Электр қозғалтқышына арналған генератор қуаты

Генератордан қоректенетін нысанда мәселелердің көбі тұрақты жүктемеден емес, қозғалтқыштардың іске қосылу сәтінен туындайды. Жұмыс кезінде 30 kVA тұтынатын сорғы алғашқы секундтарда одан бірнеше есе көп қуат талап етеді. Генератор бұл кенет сұранысты көтере алмаса, кернеу төмендейді, контакторлар ажырайды, қозғалтқыш іске қосылмайды немесе сол желідегі басқа құрылғылар тоқтайды. Бұл мақалада қозғалтқыш жүктемелері үшін генератор қуатын қалай тексеру керектігін қадамдап түсіндіреміз. Жүктемелерді жинақтаудың жалпы қадамдары үшін Генератор қуаты қанша kVA болуы керек? мақаласын қараңыз.

Іске қосу кезінде не болады?

Асинхронды қозғалтқыш тоқтап тұрғанда оның роторы қозғалмайды, ал орамалары қысқа тұйықталуға жақын күйде болады. Сондықтан алғашқы сәтте ол номиналды токтан 5–8 есе көп ток тұтынады. Бұл токтың қуат коэффициенті төмен (шамамен 0,3–0,4); яғни генератордан талап етілетін қуаттың басым бөлігі реактивті қуат. Реактивті қуатты альтернатор береді; ал қозғалтқыш жағы айналым жиілігі төмендемеуі үшін кенет жүктеме өсіміне жауап беруі тиіс.

Нәтижесінде қозғалтқышты іске қосу екі әсер тудырады:

• Кернеу құлауы (voltage dip): Альтернатор мен кернеу реттегішінің (AVR) әсер ету уақытына байланысты.
• Жиіліктің төмендеуі: Дизель қозғалтқышының кенет жүктемені қабылдау қабілетіне және айналым реттегішіне байланысты.

Қозғалтқыш тақтайшасынан іске қосу kVA-сына дейін

Есептеу үшін қозғалтқыш тақтайшасындағы үш мән жеткілікті: қуат (kW), ПӘК және қуат коэффициенті. Жұмыс kVA-сы шамамен былай анықталады:

Жұмыс kVA = kW ÷ (ПӘК × қуат коэффициенті)

Мысалы, қуаты 22 kW, ПӘК-і 0,92 және қуат коэффициенті 0,85 болатын қозғалтқыштың жұмыс kVA-сы шамамен 28 kVA. Іске қосу kVA-сы іске қосу әдісіне қарай осы мәннен бірнеше есе жоғары болады:

Іске қосу әдісі	Іске қосу тогы (номиналға қатысты)	22 kW қозғалтқыш үшін шамамен іске қосу kVA-сы
Тікелей қосу (DOL)	6–7 есе	170–200 kVA
Жұлдыз-үшбұрыш	шамамен 2–2,5 есе	55–70 kVA
Жұмсақ іске қосқыш (soft starter)	шамамен 2,5–3,5 есе (баптауға байланысты)	70–100 kVA
Жиілік түрлендіргіші (VFD)	шамамен 1–1,5 есе	28–42 kVA

Бұл мәндер бағдар ғана; нақты іске қосу мәні қозғалтқыш өндірушісі беретін тежелген ротор деректерінен алынады. Кестеде назар аударатын жайт: бір қозғалтқыш үшін тікелей қосу генератордан түрлендіргішке қарағанда шамамен бес есе көп лездік қуат талап етеді.

Рұқсат етілген кернеу құлауы

Генераторды таңдағанда негізгі сұрақ «қозғалтқыш іске қосыла ма?» емес, «іске қосылу кезінде кернеу қаншаға төмендейді?» деген сұрақ. Тәжірибеде жиі қолданылатын шектер:

• Жалпы қозғалтқыш жүктемелері: 15–20%
• Лифтілер, контакторлар басым басқару тізбектері: шамамен 15%
• Сезімтал электрондық жүктемемен бір шинада жұмыс істейтін қозғалтқыштар: 10% немесе одан төмен

Кернеу 25–30%-тен артық төмендесе, контактор катушкалары ажырауы мүмкін; қозғалтқыш іске қосыла алмай, қайта-қайта қосылуға тырысады. Генератордың техникалық деректер парақтарында альтернатордың белгілі бір кернеу құлауы кезінде бере алатын іске қосу kVA-сы (motor starting kVA) көрсетіледі. Таңдау кезінде бұл мән ең үлкен қозғалтқыштың іске қосу kVA-сымен салыстырылады.

Кезекті іске қосу: сол жұмысты кішірек қондырғымен атқару

Бірнеше қозғалтқыш болса, олардың бәрін бір мезгілде іске қосу қажет емес. Басқару жүйесіне қосылған уақыт релелері немесе контроллер шығыстары арқылы қозғалтқыштарды 5–10 секунд аралықпен қосуға болады. Ереже қарапайым:

1. Ең үлкен қозғалтқышты бірінші іске қосыңыз.
2. Қалған қозғалтқыштарды үлкенінен кішісіне қарай реттеңіз.
3. Әр қадамда генератордағы бар жүктеме мен жаңа қозғалтқыштың іске қосу kVA-сының қосындысын тексеріңіз.

Мысал: Суару нысанында 30 kW, 15 kW және 7,5 kW үш сорғы бар, барлығы тікелей қосылады. Үш сорғы бір мезгілде іске қосылса, 400 kVA-дан асатын лездік сұраныс пайда болады. Кезекті іске қосуда ең маңызды қадам – 30 kW сорғыны іске қосу; бұл шамамен 230–270 kVA. 30 kW сорғы жұлдыз-үшбұрыш схемасымен қосылса, ең маңызды қадам 30 kW сорғы жұмыс істеп тұрғанда 15 kW сорғыны іске қосу болады, ал сұраныс шамамен 150–170 kVA-ға дейін төмендейді. Осылайша қондырғы өлшемі айтарлықтай кішірейеді. Бұл есеп шамамен берілген; жобада қозғалтқыш тақтайшалары мен қондырғының техникалық деректер парағы бойынша расталуы тиіс.

Түрлендіргішті жүктемелер және гармоникалар

Жиілік түрлендіргіштері іске қосу мәселесін едәуір шешеді, бірақ жаңа мәселе туғызады: гармоникалық токтар. Алты импульсті түрлендіргіш тұтынатын ток синусоидалы емес. Генератордың ішкі кедергісі электр желісімен салыстырғанда жоғары болғандықтан, гармоникалар кернеу пішінін көбірек бұрмалайды. Назар аударатын жайттар:

• Жалпы жүктеменің жартысынан көбі түрлендіргішті болса, альтернаторды бір өлшем үлкен корпустан таңдауға болады.
• Жетек жағында желілік дроссель немесе гармоникалық сүзгі қолдануға болады.
• Тұрақты магнитті қоздыру (PMG) нұсқасы бар альтернаторлар бұрмаланған кернеуде реттеуді тұрақтырақ ұстайды.
• UPS және түрлендіргіштер басым нысандарда іске қосу-баптау кезінде AVR баптауы мен контроллердің өлшеу дәлдігі тексерілуі тиіс.

Қозғалтқыш жүктемелеріне арналған тексеру тізімі

• Әр қозғалтқыштың қуаты, іске қосу әдісі және жұмыс кезегі тізімге енгізілді ме?
• Ең үлкен қозғалтқыштың іске қосу kVA-сы қондырғының техникалық деректер парағындағы іске қосу kVA-сымен салыстырылды ма?
• Рұқсат етілген кернеу құлауы жүктеме түріне қарай анықталды ма?
• Бір мезгілде іске қосу шынымен қажет пе, әлде кезекті іске қосу мүмкін бе?
• Түрлендіргішті жүктемелердің жалпы жүктемедегі үлесі мен гармоникалық әсері бағаланды ма?
• Өрт сөндіру сорғысы сияқты маңызды қозғалтқыштар үшін тиісті стандарт талаптары бөлек тексерілді ме?

Келесі қадам

Жүктемелер тізімін қуатты есептеу құралына енгізіп, алғашқы бағалауды бірден көре аласыз. Қозғалтқыш жүктемелері басым жобаларда қозғалтқыш тақтайшалары мен жұмыс кезегін коммерциялық ұсыныс сұрауымен бірге жіберсеңіз, қондырғының альтернатор корпусы мен контроллерін осы жүктемелерге сәйкес бірге таңдаймыз. Сәйкес модельдер үшін ашық типті және кабиналы генераторлар беттерін қараңыз.