CC BY
1УДК 621.8
Алимамедова С.Д.
преподаватель кафедры «Электромеханика»
Азербайджанский государственный университет нефти и химии
(г. Баку, Азербайджан)
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ В ОПРЕДЕЛЕНИИ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Аннотация: в статье дается краткий обзор о параметрах электрической машины, которые учитываются в определение устойчивости. Для примера дается расчет основных параметров трехфазного асинхронного двигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором.
Ключевые слова: электрическая машина, устойчивость, кратковременные перегрузки, колебание, вибрации.
Введение. Устойчивость электрических машин определяет их способность оставаться в рабочем состоянии при изменяющихся условиях эксплуатации или возмущениях. В общем случае, устойчивость электрических машин может быть рассмотрена с нескольких точек зрения:
1. Механическая устойчивость - связано с способностью механической системы машины оставаться в равновесии и продолжать работу без резких колебаний или вибраций. Например, в случае генератора, это может включать в себя способность ротора машины вращаться с постоянной скоростью даже при изменении нагрузки.
2. Электрическая устойчивость - относится к способности системы электрических машин поддерживать устойчивую работу при различных электрических возмущениях, таких как кратковременные перегрузки, короткие замыкания или изменения в электрической сети. Это может включать в себя
способность системы поддерживать стабильное напряжение и частоту в электрической сети.
3. Динамическая устойчивость - связано с поведением системы во времени и её способностью подавлять или адаптироваться к быстро изменяющимся условиям. Например, в случае электрического привода это может включать в себя способность системы быстро реагировать на изменения в командном сигнале и поддерживать стабильную скорость вращения.
Оценка устойчивости. Оценка устойчивости электрических машин обычно проводится с использованием аналитических методов, численного моделирования или экспериментальных испытаний. Точные методы и критерии устойчивости зависят от конкретного типа машины, её назначения и условий эксплуатации. Электрическая устойчивость двигателя переменного тока (ДПТ) обычно оценивается с точки зрения его способности поддерживать устойчивое напряжение и частоту в электрической системе при различных условиях эксплуатации. Основные аспекты электрической устойчивости ДПТ включают:
1. Устойчивость напряжения: ДПТ должен способен поддерживать стабильное напряжение на своих терминалах в пределах определенных допустимых значений, даже при изменениях нагрузки или внешних возмущений в электрической системе. Это важно для предотвращения повреждений машины и обеспечения нормальной работы других устройств в сети.
2. Устойчивость частоты: Для ДПТ, работающего в сети переменного тока, важно поддерживать стабильную частоту вращения ротора в соответствии с частотой сети. Это особенно важно для поддержания требуемых характеристик работы машины, таких как скорость вращения и выходная мощность.
3. Устойчивость при скачкообразных нагрузках: ДПТ должен быть устойчив к изменениям нагрузки, включая кратковременные перегрузки или изменения момента нагрузки. Он должен быстро реагировать на такие изменения и поддерживать стабильную работу без перегрева или повреждений.
4. Устойчивость при включении и выключении: ДПТ должен обеспечивать плавный пуск и остановку, чтобы избежать резких токовых или
напряженных пиков, которые могут повредить машину или другие устройства в электрической сети.
Для оценки и обеспечения электрической устойчивости ДПТ могут применяться различные методы, включая математическое моделирование, численные расчеты, экспериментальные испытания и стандарты безопасности и качества. Разработка и обеспечение устойчивости электрических систем является ключевым аспектом проектирования и эксплуатации электрических машин, включая ДПТ.
Пример расчета. Для примера рассчитаем основные параметры трехфазного асинхронного двигателя переменного тока (также известного как индукционный двигатель) с короткозамкнутым ротором.
Рассмотрим двигатель мощностью 5 кВт, напряжением питания 380 В, частотой питающей сети 50 Гц и скоростью вращения 1500 об/мин (синхронная скорость для частоты 50 Гц).
1. Расчет числа витков в статоре: Используем формулу:
N =---,
1.44 /•В^Асоз(в)
где, Е - линейное напряжение, / - частота, В - индукция, А - число витков на фазу, в - угол между полюсами. Примем индукцию В = 1.2 Тл, а угол между полюсами в =1800, так как у нас 2 полюса. Подставляем значения:
N = 380
1.44^50Л.2^Асоз(180)
Получаем:
380 380
N =-— , А =
1.44-50-1.2\А(-1) ' 1А4^501.ЪИ
2. Расчет числа витков в роторе: Обычно число витков в роторе принимается немного больше числа витков в статоре, например, на 2-3% больше. Допустим, возьмем 103% от числа витков в статоре.
3. Расчет длины активной части обмотки статора:
1а = А
где X - длина обмотанного провода.
4. Расчет мощности потерь в меди обмотки статора: Используем формулу Р =IЛ2*R, где I - ток, R - сопротивление обмотки статора.
5. Расчет механической мощности: Ртех = Рэл - Р п
Это базовый пример расчета параметров асинхронного двигателя переменного тока. При реальном проектировании могут учитываться дополнительные факторы и параметры, такие как коэффициент запаса, тип защиты и другие технические особенности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. S.A. Khanahmedova, S.Y. Shikhaliyeva, S.J. Alimamedova, S.M. Kerimova. «Some issues of designing a hybrid electric machine». International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" (IJTPE) Published by International Organization of IOTPE, Vol. 15, No 3, September 2023 https://www.researchgate.net/publication/378517978_IJTPE;
2. S.A. Khanahmedova, A.I. Mamedov "Mathematical analysis of the regulated DC motor of the hybrid system". International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" (IJTPE) Published by International Organization of IOTPE, December 2023. https://www.Researchgate.net/ publication/378517880_IJTPE_Journal
Alimamedova S.D.
Azerbaijan State University of Petroleum and Chemistry (Baku, Azerbaijan)
SOME QUESTIONS IN DETERMINING STABILITY OF ELECTRIC MACHINES
Abstract: the article provides a brief overview of the parameters of an electric machine that are taken into account in determining stability. For example, the calculation of the basic parameters of a three-phase asynchronous AC motor with a short-circuited rotor is given.
Keywords: electric machine, stability, short-term overloads, oscillation, vibrations.
