Диапазоне скольжений

Наиболее типичная для зарубежных буровых установок схема лебедки показана на 3, д [100, 116]. Такую схему имеют, в частности, наиболее распространенные за рубежом лебедки 1625DE и 132QDE фирмы «Нейшнл Сапплай» (США). Следует заметить, что при четырехскоростной передаче потенциальные возможности регулируемого электропривода используются далеко не полностью. Широкое распространение за рубежом четырехскоростных лебедок можно объяснить тем обстоятельством, что для привода обычно применяются электродвигатели с последовательным возбуждением («сериесные»), которые имеют более жесткую характеристику, чем кривая постоянства мощности. В связи с этим при небольшом числе передач и сравнительно большом диапазоне регулирования частоты вращения

Пути решения задачи определения необходимого числа механических ступеней регулирования скорости при заданном рабочем диапазоне регулирования зависят от регулировочных свойств привода. При полноуправляемом электроприводе выбор механических ступеней регулирования не влияет на производительность спуско-подъемного агрегата (подробно этот вопрос рассмотрен далее). Значительно сложнее выбор разбивки передач для спуско-подъемного агрегата при жесткой характеристике привода, когда продолжительность спуско-подъемных операций зависит непосредственно от распределения полного объема операций между передачами и принятых скоростей подъема. В течение четырех десятилетий проблема поиска рациональных соотношений между скоростями буровой лебедки привлекает внимание специалистов в нашей стране и за рубежом. Краткий обзор проведенных исследований дан в работе [50].

в результате чего может усилиться искрение на коллекторе и возникнуть круговой огонь. Наиболее радикальным способом компенсации МДС якоря и ликвидации предпосылок к образованию кругового огня является применение в машинах компенсационной обмотки, размещаемой в пазах наконечников главных полюсов. Однако при этом усложняется конструкция машины и ее стоимость. Компенсационную обмотку применяют главным образом в машинах с Л>355 мм, работающих с большими кратковременными перегрузками и в широком диапазоне регулирования частоты вращения путем изменения тока в обмотках возбуждения главных полюсов.

Выбор ПР на конкретном действующем предприятии ограничен характеристиками технологического оборудования, планом производства продукции, схемой электроснабжения, социальными факторами. Поэтому работа потребителей в режиме ПР должна рассматриваться не только на стадии проектирования предприятия и системы электроснабжения, но еще на стадии создания технологических агрегатов и установок. Нужно предусматривать возможность их работы в широком диапазоне регулирования нагрузки и останова. Например, для электротермических установок при их работе в режиме ПР важным показателем является их тепловая инерционность.

Из 7.18 видно, что для предотвращения кругового огня в машине без компенсационной обмотки необходимо, чтобы в номинальном режиме коэффициент устойчивости был большим. Так, например, при диапазоне регулирования Лц=2,5 и коэффициенте

Систему «генератор — двигатель» широко применяют в металлургической промышленности для привода прокатных станов с двигателями мощностью 10 МВт и более при диапазоне регулирования частоты вращения 1 : 200 и точности поддержания заданной частоты вращения (погрешности) менее 1%.

Для пояснения рассмотрим снятие круговой диаграммы регулирующего устройства типа РНТ-13 без выведенной средней точки, реактора (наиболее часто встречающийся тип регулирования). Диаграмма у этого устройства снимается в два этапа: сначала плеча SAC1 — К1, затем плеча SAC2 — /(2 или наоборот. Для этого между контактами Я2 правой половины контактора вставляют изоляционные прокладки на все три фазы одновременно. Перед снятием круговой диаграммы переключающее устройство прокручивают во всем диапазоне регулирования, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо дефектов в работе механической части привода и регулировочного устройства. Если замечены какие-либо дефекты (заедание, неравномерность хода и т.п.), они устраняются, а затем производится снятие круговой диаграммы.

Проверка быстродействующих переключающих устройств заключается в следующем: прокручиванием от руки приводного механизма на всем диапазоне регулирования в обе стороны убеждаются в исправности привода и отсутствии механических повреждений в нем; измерением коэффициента трансформации на всех ответвлениях убеждаются в правильности присоединения ответвлений обмоток к РПН; кроме того, производится фиксация углов срабатывания контактов (на слух) и сравнение их с заводскими данными.

При неудовлетворительных результатах указанных проверок или обнаружении повреждений, требующих вскрытия РПН, производится проверка РПН в полном объеме со снятием круговой диаграммы и осциллографированием работы контактора. Перед снятием круговой диаграммы проверяют плавность хода механизма переключения путем прокручивания его то в одну, то в другую сторону во всем диапазоне регулирования. Делается это от ручного привода, так как при этом легче обнаружить какие-либо дефекты в работе механизма.

При малой мощности двигателя использование пол-зункового потенциометра позволяет получить плавное регулирование. Однако потери энергии при шунтировании якоря и одинаковых с реостатным способом диапазоне регулирования и нагрузке больше. Поэтому схема с шунтированием якоря используется в приводах сравнительно небольшой мощности. Обычно она применяется при предварительном снижении скорости для более точной остановки привода. Длительная работа при шунтированном якоре неэкономична вследствие относительно больших потерь энергии в резисторах.

