутым циклом вентиляции с встроенными воздушными охладителями, закрытые взры-возащищенные продуваемые под избыточным давлением.

Большинство двигателей имеют самовентиляцию, однако в машинах больших габаритов для охлаждения применяют и вентиляторы-наездники.

В настоящее время для возбуждения синхронных двигателей применяют только полупроводниковые статические или бесщеточные системы возбуждения.

Статические возбудители, как правило, питаются от постороннего источника. Выпускаются двигатели, которые имеют для питания возбуждения специальную дополнительную обмотку в пазах статора.

Бесщеточные возбудители обычно встраивают в конструкцию двигателя. В сериях СТД и СТДП применяют бесщеточное возбудительное устройство, которое является самостоятельным изделием и пристраивается к двигателю.

В синхронных двигателях малых габаритов широко используют подшипники качения, в крупных — подшипники скольжения.

Диапазон габаритов синхронных двигателей весьма широк: внешние диаметры сердечников статоров нарастают от 740 до 4500 мм. В настоящее время проектируют сверхмощные двигатели. Наиболее распространенные серии явнополюсных синхронных двигателей имеют следующую структуру обозначения:

в которой: 1 — условное название серии и номер модификации; 2 — условное обозначение габарита; 3 — длина сердечника статора, см; 4 — число полюсов.

8.6.2. Синхронные явнополюсные

двигатели общего назначения

серий СДН и СДНЗ

Синхронные двигатели серий СДН и СДНЗ предназначены для привода насосов, мельниц, вентиляторов, дымососов и других механизмов с небольшими маховыми массами, которые не требуют регулирования частоты вращения.

Как правило, двигатели работают в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями. Температура окружающего воздуха по ТУ определяется от — 20 до + 40 °С (исполнение У). При этом среднемесячное значение влажности окружающей среды в наиболее теплый и влажный период должно быть не более 80% при температуре +20°С.

Степень защиты у двигателей СДН — IP00, двигателей СДНЗ —IP44. Двигатели работают в невзрывоопасной среде, не содержащей агрессивных газов и паров в концентрациях, которые могут разрушить металлы и изоляцию.

Двигатели этих серий выполняют со станиной на лапах, с двумя стояковыми подшипниками скольжения, с горизонтальным расположением вала с одним свободным цилиндрическим концом.

Корпус статора — сварной из листовой стали. Между пакетами сердечника статора имеются радиальные каналы для прохода охлаждающего воздуха. Сердечник запрессовывается в корпус и удерживается стяжными шпильками.

Обмотка статора — двухслойная, петлевая из обмоточного провода марки ПЭТВСД без дополнительной витковой изоляции. Корпусная изоляция — термореактив-

ная, класса нагревостойкости F, при этом температуры частей обмотки не превышают предусмотренных для изоляции класса В (ГОСТ 8865-70). Тепловое состояние обмотки и сердечника статора контролируют медными термометрами сопротивления, уложенными в пазы.

Магнитные колеса или остовы роторов выполняют из стального листового проката, их посадка осуществляется на вал двигателей с гарантированным натягом без шпонок.

Обмотка возбуждения намотана из неизолированной полосовой меди на ребро. Витки катушек изолированы друг от друга асбестовой бумагой и от корпуса — листами стеклотекстолита и гетинаксовыми (стекло-текстолитовыми) шайбами.

Пусковая (демпферная) обмотка выполнена из медных и латунных круглых стержней, замкнутых накоротко сегментами из полосовой меди.

Контактные кольца — стальные, подвес-

Таблица 8.16. Технические данные двигателей серий СДН-2 и СДНЗ-2 (напряжение

6 кВ, частота 50 Гц)

Типоразмер двигателей

Мощность, кВ

of я Я н к х о u S

JS.5

КПД,

Мтах^ном

^НОМ

Мп

■^ном

Ms=0,05А^ном

Момент инерции механизма при двух пусках, кг-м2

Масса общая, 103 кг

16-31-6

800

1000

95,3

2

6

0,85

1,5

375

4,4

16-36-6

1000

 

95,5

1,8

5,7

0,85

1,5

575

4,6

16-49-6

1250

 

95,9

1,9

6,6

1,1

1,8

750

5,6

16-59-6

1600

 

