Основные режимы работы электропривода



Длительность работы и ее характер определяют рабочий режим привода. Для электропривода принято различать три основных ре­жима работы: продолжительный, кратковременный и повторно-крат­ковременный.

Продолжительный режим — это режим работы такой длительно­сти, при которой за время (t) работы двигателя мощностью Р темпе­ратура всех составляющих электроприводустройств достигает уста­новившегося значения (рис. 17.4, а). В качестве примеров механиз­мов с длительным режимом работы можно назвать центробежные насосы насосных станций, вентиляторы, компрессоры, конвейеры непрерывного транспорта, дымососы, бумагоделательные машины, машины для отделки тканей и т.д.

Кратковременный режим — это такой режим работы, при кото­ром рабочий период относительно краток (рис. 17.4, б) и температу­ра двигателя не успевает достигнуть установившегося значения. Перерыв же в работе исполнительного механизма достаточно велик, так что двигатель успевает охладиться практически до температуры окружающей среды. Такой режим работы характерен для самых раз­личных механизмов кратковременного действия: шлюзов, развод­ных мостов, шасси самолетов и многих других.

Повторно-кратковременный режим (рис. 17.4, в) — это такой ре­жим работы, при котором периоды работы V чередуются с паузами (остановка или холостой ход), причем ни в один из периодов рабо­ты температура двигателя не достигает установившегося значения, а во время снятия нагрузки двигатель не успевает охладиться до тем­пературы окружающей среды. Характерной величиной для повтор- но-кратковременного режима является отношение рабочей части периода V ко всему периоду Т. Эта величина именуется относитель­ной продолжительностью работы (ПР %) или относительной про­должительностью включения (ПВ %). Примерами механизмов с повторно-кратковременным режимом работы могут служить краны, ряд металлургических станков, прокатные станы, буровые станки в нефтяной промышленности и т.д.

р       V1 г      
0

to to

« Т *

t

а                        б                            в


 

В соответствии с основными режимами работы электропривода различно определяется и номинальная мощность электродвигате­ля. Условия нагрева и охлаждения двигателя при повторно-кратков- ременном режиме существенно отличаются от условий работы в про­должительном режиме. Например, условия охлаждения обмотки возбуждения двигателя постоянного тока параллельного возбужде­ния практически остаются неизменными и при остановке двигате­ля, а условия охлаждения якоря при остановке сильно ухудшаются. По этой причине двигатель постоянного тока, рассчитанный для продолжительной работы с неизменными условиями охлаждения, при повторно-кратковременном режиме будет использоваться не­рационально; при предельно допустимом нагреве обмотки якоря и коллектора обмотка возбуждения будет нагреваться значительно ниже допустимой температуры.

Следовательно, целесообразно для повторно-кратковременного режима конструировать двигатели специальных типов. Руководству­ясь этим, электротехническая промышленность изготовляет крано­вые электродвигатели, рассчитанные на три различных номиналь­ных режима: продолжительный, кратковременный и повторно-крат­ковременный. Соответствующее указание делается на табличке элек­тродвигателя; под его номинальной мощностью следует понимать полезную механическую мощность на валу в течение времени, соот­ветствующего его номинальному режиму, т.е. продолжительному, кратковременному или же повторно-кратковременному при опре­деленной продолжительности включения.

В течение короткого промежутка времени двигатель может раз­вивать мощность значительно большую, чем номинальная. Мгновен­ная перегрузочная мощность двигателя — это наибольшая мощность на валу в течение малого промежутка времени, развиваемая двига­телем без каких-либо повреждений.

Мгновенные перегрузочные свойства двигателя обычно характе­ризуются коэффициентом перегрузки по моменту \мом, т. е. отношени­ем максимального кратковременно допустимого перегрузочного мо­мента к номинальному моменту: \мом = Мтахном. Для большинства двигателей \мом « 2 (у специальных электродвигателей \мом = 3—4).

Часто по условиям работы привода важна допустимая перегруз­ка двигателя не мгновенная, а на определенный, относительно ко­роткий промежуток времени. В соответствии с этим требованием указывается кратковременная перегрузочная мощность двигателя — мощность, развиваемая двигателем в течение определенного огра­ниченного промежутка времени (5,10,15, 30 мин и т.д.), после чего двигатель должен быть отключен на время, в течение которого он успевает охладиться до температуры окружающей среды. Для одно­го и того же двигателя соотношения между его продолжительной перегрузочной и кратковременной перегрузочной мощностями за­висят от характеристик и конструкции двигателя.

Выбор мощности двигателя

Правильный выбор мощности двигателя для привода должен удовлетворять требованиям экономичности, производительности и надежности рабочей машины. Установка двигателя большей мощ­ности, чем это необходимо по условиям привода, вызывает излиш­ние потери энергии при работе машины, обусловливает дополни­тельные капитальные вложения и увеличение габаритов двигателя. Установка двигателя недостаточной мощности снижает производи­тельность рабочей машины и делает ее работу ненадежной, а сам двигатель в подобных условиях легко может быть поврежден.

Двигатель должен быть выбран так, чтобы его мощность исполь­зовалась возможно полнее. Во время работы двигатель должен на­греваться примерно до предельно допустимой температуры, но не выше ее. Кроме того, двигатель должен нормально работать при воз­можных временных перегрузках и развивать пусковой момент, тре­буемый для данной рабочей машины. В соответствии с этим мощ­ность двигателя выбирается в большинстве случаев на основании условий нагрева (выбор мощности по нагреву), а затем производит­ся проверка соответствия перегрузочной способности двигателя ус­ловиям пуска машины и временным перегрузкам. Иногда (при боль­шой кратковременной перегрузке) приходится выбирать двигатель по требуемой максимальной мощности. В подобных условиях дли­тельная мощность двигателя часто полностью не используется.

Выбор мощности двигателя для привода с продолжительным режимом работы. При постоянной или мало изменяющейся нагруз­ке на валу мощность двигателя должна быть равна мощности на­грузки. Проверки на нагрев и перегрузку во время работы не нуж­ны. Однако необходимо проверить, достаточен ли пусковой момент двигателя для пусковых условий данной машины.

Мощность продолжительной нагрузки ряда хорошо изученных механизмов определяется на основании проверенных практикой те­оретических расчетов.

Например, мощность двигателя (в кВт) для вентилятора

Р = КДр/1000г1венТ1пер,

где V — количество нагнетаемого или всасываемого воздуха, м3/с; Ар — перепад давлений, Па; т]вен — КПД вентилятора (у крыльчатых вентиляторов 0,2 — 0,35, у центробежных — до 0,8); т]пер — КПД пере­дачи от двигателя к вентилятору; произведениеVAр представляет собой полезную мощность вентилятора, а 1000 — коэффициент для перевода мощности в киловатты.

Во многих случаях мощность двигателя приводов с продолжи­тельным режимом работы рассчитывается по эмпирическим фор­мулам, проверенным длительной практикой. Для малоизученных приводов продолжительной нагрузки мощность двигателя часто определяется на основании удельного расхода энергии при выпуске продукции или экспериментально путем испытания привода.

Выбор мощности двигателя при кратковременном и повторно- кратковременном режимах работы. При кратковременном, повтор­но-кратковременном и продолжительном с переменной нагрузкой режимах важно знать закон изменения во времени превышения тем­пературы Ф двигателя над температурой окружающей среды.

Электрическая машина с точки зрения нагрева представляет со­бой весьма сложное тело. Тем не менее при расчетах, не требующих большой точности, можно считать электрическую машину однород­ным телом. Это дает возможность применить к ней упрощенное урав­нение нагрева

Qodt = Cdti + Htidt,                      (17.10)

где С — теплоемкость машины; Н — ее теплоотдача;Q{)— теплота, выделяющаяся в машине в единицу времени.

Так как приt—>оо изменения температуры нет, т. е.Q0dt = H$miiXdt и -dmax=Q0/Htто вместо (17.10) можно записать

п

Атаxdt = —<*» + Ш.

Н

Решая это уравнение методом разделения переменных, получаем Ае-* = Ътах -

где т = С/Н— постоянная времени нагрева машины, определяемая экспериментально.

Приt = 0 начальное превышение температуры -в = -вд» так что постоянная А = - и закон нарастания превышения темпе­ратуры машины:

« = - (flmax - flo)e"</T.                           (17.11)

Таким образом, в данном случае, как и при ^ = 0, превышение температуры возрастает по экспоненциальному закону, стремясь к значению Начальное превышение температуры изменяет лишь скорость изменения температуры, но не характер процесса (рис. 17.5).

При различных значениях продолжительной нагрузки одной и той же машины зависимости~Q(t)различаются лишь ординатами (рис. 17.6). Наибольшее допустимое для данной машины превыше­ние температуры равно Прямая Ф = $мош параллельная оси аб­сцисс, пересекает в различных точках кривые $(£), соответствующие различным значениям мощности нагрузки Рк электродвигателя. Абсцисса точки пересечения определяет тот промежуток времени

в течение которого мощность двигателя может быть временно равна мощности Рк, представляющей собой перегрузку по отноше­нию к его номинальной мощности в продолжительном режиме. Гра­фик нагрева, асимптотически приближающийся к соответству-



 

Рис. 17.5                                    Рис. 17.6

ет номинальной мощности двигателя Рпом. При нагрузках, меньших Риош мощность двигателя полностью не используется. Однако если двигатель загружается на относительно короткое время, то по суще­ству он тоже используется не полностью. Целесообразно его крат­ковременно перегрузить, и чем меньше продолжительность работы, тем больше должна быть эта перегрузка. Предел повышения нагруз­ки двигателя по мере уменьшения продолжительности включения определяется мгновенной перегрузочной мощностью двигателя, за­висящей от его электрических свойств (максимального момента у асинхронного двигателя, условий коммутации у машин постоянно­го тока и т.п.).

При повторно-кратковременном режиме двигатель поперемен­но то нагревается, то охлаждается. Изменение его температуры в те­чение времени каждого цикла зависит при этом от предыдущего теп­лового состояния. Зависимость нагрева и охлаждения машины от времени в подобных условиях показана на рис. 17.7. Конечное пре­вышение температуры каждой данной части цикла равно начально­му превышению температуры для последующей части цикла. Если во время той или иной части цикла наступает значительное измене­ние условий охлаждения (остановка двигателя или заметное изме­нение частоты вращения), то изменяется постоянная времени т = = С/Н нагрева двигателя, что должно быть учтено при построении графиков.

Определение мощности двигателя по условиям нагрева посред­ством построения графиков нагрева (или соответствующим анали-

                                 
                                 

t

 

тическим методом) требует значительной затраты времени и не дает точных результатов. Здесь эти построения приведены лишь для того, чтобы наглядно показать картину изменения нагрева двигателя при переменной нагрузке.

В большинстве случаев для выбора мощности двигателя приме­няются более простые методы, в частности метод эквивалентного тока. В основу этого метода положено допущение, что при перемен­ной нагрузке двигателя его средние потери должны быть равны по­терям при продолжительной (номинальной) нагрузке. Как извест­но, мощность потерь двигателя складывается из постоянных Рпост и переменных Рпер мощностей. Мощность постоянных потерь равна сумме мощности потерь на трение, в магнитопроводе (у асинхрон­ных двигателей и двигателей постоянного тока с параллельным воз­буждением), на возбуждение у синхронных двигателей и двигате­лей с параллельным возбуждением. Мощность переменных потерь можно считать пропорциональной квадрату рабочего тока / двига­теля и сопротивлению соответствующей обмотки Д, причем прибли­женно можно считать последнее постоянным. Если ток изменяется в течение отдельных промежутков времени, то за все рабочее время


 

При эквивалентной неизменной нагрузке током 1Ж за то же вре­мя Т потери энергии в двигателе должны быть равны

(^пост Щ

Нагревание двигателя, обусловленное потерями, в обоих случа­ях должно быть одинаковым. На этом основании определяем экви­валентный ток:


 



(17.12)

+   + - + Чч + - + Intn

tx+t2+ ... + tk+ ... + tn

>n


 



Зная эквивалентный ток, номинальное напряжение и номиналь­ный коэффициент мощности, можно определить номинальную мощ­ность двигателя:


 

Метод эквивалентного тока можно применять лишь при посто­янстве мощности потерь в магнитопроводе и на трение, а также со­противлений обмоток в течение всего рабочего времени. Такому ус­ловию, например, не удовлетворяет двигатель с последовательным возбуждением, у которого при изменениях нагрузки сильно изме­няются поток и частота вращения (следовательно, мощность потерь в стали магнитопровода и на трение).


В ряде случаев условия нагрузки определяют непосредственно момент, требуемый от двигателя, а не ток. В этих случаях можно пользоваться методом эквивалентного момента: у всех электродви­гателей вращающий момент пропорционален произведению тока и потока. У двигателей переменного тока можно приближенно счи­тать постоянным коэффициент мощности. Наконец, магнитный по­ток можно считать практически постоянным у всех двигателей, кро­ме двигателей с последовательным и смешанным возбуждением. При таких упрощениях можно считать вращающий момент

Мвр = А^р/,

где А^р — постоянная величина, откуда из (17.12) следует, что

_ iMfa + М2% + ... + M\tk+... +MltnП71Т>

MbP3K"V             + + ... + tk+ ... + tn ' ( }

По эквивалентному моменту и номинальной угловой скорости двигателя шном рассчитывается номинальная мощность двигателя

■^ном ■^вр.эк^ном*

Выбрав номинальную мощность двигателя на основании расчета по методу эквивалентного тока или эквивалентного момента, необ­ходимо затем проверить, достаточен ли максимальный момент Мтах двигателя для того, чтобы удовлетворить требованиям кратковре­менных перегрузок данного привода; иными словами, должно быть выполнено условие: коэффициент перегрузки двигателя \мом дол­жен быть больше отношения максимального момента Мтах нагруз­ки к номинальному моменту двигателя, т.е.

^мом -^тах/-^ном*

Выбор вида и типа двигателя

При длительной неизменной нагрузке задача выбора вида двига­теля (постоянного тока, асинхронного, синхронного) относительно проста. Для подобного привода, не требующего регулирования ско­рости, ПУЭ (Правила устройства электроустановок) рекомендуют независимо от мощности применять синхронные двигатели. Эта ре­комендация объясняется тем, что современный синхронный двига­тель пускается в ход так же, как асинхронный, а его габариты мень­ше и работа экономичнее, чем асинхронного двигателя той же мощ­ности (выше cos ф, больше максимальный момент).

Но если электродвигатель должен работать в условиях регули­руемой частоты вращения, частых пусков, выбросов и сбросов на­грузки и т. п., то при выборе вида двигателя необходимо сопоставить условия привода с особенностями механических характеристик раз­личных видов электродвигателей. Принято различать естественную


п

Рис. 17.8

М

0

и искусственную механические характеристики двигателя. Пер­вая соответствует номинальным условиям его включения, нор­мальной схеме соединений и от­сутствию каких-либо добавочных элементов в цепях двигателя. Ис­кусственные характеристики по­лучаются при изменении напря­жения на двигателе, включении добавочных элементов в цепи двигателя и соединении этих це­пей по специальным схемам. На рис. 17.8 сопоставлены рассмот­ренные ранее естественные меха-


нические характеристики различных двигателей.

(17.14)

Важным критерием для оценки механических характеристик слу­жит их жесткость:

ot = АМ/Ап.

Жесткость может быть различной для отдельных участков харак­теристики.

В зависимости от значения жесткости принято делить механи­ческие характеристики на абсолютно жесткие, An — 0, а = оо (син­хронные двигатели), жесткие, у которых изменение частоты враще­ния мало, а = 40 — 10 (линейная часть характеристики асинхронно­го двигателя, характеристика двигателя параллельного возбужде­ния), мягкие с большим изменением частоты вращения, у которых а < 10 (характеристика двигателя последовательного возбуждения, искусственная характеристика асинхронного двигателя с фазным ро­тором, искусственная характеристика двигателя постоянного тока параллельного возбуждения).

Требования к жесткости механической характеристики в ряде слу­чаев служат основанием для выбора вида двигателя. Например, для подъемно-транспортных механизмов желательна мягкая характери­стика, а для станов холодной прокатки стали нужна очень жесткая характеристика.

При частых пусках и непостоянной нагрузке наиболее надежным и простым в эксплуатации и вместе с тем дешевым является асин­хронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Двигатель с фаз­ным ротором дороже, его обслуживание сложнее, габариты больше, a cos ф меньше (из-за большего воздушного зазора). Преимущества фазного ротора в отношении пускового момента незначительны по сравнению с короткозамкнутым ротором, имеющим двойное бели­чье колесо. Поэтому двигатели с контактными кольцами устанав­ливаются лишь при наличии особых требований к пусковомуMo­
менту или к пусковому току (требований, связанных с ограничен­ной мощностью трансформаторной подстанции и характером их нагрузки). Таким образом, для мощностей до 100 кВт при нерегули­руемом приводе наиболее распространен асинхронный короткозам­кнутый двигатель. При больших мощностях, если невозможно при­менить короткозамкнутый асинхронный двигатель, устанавливает­ся асинхронный двигатель с фазным ротором.

В недалеком прошлом для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей применялись широко только два суще­ственно несовершенных метода: включение резисторов в цепи рото­ра и переключение числа пар полюсов обмотки статора. Но первый метод экономически оправдан лишь при узких пределах регулиро­вания и постоянстве момента на валу двигателя, а второй обеспечи­вает лишь ступенчатое регулирование и практически применяется для металлорежущих станков при небольших мощностях.

В настоящее время положение существенно изменилось благо­даря внедрению силовых полупроводниковых преобразователей. Они дают возможность преобразовывать частоту переменного тока, что позволяет плавно и в широких пределах регулировать угловую скорость вращающегося магнитного поля, а следовательно, эконо­мично и плавно регулировать частоту вращения асинхронных и син­хронных двигателей. Двигатель постоянного тока стоит значитель­но дороже, требует большего ухода и изнашивается быстрее, чем двигатель переменного тока. Тем не менее в ряде случаев предпоч­тение отдается двигателю постоянного тока, позволяющему просты­ми средствами изменять частоту вращения электропривода в широ­ких пределах (3:1,4:1 и более).

В качестве примеров приводов, для которых рекомендуется по­стоянный ток, назовем следующие: в металлургической промышлен­ности — реверсивные прокатные станы, регулируемые нереверсив­ные станы при многодвигательном приводе, вспомогательные меха­низмы повторно-кратковременного режима работы, доменные подъемники; в металлообрабатывающей промышленности — токар­ные специальные станки.

Конструкцию (тип) двигателя выбирают в зависимости от усло­вий окружающей среды. Приходится учитывать необходимость за­щиты среды от возможных искрообразований в двигателе (при на­личии горючей пыли, взрывоопасных смесей и т.п.), а также самих двигателей от попадания в них влаги, пыли, агрессивных химичес­ких веществ из окружающей среды.

Различают несколько основных типов конструкции двигателей.

Двигатели открытого типа с большими вентиляционными от­верстиями в подшипниковых щитах и станине для лучших условий охлаждения целесообразно применять в немногих случаях: прихо­дится считаться с легкостью засорения такого двигателя в произ­водственных условиях и опасностью поражения током обслужива­ющего персонала при прикосновении к открытым токоведущим ча­стям.

Двигатели защищенного типа имеют вентиляционные отверстия, которые закрыты решетками, защищающими двигатель от попада­ния внутрь капель д ождя, посторонних частиц, опилок и т. п., но не пыли. Такие двигатели могут устанавливаться на открытом воздухе.

Двигатели закрытого типа устанавливаются в запыленных по­мещениях при наличии в воздухе паров едких испарений и т. п. Для улучшения охлаждения таких двигателей применяется продувание охлаждающего воздуха. Последний подводится и отводится по спе­циальным воздухопроводам. В сырых помещениях применяются защищенные двигатели со специальной влагостойкой изоляцией. Во взрывоопасных помещениях, содержащих горючие газы или пары, устанавливаются взрывозащищенные двигатели.

