Генераторлар мен электр қозғалтқыштарының сәйкес таңдалуы

Жақында бізге клиент келді. Олар шетелде өңдеу зауыты жобасын іске асыруда. Жергілікті электр желісінің қуат қабілеті жеткіліксіз және электрмен жабдықтау тұрақсыз. Сондықтан олар негізгі электрмен жабдықтау көзі ретінде өздерінің генераторлық орнатуын әкелуі керек. Клиенттің ең үлкен қиындығы — зауытта бірнеше электр қозғалтқышы бар, оларға: ұнтақтағыштар, желдеткіштер және тасымалдағыш ленталар кіреді. Олар генератор кішкентай болса, қуат жетпей қалады деп қорқады, ал егер үлкен болса, ақша кетеді деп ойланады. Мені генератор мен электр қозғалтқышын қалай сәйкестендіруге болатынын сұрады.

Бұл проблема өндірістік жобаларда өте кең тараған. Генераторлар мен электр қозғалтқыштарының сәйкестігі. Егер генератор тек электр қозғалтқышының номинал қуаты бойынша сәйкестендірілсе, онда проблема туындайды. Негізгі себебі — қозғалтқыш іске қосылған кездегі токтың шокы қалыпты жұмыс істеу кезіндегі токтан әлдеқайда жоғары болуы.

Қозғалтқыш іске қосылған кезде ротордың айналу инерциясын және жүктеменің кедергісін жеңіп, тыныштық күйден номинал айналу жиілігіне дейін үдету қажет. Бұл процессте қозғалтқыштың статорындағы ток өте тез өседі. Үшфазалы асинхронды қозғалтқышты тікелей іске қосқан кезде іске қосу тогы әдетте номинал токтың 5–7 есесін құрайды. Яғни, 30 кВт қозғалтқышы үшін қуат көзінің ток талабы тікелей іске қосу кезінде 150–210 амперге жетуі мүмкін, ал сәйкес қуат талабы қозғалтқыштың номинал қуатынан әлдеқайда жоғары болады.

Когда генератор жинақтау құрылғысы осы соққыға ұшыраған кезде негізгі көрсеткіштер — өтпелі кернеудің реттеу жылдамдығы мен қалпына келу уақыты. Жоғары ток әсерінен генератордың шығысындағы кернеу лездік түрде төмендейді. Егер ол тым көп төмендесе немесе қалпына келуі тым баяу болса, контактордың тұрақсыздығына, қорғаныс құрылғысының қате іске қосылуына және генератордың тікелей сөндірілуіне әкеледі. Сондықтан генераторлар мен электр қозғалтқыштарын сәйкестендіру — негізінде генератордың өтпелі қуат шығысы қабілеті мен қозғалтқыштың соққылы жүктемесінің арасындағы тепе-теңдік.

Электр қозғалтқышының іске қосылу әдісі генераторды таңдауға ең көп әсер етеді.

Тікелей іске қосу соққысы ең үлкен болып келеді және іске қосу тогының еселігі жоғары, бұл төмен қуатты қозғалтқыштарға немесе іске қосу моментіне жоғары талап қойылатын жабдықтарға қолайлы. Тікелей іске қосу қолданылғанда, генератор қуат көбінесе электр қозғалтқышының қуатынан 2,5–3,5 есе артық болады. Нақты көбейткіш генератордың ұялық жүйесінің сапасына байланысты. Тұрақты магнитті немесе цифрлық ұялық реттеуі бар агрегаттардың өтпелі реакциясы жақсырақ болады, сондықтан көбейткішті тиісті түрде азайтуға болады.

Кернеуді төмендету арқылы іске қосу — әсерді азайту үшін кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады; оған жұлдыз-үшбұрышты іске қосу, өзіндік байланысқан трансформатор арқылы кернеуді төмендету арқылы іске қосу жатады. Жұлдыз-үшбұрышты іске қосу тікелей іске қосуға қарағанда бастапқы токты шамамен үш есе азайтады, бірақ бастапқы момент те сондай өлшемде азаяды; бұл жүктемесіз немесе жеңіл жүктемелі іске қосу құрылғылары үшін қолайлы. Осылайша, генератордың қуаты әдетте электр қозғалтқышының қуатынан 1,5–2 есе артық болып конфигурацияланады.