96,2

1,8

6,6

1,1

1,7

925

6,5

16-74-6

2000

 

96,6

1,8

7,0

1,2

1,7

1125

7,5

17-56-6

2500

 

96,7

1,9

6,8

1,3

1,5

1225

9,1

17-71-6

3200

 

96,9

1,7

6,6

1,3

1,4

1475

16

17-89-6

4000

 

97,1

1,7

7,0

1,4

1,4

1775

12,4

16-31-8

630

750

94,3

1,8

5,5

0,9

1,2

750

4,4

16-36-8

800

 

94,9

1,9

5,5

0,9

1,2

1150

4,6

16-46-8

1000

 

95,4

1,8

5,8

1

1,5

1400

5,4

16-59-8

1250

 

95,7

1,7

5,8

1

1,5

1700

6,4

17-21-8

2000

 

96,2

1,9

6,6

1,3

1,5

2200

9,1

17-71-8

2500

 

96,5

1,9

6,6

1,3

1,5

2775

10,7

16-36-10

630

600

94,4

1,8

5,0

0,75

1,4

1950

4,6

16-44-10

800

 

94,9

1,8

5,0

0,75

1,3

2200

5,2

16-56-10

1000

 

95,1

1,9

5,4

0,8

1,4

2775

6,2

17-44-10

1250

 

95,5

1,9

5,4

1,2

2775

7,5

17-51-10

1600

 

95,9

1,8

5,2

1

1,2

3200

8,5

17-64-10

2000

 

96,1

1,7

5,8

1

1,0

4025

10

16-36-12

500

500

93,7

1,9

5,2

1

1,3

2150

16-44-12

630

 

94,2

1,9

5,1

1

1,3

2475

4,7

17-31-12

800

 

94,3

1,9

4,7

1

1,1

2375

5,3

17-39-12

1000

 

94,9

1,8

4,5

1

1,0

2700

6

17-49-12

1250

 

95,3

1,9

5,2

1,1

1,2

3475

7,2

18-64-12

2500

 

96,2

1,8

6,5

1,2

1,4

5000

17

17-19-16

315

375

91,1

2,1

4,6

0,9

1,1

3150

3,9

17-21-16

400

 

91,4

2,1

4,4

0,85

1,1

3175

4,1

17-26-16

500

 

92,5

2,1

4,6

0,9

1,1

3750

4,5

17-31-16

630

 

93,3

2

4,5

0,85

4400

5,1

17-41-16

800

 

94,1

1,8

4,2

0,75

1,0

5200

5,8

19-39-16

1600

 

95,3

2,1

6,5

0,9

1,6

16000

16,5

17-26-20

315

300

91

2,6

4,5

0,9

1,0

5875

4,4

17-31-20

400

 

91,7

2,7

4,5

0,75

1,0

6225

4,9

17-41-20

500

 

92,8

2,5

4,6

0,75

1,1

7850

5,7

20-49-20

3150

 

96

1,8

4,5

0,8

0,9

21000

22

18-34-24

500

250

92,8

2,5

5

0,9

0,9

20000

8,9

19-34-24

1250

 

94,5

2,3

5

0,9

0,9

25 000

16,2

19-49-24

1600

 

95,3

2,4

5

0,9

0,8

20000

17

Таблица 8.17. Габаритные, установочные и присоединительные размеры, мм, двигателей серии СДН-2

Типоразмер двигателя

*1

*13

 

*31

hi

*34

d\

*5

*31

А37

'i

'14

'15

'зо

'31

'51

hi

СДН-2-16-31-6

32

1520

1320

750

750

700

130

141

1380

1500

250

355

400

2280

450

1200

225

СДН-2-16-36-6

32

 

 

 

 

 

130

141

 

 

250

400

450

2300

 

1250

200

СДН-2-16-49-6

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

250

500

450

2420

 

1380

230

СДН-2-16-59-6

40

 

 

 

 

 

160

174

 

 

300

560

500

2580

 

1480

230

СДН-2-16-74-6

40

 

 

 

 

 

160

174

 

 

300

630

560

2730

 

1630

250

СДН-2-16-31-8

32

 

 

 

 

 

130

141

 

 

300

355

400

2280

 

1200

225

СДН-2-16-36-8

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

250

400

450

2300

 

1250

200

СДН-2-16-46-8

36

 

