4h4-auto.ru

4х4 Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Работа синхронной машины в асинхронном режиме

Работа синхронной машины в асинхронном режиме

Практически все синхронные машины имеют демпферную систему. В явнополюсных машинах это короткозамкнутая обмотка типа «беличья клетка», уложенная в пазах на полюсных наконечников ротора. Обычно она неполная, т.к. в междуполюсных промежутках стержней демпферной обмотки нет. В неявнополюсных машинах роль демпферной системы выполняет массивное тело ротора, в котором в переходных режимах индуктируются вихревые токи. Они и создают демпферный эффект. Поскольку ротор неявнополюсных машин цилиндрический, то демпферная система у них практически симметричная, несмотря на наличие пазов, в которых располагают витки обмотки возбуждения.

При параллельной работе синхронных генераторов или при работе синхронной машины в режиме двигателя вполне возможны случаи выпадения машины из синхронизма с сетью. Причинами этого явления могут быть:

— резкое снижение напряжения сети Uс;

— уменьшение тока возбуждения машины и как следствие этого – уменьшение ЭДС машины Ег;

— резкое увеличение вращающего момента первичного двигателя при работе машины генератором или резкое увеличение момента сопротивления на валу при работе двигателем.

Выпадение из синхронизма произойдет, если будет нарушено условие устойчивости, в частности, если внешний момент (момент первичного двигателя) превзойдет максимальное значение синхронного момента или при увеличении угла θ свыше значения критического угла θВ. После выпадения из синхронизма угловая скорость ротора под действием внешнего момента станет больше синхронной, если машина работала генератором, или меньше синхронной, если машина работала двигателем. Естественно, что возникнет скольжение ротора относительно поля статора, сущность которого аналогична скольжению ротора асинхронного двигателя или асинхронного генератора. По мере отклонения скорости ротора от скорости поля статора это скольжение будет возрастать. Следовательно, синхронная машина станет работать в асинхронном режиме. При этом необходимо различать асинхронный режим возбужденной машины от асинхронного режима невозбужденной машины.

Допустим, что синхронная машина вышла из синхронизма за счет прекращения подачи питания в обмотку возбуждения. Допустим также, что машина работала генератором. При отсутствии тока возбуждения станет равным нулю электромагнитный тормозной момент генератора, он перестанет отдавать в сеть активную и реактивную мощность, а первичный двигатель увеличит частоту вращения ротора.

По мере увеличения частоты вращения возникнет скольжение так как |n| > |n1|. Следовательно, возникнет асинхронный электромагнитный тормозной момент как в генераторном режиме асинхронной машины. Работа синхронной машины в этом режиме соответствует начальной части асинхронной характеристики в третьем квадрате, как показано на рисунке 2. По мере увеличения скольжения электромагнитный тормозной момент возрастает и при некоторых условиях может уравновесить вращающий момент первичного двигателя. То есть будет отдавать в сеть активную мощность, практически равную мощности исходного синхронного режима. Однако ток в обмотке статора будет значительно больше, чем в исходном режиме, поскольку машина будет потреблять из сети реактивную мощность, необходимую для создания магнитного поля машины. Кроме того, в демпферной обмотке или в массиве неявнополюсного ротора будут протекать достаточно большие токи. Эффективность и возможная длительность этого режима зависит от конструкции ротора. Неявнополюсные машины имеют весьма мощную и симметричную демпферную систему, что обеспечивает им большой максимальный асинхронный момент, который в 2 – 3 раза превышает номинальный внешний момент синхронного режима. В явнополюсных машинах демпферная обмотка несимметрична, поэтому ее асинхронный момент невелик. Кроме того, он является пульсирующим Следовательно, эффективность асинхронного момента еще более снижается.

Таким образом, неявнополюсные синхронные машины в асинхронном режиме могут работать даже при номинальной мощности достаточно долго – около 30минут. Длительная работа в асинхронном режиме невозможна и у них, поскольку реактивная мощность и повышенные токи в обмотках статора и ротора ведут к перегреву машины и к необходимости снижения отдаваемой в сеть активной мощности. В явнополюсных асинхронный режим значительно более напряженный, поэтому длительность работы в этом режиме меньше и требует снижения отдаваемой в сеть активной мощности. Практически при отсутствии возбуждения в течение 10 – 15 сек.. машину необходимо отключить от сети.

Читайте так же:
Болгарский погрузчик регулировка клапанов

Следует отметить, что в любом случае при асинхронном режиме и отсутствии возбуждения обмотка возбуждения должна быть замкнута на гасительное (разрядное) сопротивление или замкнута накоротко для предотвращения пробоя изоляции.

Асинхронный режим при наличии питания обмотки возбуждения аналогичен режиму грубой синхронизации и сопровождается резкими бросками тока в обмотках, провалами напряжения особенно при больших скольжениях ротора относительно поля статора. Поэтому в случае выхода из синхронизма синхронной машины необходимо перевести ее в режим ресинхронизации в зависимости от конструкции машины и причины выхода в асинхронный режим. Во многих случаях ресинхронизация происходит автоматически, если выход из синхронизма произошел из-за кратковременного провала напряжения сети, а питание обмотки возбуждения не прерывалось. Иначе говоря, процесс самосинхронизации проходит после восстановления напряжения сети.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Способ точной синхронизации пригоден для всех синхронных генераторов, приводимых во вращение первичным двигателем того или иного типа, а также для синхронных двигателей и синхронных компенсаторов в тех случаях, когда они снабжены дополнительным разгонным двигателем, с помощью которого частота вращения может быть доведена до синхронной.  [1]

Недостатками способа точной синхронизации являются сложность и длительность процесса, особенно в условиях аварийного режима работы энергосистемы, сопровождающегося колебаниями частоты и напряжения, необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала, возможность тяжелых аварий при нарушении условий синхронизации.  [3]

Включение способом точной синхронизации занимает довольно много времени ( 5 — 10 мин) из-за необходимости произвести включение при вполне определенному: угловом положении ротора. Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации, при котором не требуется точная регулировка частоты вращения и углового положения ротора. Способ самосинхронизации может использоваться как для синхронных генераторов, так и для синхронных двигателей, снабженных дополнительным разгонным двигателем.  [4]

Включение способом точной синхронизации занимает довольно много времени ( 5 — 10 мин) из-за необходимости произвести включение при вполне определенном угловом положении ротора. Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации, при котором не требуется точная регулировка частоты вращения и углового положения ротора. Способ самосинхронизации может использоваться как для синхронных генераторов, так и для синхронных двигателей, снабженных дополнительным разгонным двигателем.  [5]

Включение способом точной синхронизации занимает довольно много времени ( 5 — 10 мин) из-за необходимости произвести включение при вполне определенном угловом положении ротора. Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации, при котором не требуется точная регулировка частоты вращения и углового положения ротора. Способ самосинхронизации может использоваться как для синхронных генераторов, так и для синхронных двигателей, снабженных дополнительным разгонным двигателем.  [6]

При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.  [7]

При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.  [8]

Неоспоримым преимуществом способа точной синхронизации является безударное включение, при котором система не претерпевает ни толчков тока, ни провалов напряжения, что особенно существенно для включения агрегатов соизмеримой мощности.  [9]

При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.  [10]

При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической или полуавтоматической точной синхронизации.  [11]

Читайте так же:
Зил 133 мост регулировка

При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.  [12]

При включении способом точной синхронизации генератор разворачивается до частоты, близкой к синхронной, и возбуждается. Затем вручную или с помощью автоматики уравниваются частоты и напряжения синхронизируемого генератора и сети. После этого подается команда на включение генератора в сеть.  [13]

Включение генератора по способу точной синхронизации стремятся производить с минимальным толчком тока синхронизации, для чего стараются получить угол 6 в момент включения, равный нулю. При этом угол непрерывно изменяется на 360 за один период скольжения, вследствие чего толчок тока синхронизации зависит от момента подачи команды на включение выключателя.  [14]

Для включения генератора по способу точной синхронизации без броска тока в статоре и без резкого изменения вращающего момента ротора должны быть соблюдены три условия: равенство значений напряжения генератора и сети; совпадение этих напряжений по фазе; равенство частот генератора и сети.  [15]

Синхронность и асинхронность процессов

Мир может многому научиться у программистов. Он и так учится, только не тому и не так. Например, взял процессы и алгоритмы, но не заметил такого подхода, как асинхронность.

Любому программисту понятно, что такое синхронность и асинхронность. Вот насколько это понятно программисту, настолько это непонятно и обычным разработчикам процессов.

Синхронные действия процесса – те, которые выполняются в основном потоке, в рамках одного экземпляра процесса. Ключевое отличие синхронного режима: следующее действие начинается только тогда, когда завершено предыдущее. Соответственно, пока одно действие не завершено, процесс стоит колом.

Асинхронные действия – те, которые выполняются параллельно основному потоку, либо в том же экземпляре процесса, либо вообще в другом процессе. Ключевое отличие асинхронного режима: параллельное выполнение двух и более ветвей процесса.

Синхронные процессы, как и программы, писать и отлаживать намного проще, поэтому такой подход к конструированию процесса очень сильно распространен. С асинхронностью надо много возиться, особенно – с обозначением точек перехода в параллельное выполнение и возврата обратно, в русло основного процесса. В жизни ведь нет промисов.

Например, тот же процесс закупок по заявке. Рисуется стандартно, как последовательность действий: появилась заявка, снабженец выбирает поставщика, запрашивает сроки и стоимость, согласует с продавцом или отделом внутреннего контроля, формирует заказ поставщику, запрашивает в юридическом отделе или в бухгалтерии оценку контрагента, создает заявку на оплату, ждет этой оплаты, отслеживает заказ, потом организует или отслеживает оприходование на складе, чтобы, в конце концов, закрыть заявку. Процесс полностью синхронен.

Теперь представим – в нашей информационной системе не подключен сервис оценки поставщиков. Значит, юридическому отделу нужно собирать информацию из открытых источников. Значит, на выполнение оценки требуется время. С учетом очереди заявок к юристам, пройдет дня три.

Что в это время будет с процессом? Согласно синхронной логике, он будет стоять колом. Снабженец, будучи верным элементом системы, и пальцем не пошевелит, пока не получит оценку поставщика – особенно, если предусмотрены санкции за работу с непроверенными контрагентами.

Можем мы здесь добавить асинхронности? Конечно. В тот момент, когда снабженец выбрал поставщика, он может отправить заявку на оценку контрагента в юридический отдел, а сам пока будет вести переговоры, согласовывать цены и сроки. К тому моменту, когда он будет готов разместить заказ, и оценка подоспеет. Процесс закончится раньше на три дня.

Конечно, юристы могут возмутиться – чего это мы будем оценивать поставщика, если вы там еще четко не решили, будете ли у него заказывать? Что им ответить?

Решение напрашивается само собой, выше мы его уже обозначили – подключить сервис оценки поставщиков. Теперь мы еще лучше понимаем, зачем оно нужно – для придания асинхронности и ускорения процесса. Хотя, сервис, наверное, будет как раз синхронным. Как думаете?

Читайте так же:
Vmware синхронизация времени виртуальных машин

Если сервис не подключать, то можно оправдать такую оценку работой «впрок». Если в вашей информационной системе есть куда записать данные оценки, то в следующий раз, когда возникнет потребность в работе с этим поставщиком, обращаться в юридический отдел уже не придется. Конечно, у оценки есть срок годности, но в некоторых разумных пределах ей пользоваться можно.

В асинхронности обычно пугает отсутствие гарантий, то есть риск негативного результата в одной из параллельных ветвей процесса. Что делать, если согласование закончится неудачей?

Тут нужна статистика. Если вы работаете с существующим процессом, то примерно, или точно, представляете себе, как часто определенные действия заканчиваются негативно – например, согласования. Вот из этой вероятности и стоит исходить, запуская параллельное выполнение.

Асинхронность прям напрашивается во все процессы согласования. Если там работать только по синхронному режиму, да еще и идти на поводу у согласующих, то выстраиваются длинные, взаимозависимые цепочки, порождающие бюрократию и круговую поруку.

Типичный пример: «я буду согласовывать только после того, как согласует вот он». Или «я посмотрю на этот договор только после финансистов». Хотя, если верить статистике и здравому смыслу, подобные постановки не имеют под собой оснований, и являются лишь способом переложить ответственность.

Тут главное – не переживать, и не браться за все сразу. Попробуйте выделить в асинхронный режим сначала одну ветвь согласования. Возможно, потребуется пересмотреть задание, параметры согласования – так, чтобы исключить взаимозависимость.

Например, пусть финансовый отдел, стоящий в цепочке согласования договора, смотрит только на условия оплаты. Пусть у него будут свои, понятные критерии оценки. Лучше, если они будут формализованы в виде типового договора – например, 100% постоплата для поставщиков, 100 % предоплата для покупателей. В таком случае договоры, удовлетворяющие критериям, будут проскакивать на раз. И у финансистов не останется повода ждать оценки от тех же юристов.

Единственное, что важно: асинхронные процессы очень сложно реализовать без автоматизации. Если процессы, их исполнение и отслеживание реализованы только на бумаге, то добавление параллельных ветвей превратит их в хаос. Нужна автоматизация.

Лучше всего для такой автоматизации подходит принцип «Автозадачи». Хотя, можно обойтись и стандартными средствами рисования процессов, которые есть в современных платформах, только придется повозиться.

Стандартные «рисовалки» процессов потребуют от вас обозначить весь процесс, все ветви и взаимосвязи. Если процесс сложный и длинный, то вы столкнетесь с проблемой – он банально перестанет влезать на экран, в ширину. Если вы учились в институте на программиста, то помните такое правило оформления алгоритмов: не более трех параллельных вертикальных ветвей. Правило придумано не просто так – если ветвей будет больше, понять схему алгоритма будет проблематично.

Автозадачи от этой проблемы избавляют – там изображения процесса нет вообще, т.к. отсутствует такая сущность – процесс. Есть задачи. Если очень хочется, можно из них собрать процесс. Но не наоборот. Эдакий дедуктивный метод рисования процессов.

Кроме асинхронности, есть еще более мощный метод оптимизации – буферизация процессов. О нем – в другой раз.

Синхронизация в сетях нового поколения: три пути решения проблем

Изначально технология Ethernet разрабатывалась исключительно для использования в локальных сетях. Методы линейного кодирования информации на физическом уровне выбирались в соответствии с задачами, которые не предполагали передавать синхросигнал. В сетях SDH изначально использовались линейные коды NRZ, которые приспособлены для передачи синхронизации на физическом уровне канала связи. При создании технологии Sync Ethernet физический уровень и методы кодирования были заимствованы у технологии SDH, а второго (канального) уровня изменения практически не коснулись. Структура кадров осталась неизменной, за исключением SSM-байта статуса синхронизации. Его значения также были заимствованы в технологии SDH.

Читайте так же:
Простой способ отрегулировать фары


Принцип передачи синхронизации по протоколу Sync Ethernet

К преимуществам технологии Sync Ethernet можно отнести использование SDH-структуры физического уровня, а вместе с этим — огромный и бесценный опыт проектирования и построения сетей тактовой сетевой синхронизации. Идентичность методов сохранила актуальность старых рекомендаций G.803, G.804, G.811, G.812 и G.813 в новой технологии. Дорогие устройства — первичные эталонные генераторы (ПЭГ), вторичные задающие генераторы (ВЗГ) — могут быть задействованы также и в новой транспортной сети, построенной на стандарте Sync Ethernet.


Типовая схема синхронизации с использованием технологии Sync Ethernet

К недостаткам можно отнести то, что во всей сети передачи каждое устройство должно поддерживать новый стандарт, и, если в линии остается устройство, которое не поддерживает Sync Ethernet, то все устройства, которые стоят за этим узлом, не могут работать в синхронном режиме. Следовательно, требуются большие материальные затраты на модернизацию всей сети. Так же к недостаткам следует отнести, что данный метод поддерживает передачу только частотной синхронизации.

Использование протокола PTP (IEEE1588v2)

И последний способ передачи синхронизации, который в последнее время становится все более популярным, — это протокол Precise Time Protocol (PTP). Он описан в рекомендации IEEE 1588. В 2008 году вышла вторая версия этого документа, которая описывает использование протокола в телекоммуникационных сетях. Precise Time Protocol достаточно молодой, но сама технология передачи времени была заимствована у протокола Network Time Portocol (NTP). Протокол NTP в своей последней версии не дает точность, которая необходима для современных приложений, и поэтому он остался хорошим средством для временной синхронизации, которое широко используется в синхронизации серверов, распределенных баз данных и т.д. Но в построении сети тактовой сетевой синхронизации подходит логическое продолжение протокола NTP — это протокол PTP. Сетевыми элементами, которые участвуют во взаимодействии по протоколу PTP, являются следующие устройства: PTP Grand Master и PTP Slave. Обычно Grand Master берет синхронизацию от GNSS приемника и, используя эту информацию, обменивается пакетами с Slave устройством и постоянно корректирует временные расхождения между Grand Master и Slave устройствами. Чем активнее будет этот обмен, тем точность корректировки будет выше. Минусом такого активного обмена является увеличение полосы пропускания, которая выделяется для протокола PTP. Самой главной проблемой в расчете расхождения временных интервалов является то, что между устройствами Grand Master и Slave могут стоять «классические» маршрутизаторы 3 уровня. Термин «классические» в данном случае употреблен для того, чтобы подчеркнуть, что данные устройства ничего не понимают в протоколе PTP 5 уровня.

Задержками в буферах таких маршрутизаторов управлять достаточно сложно, и они носят случайный характер. Для того чтобы осуществлять контроль над этими случайными ошибками, а также чтобы расчет расхождения времени между Grand Master и Slave был точнее, в протоколе PTP был введен специальный параметр — метка времени (Time Stamp). Эта метка указывает на время прохождения пакета через маршрутизатор. Если на всем пути от Grand Master до Slave маршрутизаторы будут обладать функциональностью PTP и выставлять метку времени, то случайную ошибку, связанную с прохождением пакетов PTP через IP сеть, можно будет свести к минимуму.


Пример построения сети синхронизации на протоколе PTP

Сравнение методов передачи синхронизации в пакетных сетях нового поколения

Функциональность PTP на маршрутизаторах не является обязательной, но очень рекомендуется при использовании протокола PTP. Следует отметить, что большинство производителей маршрутизаторов включают эту функциональность в свои устройства. Пример построения схемы синхронизации для мобильного оператора представлен на рисунке ниже. Преимуществом PTP является то, что протокол ориентирован для передачи всех трех видов синхронизации: частотной, фазовой и временной. Основной недостаток протокола — это зависимость от нагрузки. При перегрузках на IP сети, которыми сложно управлять, очень сложно гарантировать строгое выполнение норм передачи синхронизации по сети.

Читайте так же:
Регулировка клапанов двигателя мотокультиватора
ТехнологияПреимуществаНедостатки
GNSSПредоставление частотной, фазовой и временной синхронизации.
Не зависит от нагрузки сети.
Обязательная установка антенны. Невозможность использования в закрытых помещениях. Возможные помехи от других радиоустройств. Резервирование предоставляется только установкой второго приемника GNSS
Sync EthernetНе зависит от нагрузки сети. Схожесть с сетью SDHПредоставляет только частотную синхронизацию. Необходима поддержка Sync Ethernet всеми элементами сети
PTPПредоставление частотной, фазовой и временной синхронизации.Зависит от загрузки сети.

Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, которые приведены в таблице. Чтобы определить правильный подход, рекомендуется учитывать много критериев, которые специфичны для различных сетей.

Синхронный и асинхронный двигатель отличия

Для приведения в движение различных станков или механизмов на предприятиях тяжелой и легкой промышленности в большинстве случаев используются электродвигатели переменного тока. Электрические машины постоянного тока распространены в меньшей мере и чаще всего применяются в качестве тяговых агрегатов на городском электротранспорте, поездах, складских погрузчиках и тележках.

Чтобы достичь максимальной энергоэффективности производственных процессов, нужно правильно подходить к выбору двигателя для привода.

Синхронный и асинхронный двигатель – отличия для чайников

Конструкция асинхронных и синхронных электрических машин практически одинакова. У обоих электродвигателей есть неподвижный статор, состоящий из обмоток (катушек), которые уложены в пазы сердечника, набранного из пластин, выполненных из электротехнической стали, и подвижный ротор. Обмотки статора сдвинуты друг относительно друга на угол, равный 120°, поэтому проходящий по ним электрический ток создает вращающееся магнитное поле, которое вовлекает в движение ротор. Вот именно здесь и проявляется основное отличие этих электрических машин – конструкция ротора, от которой зависит скорость его вращения.

Асинхронный двигатель

Ротор такого двигателя может быть короткозамкнутым или фазным.

Вне зависимости от типа ротора в этих двигателях частота вращения ротора всегда будет меньше скорости вращения магнитного поля статора. Эта разница обусловлена законами физики:

  • силовые линии магнитного поля статора, пересекая замкнутый контур ротора, индуцируют в нем электродвижущую силу, а значит и собственное магнитное поле;
  • в результате взаимодействия этих полей, имеющих одинаковую полярность, возникает крутящий момент, вызывающий вращение ротора;
  • в тот момент, когда скорости вращения магнитных полей становятся одинаковыми, возникновение ЭДС в роторе прекращается, в результате чего крутящий момент стремится к нулю;
  • как только частота вращения ротора начинает отставать от скорости вращения поля статора, возникновение ЭДС возобновляется.

Синхронный двигатель

Ротор таких двигателей комплектуется постоянными магнитами или обмотками возбуждения. Обмотки могут быть как явнополюсными, так и распределенными (уложенными в пазы ротора). Кроме того, ротор синхронной машины может иметь и короткозамкнутые обмотки.

После разгона ротора до скорости близкой к частоте вращения магнитного поля статора, на катушки полюсов через щеточно-контактный узел подается постоянное напряжение, которое возбуждает в них постоянное магнитное поле. Противоположные полюса магнитных полей притягиваются друг к другу и частота вращения ротора становится синхронной.

Разгон ротора может осуществляться с помощью вспомогательного двигателя или в асинхронном режиме, благодаря короткозамкнутой обмотке.

Недостатки и преимущества двигателей

Синхронные двигатели имеют довольно сложную конструкцию, обусловленную наличием щеточного узла. Кроме того, для их работы требуется дополнительный источник постоянного тока. Еще одним недостатком является невозможность их эксплуатации в условиях частых пусков и остановов. Однако все это компенсируется большой мощностью, высоким КПД, устойчивостью к перепадам напряжения в питающей сети и стабильной частотой вращения вала, вне зависимости от величины нагрузки на него.

Асинхронный двигатель в отличие от синхронных машин более чувствителен к колебаниям напряжения и не может сохранять номинальную скорость вращения, при увеличении нагрузки. Но простота конструкции, длительный срок эксплуатации, универсальность применения, способность работать в режиме частых включений и остановок делают эти машины наиболее распространенными в промышленном и бытовом секторе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector