Статус документа
Статус документа


ГОСТ Р МЭК/ТС 60034-17-2009

Группа Е60


НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Часть 17

Руководство по применению асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователей

Rotating electrical machines. Part 17. Application guide for cage induction motors when fed from converters



ОКС 29.160

Дата введения 2011-01-01


Предисловие


Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 333 "Вращающиеся электрические машины"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 декабря 2009 г. N 640-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60034-17:2006* "Машины электрические вращающиеся. Часть 17. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователей. Руководство по применению" (IEC/TS 60034-17:2006 "Rotating electrical machines - Part 17: Cage induction motors when fed from converters - Application guide") и представлен впервые

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.


При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в справочном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     1 Область применения


Настоящий стандарт определяет критерии выбора компонентов частотно-регулируемого электропривода и их влияние на работу двигателя в составе этого электропривода.

Настоящий стандарт распространяется на асинхронные трехфазные короткозамкнутые двигатели, выполненные в соответствии с МЭК 60034-12, при их питании от преобразователей частоты с промежуточным звеном постоянного тока, содержащих инверторы тока или напряжения без ограничений на количество, ширину и частоту импульсов, а также вид ключей инвертора, будь они тиристорные или транзисторные любого типа.

Стандарт не распространяется на машины, специально предназначенные для питания от преобразователей частоты. На эти машины распространяется МЭК 60034-25.

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты*:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


МЭК 60034-1:2004 Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики (IEC 60034-1:2004, Rotating electrical machines - Part 1: Rating and performance)

МЭК 60034-12:2007 Машины электрические вращающиеся. Часть 12. Пусковые характеристики односкоростных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором (IEC 60034-12:2007, Rotating electrical machines - Part 12: Starting performance of single-speed three-phase cage induction motors)

МЭК 60034-25:2007 Машины электрические вращающиеся. Часть 25. Руководство по конструкции и эксплуатационным характеристикам двигателей переменного тока, специально предназначенным для электропитания через преобразователь (IEC/TS 60034-25:2007, Rotating electrical machines - Part 25: Guidance for the design and performance of a.с. motors specifically designed for converter supply)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Характеристики двигателя


В период коммутации ток инвертора проходит по статорным обмоткам двигателя, поэтому для правильного выбора цепи коммутации необходимо знать эквивалентную схему асинхронного двигателя.

В случае инвертора напряжения эквивалентная схема не столь важна, однако сопротивления двигателя высокочастотным составляющим сильно влияют на потери от гармонических составляющих.

Указанные обстоятельства требуют правильного функционирования преобразователя. Если предъявляются повышенные требования к величине потерь или дополнительного (высокочастотного) момента при работе инвертора, необходима информация об эквивалентной схеме замещения двигателя для всего спектра гармоник при питании статорных обмоток.

Ввиду разнообразия конструкции проводников ротора (медные с углубленным пазом, алюминиевые с двойной клеткой), а также широкого спектра частот гармоник не удается представить универсальную схему замещения двигателя. Как правило, для расчета гармонических моментов и потерь недопустимо использовать параметры схемы замещения в установившемся режиме работы двигателя при номинальной частоте. Производитель двигателя может предоставить необходимые параметры схемы замещения, только если ему известен спектральный состав напряжения и/или тока инвертора.

     4 Частотный спектр напряжения и тока


Для учета снижения момента и его высокочастотных составляющих необходимо знать частотный спектр напряжения в случае инвертора напряжения или тока в случае инвертора тока.

На рисунке 1 показана типичная форма тока фазы двигателя, питающегося от преобразователя с инвертором тока. Присутствуют гармоники с номерами 5, 7, 11, 13, ... . Относительный гармонический состав зависит от времени коммутации у разных преобразователей может отличаться.


Рисунок 1 - Форма (идеализированная) фазного тока при питании соединенных в треугольник обмоток двигателя от инвертора тока


На рисунке 2 показана характерная форма линейного напряжения при работе инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-инвертора).



Рисунок 2 - Форма линейного напряжения при питании от инвертора напряжения с частотой коммутации



В инверторах напряжения используются различные способы модуляции, поэтому невозможно сформулировать общую для всех способов оценку влияния гармоник. Чтобы оценить это влияние в частном случае, необходимо проанализировать воздействие на двигатель выходного напряжения инвертора, зная его конкретный гармонический состав.

Спектр выходного напряжения часто используемых инверторов с синхронной или асинхронной последовательностью широтно-модулированных импульсов содержит частоты

,


где 1, 2, 3, ... и 1, 2, 4, 5, 7, ... - кратности несущей и рабочей частоты соответственно. Данная формула действительна также и для инверторов с широтно-фазовой (векторной) модуляцией.

В случаях, когда применяют преобразователи с переменной частотой коммутации, спектр частоты их выходного напряжения представляет собой широкополосный случайный шум без пиков на характерных частотах.

В преобразователях с широтно-импульсной модуляцией низкочастотные гармонические составляющие малы, а высокочастотные гармоники, определяемые частотой коммутации, демпфируются индуктивностями двигателя.

В МЭК 60034-1, пункт 7.2.1, гармонический состав питающего напряжения для асинхронных короткозамкнутых двигателей определен единственной числовой величиной, называемой коэффициентом искажения синусоидальности напряжения (HVF - Harmonic Voltage Factor), однако этот коэффициент неприменим для двигателей, питаемых от преобразователей частоты.

     5 Потери, вызываемые гармониками


Высшие гармоники напряжения и тока в асинхронном короткозамкнутом двигателе, питаемом от инвертора, вызывают дополнительные потери в стали и обмотках статора и ротора.

Для двигателей, питающихся от инверторов напряжения, дополнительными потерями в стали нельзя пренебрегать. Они зависят от амплитуды гармонических составляющих фазных напряжений и почти не зависят от частоты.

Токи гармоник, определяющие потери в обмотках двигателя, ограничиваются индуктивностями рассеяния этих обмоток. Хотя токи этих гармоник и невелики, потерями от них в обмотках также нельзя пренебрегать из-за вытеснения тока (поверхностный эффект, скин-эффект) на высоких частотах. Это обстоятельство применимо как к катушечным, так и всыпным обмоткам. Роторы с явно выраженным эффектом вытеснения особенно чувствительны к этим потерям.

Многочисленными испытаниями установлено, что общее количество дополнительных потерь, вызываемых гармониками, не зависит от нагрузки. Оно падает с увеличением частоты коммутации, как показано на рисунке 3, что обусловлено уменьшением потерь в обмотках на высоких частотах коммутации.



1 - общие потери, вызываемые гармониками; 2 - потери в обмотках; 3 - потери в стали

Доступ к полной версии документа ограничен
Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю.
Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте «Техэксперт: Лаборатория. Инспекция. Сертификация» бесплатно
Реклама. Рекламодатель: Акционерное общество "Информационная компания "Кодекс". 2VtzqvQZoVs