 

 

 

 

150

162

 

 

250

500

400

2400

 

1350

250

СДН-2-16-59-8

40

 

 

 

 

 

160

174

 

 

300

560

450

2580

 

1480

230

СДН-2-16-36-10

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

250

400

450

2250

 

12Ю

185

СДН-2-16-44-10

36

 

 

 

 

 

150

162

 

 

250

500

400

'2330

 

1290

215

Продолжение табл. 8.17

Типоразмер двигателя

 

 

 

*31

Ь 32

*34

 

 

*з.

h 37

h

 

 

'зо

'31

'51

СДН-2-16-56-10

40

 

 

 

 

 

160

174

 

 

300

560

450

2510

 

1410

235

СДН-2-16-36-12

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

300

400

450

2250

425

1210

185

СДН-2-16-44-12

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

300

500

400

2330

 

1290

215

СДН-2-17-56-6

45 45

 

 

 

925

 

180 200

195 215

 

 

300 350

560

710

600 600

2640 2850

475

1610 1770

280

СДН-2-17-71-6

 

290

СДН-2-17-89-6

50

 

 

 

 

 

220

237

 

 

350

800

560

3030

1995

320

СДН-2-17-44-8

50

 

 

 

1125

 

180

195

 

 

300

500

400

2410

425

1430

285

СДН-2-17-56-8

50

 

 

 

 

 

180

195

 

 

300

560

450

2580

550

1550

285

СДН-2-17-71-8

50

 

 

 

 

 

200

215

 

 

350

710

450

2790

550

1710

295

СДН-2-17-44-10

45

1870

1600

1125

 

 

180

195

 

 

300

500

400

2410

425

1430

285

СДН-2-17-51-10

45

 

 

 

 

 

180

195

 

 

300

560

400

2530

450

1500

285

СДН-2-17-64-10

45

 

 

 

 

 

200

215

 

 

350

630

450

2720

450

1640

305

СДН-2-17-31-12

36

 

 

 

 

 

150

172

 

 

250

355

400

2210

425

1280

280

СДН-2-17-39-12

45

 

 

 

925

800

180

195

1530

1800

300

400

450

2340

425

1360

265

СДН-2-17-49-12

45

 

 

 

 

 

180

195

 

 

300

500

400

2490

450

1460

305

СДН-2-17-19-16

32

 

 

 

 

 

130

141

 

 

250

280

315

2020

 

1100

250

СДН-2-17-21-16

32

 

 

 

 

 

130

141

 

 

250

250

315

2040

 

1120

270

СДН-2-17-26-16

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

250

250

355

2090

 

1170

280

СДН-2-17-31-16

40

 

 

 

 

 

160

174

 

 

300

315

400

2020

425

1220

260

СДН-2-17-41-16

45

 

 

 

 

 

180

195

 

 

300

355

450

2300

 

1320

270

СДН-2-17-26-20

32

 

 

 

 

 

130

141

 

 

250

280

355

2090

 

1170

280

СДН-2-17-31-20

36

 

 

 

 

 

140

152

 

 

250

315

400

2150

 

1220

260

ного типа. Траверса для крепления силуми-новых щеткодержателей состоит из двух оцинкованных стальных шин, щетки — марки ГЗ.

Подшипники скольжения — стояковые, литые, разъемные, с кольцевой или комбинированной смазкой. Температуру подшипников контролируют с помощью термометров сопротивления.

Фундаментные плиты и балки — сварные из листового стального проката.

Двигатели серий СДН и СДНЗ допускают прямой асинхронный пуск от номинального напряжения сети. Из холодного состояния с интервалом не менее 5 мин возможны два пуска, из горячего состояния допускается один пуск. При этом средний статический момент сопротивления на валу двигателя в период пуска должен быть не более 0,4МНОМ-

Технические данные двигателей приведены в табл. 8.16. Рекомендуется, чтобы общее число пусков не превышало 500 в год.

Возбуждение и управление пуском и остановом двигателей осуществляется от ти-ристорных возбудителей типа ТЕ8-320 с напряжением питающей сети 380 В переменного тока.

Гарантийный срок для двигателей устанавливается 2 года со дня ввода в эксплуатацию при наработке 10000 ч.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей приведены в табл. 8.17.

 

 

 

содержание   ..  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ..