Изменения активной и реактивной мощностей ад при изменениях час-
тоты
подведенного напряжения, но при неизменной
его величине найдем в предположении,
что механический момент нагрузки на
валу АД
остается постоянным.
При этом активная мощность , потребляемая АД, меняется пропорцио-
нально
частоте сети
согласно выражению
.
Снижение частоты в сети приводит к уменьшению скольжения АД, которое можно найти из выражения:
,
(6.7)
где
при
.
При
зависимость
можно грубо заменить прямой, то есть
принять, что
.
Заметим,
что снижение частоты
приводит к увеличению критического
скольжения АД, что следует из соотношения
.
Данное
обстоятельство является благоприятным
фактором, в смысле устойчивости, тем
более, что при снижении
максимальная величина
несколько увеличивается.
Реактивная мощность, потребляемая АД из сети, также зависит от изменений частоты в системе.
Чтобы установить характер этой зависимости нужно рассмотреть в отдельности влияние изменений частоты на составляющие реактивной мощности и АД.
Если
скольжение представить как
,
то при
и тогда
или
.
Таким образом, составляющая
уменьшается с уменьшением частоты по
квадратичной зависимости.
Составляющая
,
напротив, возрастает с уменьшением
частоты.
Соотношение
между
и
в обычном АД таково, что характер
изменения результирующей реактивной
мощности
определяется в основном первой слагающей
при малых отклонениях частоты
от
и второй - при значительных отклонениях
(рис.6.24).
Рис.6.24. Изменение реактивной мощности,
потребляемой асинхронным двигателем
при изменении частоты в системе:
1,2)
составляющие
и
соответственно;
3)
В электрических системах бывают значительные изменения частоты и напряжения. Обычно изменения частоты обусловлены появлением небаланса между электромагнитной мощностью, отдаваемой генераторами в сеть, и механической мощностью их первичных двигателей (турбин).
Эти изменения, как было показано, приводят к изменениям реактивной мощности, потребляемой нагрузкой, изменениям потерь активной и реактивной мощностей в сетях и, следовательно, изменениям напряжения.
Если
обратиться к выражению вращающего
момента АД при изменении напряжения и
частоты в сети (6.7), то видно, что
максимальный момент у АД, работающего
при сниженной частоте, увеличивается,
критическое скольжение – увеличивается,
а рабочее скольжение при заданном
моменте сопротивления на валу АД (
)
уменьшается (рис.6.25).
Рис.6.25. Изменение вращающего момента асинхронного двигателя
при изменении частоты в системе
Следовательно, снижение частоты в системе влияет на устойчивость ра-
боты АД аналогично повышению напряжения.
Полученные результаты распространяются и на комплексную нагрузку, ибо осветительная и выпрямительная нагрузки не изменяют полученных соотношений.
Синхронные двигатели увеличивают отдачу реактивной мощности в сеть при снижении напряжения в системе и уменьшают ее при снижении частоты. В этой связи, в условиях одновременного снижения напряжения и частоты в системе синхронные двигатели благоприятно влияют на устойчивость нагрузки в целом.
Следовательно, можно заключить, что снижение частоты, обычно приводящее к уменьшению мощности, потребляемой нагрузкой, и, кроме того, к понижению критического напряжения, можно рассматривать как временное мероприятие, направленное на сохранение устойчивости сильно пере-
груженных электрических систем.