Қазірше жұмсақ іске қосқыштар кеңінен қолданылады. Басқарылатын кремний арқылы кернеу реттеледі, сондықтан кернеу бірқалыпты өседі. Іске қосу тогы номиналды токтың 2–3 есе мәнінде болады. Іске қосу процесі тұрақты, генераторға әсері аз. Жұмсақ іске қосқыш орнатылған кезде генератор қуаты электр қозғалтқышының қуатынан 1,2–1,5 есе артық болуы керек.

Жиілік өзгерткіштің басқаруы — ең аз әсер ететін іске қосу әдісі. Іске қосу тогы негізінде электр қозғалтқышының номиналды тогынан аспайды, генераторға әсері шамалы. Дегенмен, жиілік өзгерткіш сызықты емес жүктеме болып табылады және гармоникалық тербелістер туғызады. Таңдау кезінде генератордың АВР (автоматты кернеу реттеуші) сипаттамасына назар аудару қажет, қажет болса гармоникалық сүзгі орнатылуы керек.

Басталу әдісінен басқа, жүктеменің сипаты да маңызды. Ауа компрессорлары, ұнтақтағыштар және су сорғылары сияқты ауыр жүктемелі басталу құрылғылары басталу процесі кезінде жүктемені тасымалдайды, бұл бос жүктемелі басталуға қарағанда әсері күштірек. Бір мезгілде бірнеше электр қозғалтқышы жұмыс істеген кезде әрбір электр қозғалтқышының қуатын қарапайым түрде қосуға болмайды. Бір уақытта жұмыс істеу коэффициентін ескеру қажет және ең қолайсыз жұмыс жағдайларын тексеру керек – мысалы, бір мезгілде бірнеше электр қозғалтқышының басталуы.

Сондай-ақ, қоршаған орта факторларын да ескеру қажет. Әрбір 1000 метр биіктікте генератордың шығыс қуаты шамамен 10% -ға азаяды, себебі ауаның сирелігі жылу шашылуы мен жану процесіне әсер етеді. Қоршаған ортаның температурасы 40℃-тан асқан кезде қуатты да төмендету қажет. Теңіз жағалауы мен шөл сияқты арнайы орталарда қорғаныс деңгейі мен коррозияға қарсы қорғаныс деңгейін де сәйкесінше жоғарылату қажет.

Тұтынушының өңдеу зауытына қайта оралғаннан кейін біз оған мыналарды ретке келтіруге көмектестік: 45 кВт өнімділікті бұзуыш, ауыр жүктемеде іске қосылу үшін жиілік трансформаторымен жабдықталған; 22 кВт желдеткіш, жүктемесіз іске қосылу үшін жұмсақ іске қосқышпен жабдықталған; сондай-ақ бірнеше төмен қуатты тасымалдағыш қозғалтқыштар, тікелей іске қосылады. Сонымен қатар, пайдалану коэффициенті 0,8 қабылданған, ең қолайсыз жұмыс жағдайларындағы іске қосылу реті ескерілген, соңында тұрақты магниттік ынталандыру мен цифрлық кернеу реттеуі бар 120 кВт генераторлық орнатқыш орнатылған. Құрылғыларды реттеуден кейін тұтынушыдан келген пікірлерге сәйкес, жабдықтар салыстырмалы түрде жұмыс істейді, кернеу тербелістері қабылданатын шектерде және жұмыс тұрақты.

Жалпы алғанда, сәйкестендірудің негізгі кілті — генератор және қозғалтқыш — қозғалтқыштың іске қосылу әсерін дәл бағалау мен генератордың өтпелі реакция қабілетінің тиімді таңдалуы. Іске қосу режимі, жүктеме сипаты, жағдайы мен көп машиналы координация міндетті талаптар болып табылады. Егер таңдау дұрыс жасалса, онда объектіде аз проблемалар туындайды.