Достоинствами однофазной схемы выпрямления является меньшее количество тиристоров по сравнению с трехфазной схемой выпрямления, а также более простое управление, что снижает стоимость преобразователя. Поэтому при небольшой мощности привода и малом диапазоне регулирования напряжения целесообразно использовать однофазный выпрямитель, хотя пульсации выпрямленного напряжения получаются довольно большими, что требует применения сглаживающего реактора значительной индуктивности.

В диапазоне скольжений 0<,v<.vmax электромагнитный момент и текущее значение потребляемого АЭД тока находятся по выражениям

Регулирование частоты вращения асинхронных корот-козамкнутых электродвигателей изменением скольжения может быть достигнуто за счет уменьшения напряжения на зажимах двигателя. При этом критический момент асинхронного двигателя уменьшается, жесткость механической характеристики также уменьшается, а скольжение ротора двигателя при том же моменте нагрузки возрастает. Происходит уменьшение частоты вращения электродвигателя. Регулирование асинхронного двигателя при этом способе возможно только в незначительном диапазоне скольжений, который ограничивается критическим моментом и скольжением ротора.

На 10.48 представлены механические характеристики двигателя M=F(s) при различных величинах напряжения управления. Из рисунка видно, что при заданном моменте сопротивления М0 •изменением напряжения f/2 можно получить любую скорость вращения в диапазоне скольжений от s=sl до s = l. С увеличением нагрузки регулировочный диапазон уменьшается. Управляемые двигатели должны быстро реагировать на изменение напряжения, в частности, быть в состоянии развивать большое ускорение ротора при подаче напряжения на обмотку управления. Для этого необходимо, чтобы момент инерции ротора был как можно меньшим.

В практически важном диапазоне скольжений (от s == 0,1 приблизительно до s= 0,3) при уменьшении сопротивления резисторов /?доб уравнительный момент сначала снижается лишь незначительно, хотя уже и создаются значительные моменты. Эта особенность весьма благоприятствует обеспечению необходимых моментов на рабочих механизмах.

Режим электромагнитного торможения. Если при вращающемся роторе изменить направление вращения поля асинхронной машины, то оно будет оказывать на ротор тормозящее действие. Такой режим работы машины называют режимом электромагнитного торможения. При этом частота вращения ротора nz<. О (частоту вращения пх принимают положительной), а следовательно, скольжение s> 1. Рассматриваемому режиму на круговой диаграмме ( 5.39, а) соответствует часть окружности токов, расположенная между точками К и Т, а на механической характеристике — область, лежащая в диапазоне скольжений l«
поле седьмой гармоники становится неподвижным относительно ротора. Поэтому асинхронный момент М-, создаваемый полем седьмой гармоники, в этом случае равен нулю. В диапазоне скольжений l^s>6/7 поле седьмой гармоники вращается быстрее ротора и асинхронный момент М, является двигательным; при s<6/7 и s>l,— тормозным. В первом случае асинхронная машина работает в генераторном режиме по отношению к полю седьмой гармоники, во втором случае — в режиме электромагнитного тормоза.

В результате совместного действия электромагнитных моментов, создаваемых полями основной (Мг), пятой (М5) и седьмой (М7) гармоник, создается электромагнитный момент М, имеющий провалы при скольжении близком к s=6/5 и s=6/7. В рабочем диапазоне скольжений s от 1 до 0 момент М5 пятой гармоники уменьшает электромагнитный момент двигателя, а момент /И, седьмой гармоники создает провал момента М при скольжении s«6/7, что осложняет асинхронный пуск двигателя. В случае значительного момента сопротивления вращению .ротор может устойчиво работать при скольжении s»6/7, так как дальнейший его разгон невозможен. В двухфазном и однофазном двигателях обратно вращающееся поле третьей гармоники создает провал момента М при скольжении, близком к s=2/3.

поэтому согласно выражению (XI.31) двигатель может устойчиво работать в диапазоне скольжений от 0 до SK.

У асинхронных двигателей обычного исполнения 5к=0,1-ьО,15. Зона их устойчивой работы весьма незначительна. В системах автоматического регулирования применяют двигатели с повышенным активным сопротивлением ротора, у которых s,,>l. Такие двигатели устойчиво работают во всем диапазоне скольжений от 0 до 1.

При изменении напряжения сети меняется диаметр круга. Кроме того, могут также меняться сопротивления хт и гт ветви намагничивания. В двигателях с глубокими пазами на роторе или с двойной беличьей клеткой, в которых имеет место вытеснение тока в стержнях ротора, нельзя пользоваться круговой диаграммой во всем диапазоне скольжений от 1 до 0, так как каждому значению тока соответствует своя круговая диаграмма. В некоторых случаях определяют два диаметра: для хк при коротком замыкании и для хк при номинальном режиме. Первая окружность служит для определения пусковых, вторая — для определения рабочих характеристик. Второй окружностью можно пользоваться при скольжениях от 0 до критического зк.

Рабочий процесс двигателя в диапазоне скольжений от нуля до номинального изображается на круговой диаграмме небольшим отрезком окружности. Поэтому данные для рабочего режима с большей точностью могут быть найдены расчетным путем. В этом случае по круговой диаграмме обычно определяют для заданной мощности токи /[ и /j и cos ф, а все остальные величины рассчитывают, пользуясь этими данными.