Управление электроприводом

Управление электроприводами заключается в осуществлении пуска, регулировании скорости, торможения, реверсирования, а так­же в поддержании режимов работы привода в соответствии с требо­ваниями технологического процесса.

Для управления электроприводами служат релейно-контакторные аппараты, датчики состояния электропривода, управляющие ЭВМ, встроенные микропроцессорные системы, преобразователи и т.п.

Различают разомкнутые и замкнутые (см. рис. 17.1) системы уп­равления. Разомкнутые системы не содержат обратных связей и по­этому возмущающее воздействие (например, нагрузка на валу дви­гателя) приводит к изменению режима работы привода. В замкну­тых системах заданный режим работы привода не зависит от возму­щающих воздействий и поддерживается автоматически благодаря наличию обратных связей.

Ограничимся здесь описанием принципов управления в разомк­нутых системах.

В приводах с нерегулируемым или ступенчато регулируемым ре­жимом работы применяется управление на основе релейно-контак- торной аппаратуры (см. рис. 16.14), в более сложных — на основе управляемых тиристорных преобразователей.

Электропривод переменного тока. Для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя тиристоры включаются в цепь статора или ротора. В первом случае можно регулировать ампли- туду (фазное регулирование) или частоту (частотное регулирова­ние) напряжения на обмотках статора и, следовательно, вращаю­щий момент на валу двигателя [см. (14.35)]. Во втором случае мож­но изменять активное сопротивление цепи ротора и таким образом (см. рис. 14.27) регулировать его частоту вращения.

л/


 

На рис. 17.9 приведена схема преобразователя {регулятора) пе­ременного напряжения на обмотках статора асинхронного двигате­ля с двумя встречно-параллельными тиристорами в каждой фазе. Система управления СУ синхронно открывает тиристоры в порядке чередования фаз. Изменяя момент времени включения тиристоров (см. рис. 10.42), можно регулировать амплитуду напряжения основ­ной гармоники. Выключение тиристоров осуществляется автомати­чески при изменении полярности напряжения соответствующей фазы. Такой режим называется естественной коммутацией.

Искусственной коммутацией называется выключение тиристора при подключении к его выводам какого-либо источника энергии, со­здающего в нем ток обратного направления. Применение искусст­венной коммутации рассматривалось ранее в автономных инверто­рах (см. рис. 10.53 и 10.55). Примером применения искусственной коммутации в электроприводе может служить управление током в цепи фазного ротора асинхронного двигателя (рис. 17.10). Рабочий тиристорVSзамыкает через резисторRxцепь выпрямленного при помощи трехфазной мостовой схемы (см. рис. 10.40) тока ротора. Узел искусственной коммутации УК, обведенный на рисунке штри­ховой линией, содержит вспомогательный тиристорVSK,резистор RKи конденсатор Ск.

Пусть первоначально рабочий тиристорVSKоткрыт, а вспомога­тельныйVSKзакрыт. В это время конденсатор Ск заряжается через резисторRK(полярность зарядки показана на рис. 17.10). Подадим теперь на вспомогательный тиристорVSKотпирающий его импульс напряжения иуи к от системы управления СУ. Вспомогательный ти­ристор откроется и конденсатор начнет разряжаться через него и рабочий тиристор (контур цепи, разрядки, отмеченный на рисунке штриховой линией). При этом ток разрядки конденсатора направ­лен навстречу прямому току рабочего тиристора и последний вык­
лючается. После этого конденсатор перезаряжается (заряд обратной полярности) через резистор и открытый вспомогательный тири­стор.

Чтобы вновь включить рабочий тиристор, на него необходимо по­дать импульс напряжения иуп от системы управления. При этом кон­денсатор своим током разрядки выключает вспомогательный тири­стор, тот же контур разрядки, но ток обратного направления, а кон­денсатор еще раз перезаряжается (возвращается полярность, пока­занная на рисунке).

Следующий цикл начинается с подачи импульса напряжения иуп к от системы управления на вспомогательный тиристор.

Эквивалентное сопротивление цепи ротора зависит от отноше­ния интервалов времени открытого и закрытого состояний рабоче­го тиристора. Изменяя это отношение, можно регулировать среднее значение тока ротора и, следовательно, момент, развиваемый асинх­ронным двигателем.

Одним из перспективных способов регулирования частоты вра­щения асинхронных двигателей является изменение частоты напря­жения на обмотках статора. Для этой цели широко применяются автономные инверторы на основе тиристоров, т.е. устройства пре­образования постоянного напряжения в переменное с любым чис­лом фаз. Например, управление частотой вращения двухфазных (см. рис. 14.34) и однофазных (см. рис. 14.36) асинхронных двигателей возможно на основе однофазного автономного инвертора по схеме на рис. 10.55.

Инвертирование постоянного напряжения в трехфазную или многофазную систему напряжений осуществляется аналогично. Обычно в инверторе вместо источника с постоянной ЭДС Е исполь­зуются выпрямленное напряжение сети переменного тока. Приме­нение для этой цели управляемого выпрямителя (см. рис. 10.48) дает дополнительные возможности управления асинхронным двигателем.

Устройства, содержащие и управляемые выпрямители, и инвер­торы, принято называть тиристорными преобразователями. Иног­да в электроприводе применяются и более сложные тиристорные преобразователи, например выпрямитель — инвертор — выпрями­тель.

Применение различных способов управления позволяет плавно и экономично регулировать частоту вращения асинхронных двига­телей в диапазоне до 50:1 и выше.

Электропривод постоянного тока. Если необходимо регулиро­вать частоту вращения двигателя постоянного тока и получить спе­циальные характеристики, то в настоящее время широко применя­ются тиристорные преобразователи для подключения двигателя к сети переменного тока.

Схема подключения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (см. рис. 13.7) к сети с однофазным синусоидальным


гшс

V V V

СУ

Рис. 17.12

напряжением и = Umsmut(рис. 17.11) полностью аналогична рас­смотренной выше схеме зарядки аккумулятора (см. рис. 10.51).

Еа

Пренебрегая сопротивлением цепи якоря, полагая индуктивность сглаживающего фильтра —> оо и учитывая регулировочную ха­рактеристику управляемого выпрямителя (10.15), определим посто­янную ЭДС якоря:

2Um

- cos а,

где а — угол управления включением тиристоров.

Изменяя угол а с помощью системы управления СУ, можно из­менять ЭДС якоря, а следовательно, его частоту вращения [см. (13.1)] при постоянном токе возбуждения 1В.

Рис. 17.11

}А о В о С к* X.® L*

^--- ^^Л^о»^------ ^


Одна из простейших схем включения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в трехфазную сеть приведена на рис. 17.12. Система управления включает тиристоры в порядке чередо­вания фаз.


ГЛАВА 18 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Общие сведения

Производительность труда во многих областях человеческой де­ятельности в значительной степени определяется его электрово­оруженностью. При постоянном росте электровооруженности тру­да важное значение приобретают вопросы электробезопасности как в производственных, так и в бытовых условиях. Статистика показы­вает, что среди смертельных несчастных случаев на долю электро­травм приходится в среднем по стране около 12 %, а в отдельных отраслях — до 30 %, хотя число всех электротравм относительно об­щего числа несчастных случаев сравнительно невелико — до 3 %.

Человек начинает ощущать действие тока, начиная с 0,6 —1,5 мА, а при токе 10 — 15 мА не может самостоятельно разорвать цепь пора­жающего его тока. Ток 50 — 60 мА поражает органы дыхания и сер­дечно-сосудистую систему.

При напряжениях до 250 — 300 В постоянный ток безопаснее пе­ременного тока частотой 50 Гц. В диапазоне напряжений 400 — 600 В опасность постоянного и переменного токов практически одинако­ва, а при напряжении более 600 В постоянный ток опаснее перемен­ного.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 8140; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!