Двигатель втягивается

Принцип действия и устройство. Гистерезисным двигателем называют синхронный двигатель, вращающий момент которого создается за счет явления гистерезиса при перемагничивании ферромагнитного материала ротора. Статор в гистерезисном двигателе ( 10.7, а) выполняется так же, как и в других машинах переменного тока; обмотка статора может быть трех-или двухфазной (с конденсатором в одной из фаз). Ротор двигателя ( 10.7, б) представляет собой стальной цилиндр, выполненный из магнитно-твердого материала (имеющего широкую петлю гистерезиса) без обмотки. Применение обычной электротехнической стали для изготовления ротора не позволяет получить достаточно большой электромагнитный момент, поэтому используют специальные магнитно-твердые сплавы. С целью экономии дорогих специальных сплавов роторы гистерезисных двигателей выполняют сборными: в виде массивного или шихтованного (из отдельных изолированных пластин) кольца, насаженного на стальную или алюминиевую втулку. В гистерезисном двигателе при синхронной частоте вращения ротор намагничивается под действием магнитного поля статора. При этом из-за явления гистерезиса (молекулярного трения) ось намагничивания отста-

1. Трехфазный синхронный генератор вырабатывает напряжение частотой 50 Гц. Число полюсов ротора равно 2. Двигатель, вращающий ротор генератора, создает вращающий момент на валу 28,65 Н-м.

1. Трехфазный синхронный генератор вырабатывает напряжение частотой 50 Гц. Число полюсов ротора равно 2. Двигатель, вращающий ротор генератора, создает вращающий момент на валу 28,65 Н-м.

Емкостная машина может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме, но независимо от режима в ней всегда возникает вращающий момент и ток в цепи ротора.

В генераторе используется ток в цепи ротора. Проходя по нагрузке, он создает напряжение U% ротора, которое вместе с напряжением 11$ создает вращающий момент. Этот момент в генераторе направлен против вращения, и его преодолевает первичный двигатель, вращающий генератор. Отдаваемая первичным двигателем механическая энергия преобразуется в генераторе в электрическую.

В генераторе используется э. д. с. машины, вызывающая при включении нагрузки ток IR, который вместе с током /5 создает вращающий момент. Этот момент в генераторе направлен против направления вращения и его преодолевает первичный двигатель, вращающий генератор. Отдаваемая первичным двигателем механическая энергия преобразуется генератором в электрическую энергию.

Загрузку барабана производят с соблюдением принятой последовательности. Сначала из автомукомеров или дозаторов поступает отвешенное количество двуокиси марганца, затем вводится отвешенное количество графита, сажи, активированного угля (и хлористого аммония. После окончания загрузки барабана закрывают загрузочный люк и включают электрический двигатель, вращающий смесительный барабан. После окончания сухого перемешивания и выключения электрического двигателя на разгрузочный люк надевают брезентовый рукав и смесь ссыпают в смеситель влажного перемешивания.

При постепенном уменьшении момента приводного двигателя, вращающего ротор генератора, угол 6 рассогласования между осями роторов соответственно уменьшается и при холостом ходе сделается f авным нулю. При этом условии ток в цепи машины отсутствует. Если теперь механически отключить приводной двигатель, вращающий ротор машины (например, разъединить на ходу диски соединительной муфты или отключить питание двигателя), то ротор лишившись механического вращающего момента, замедлит ход и отстанет на угол 6' от оси ротора машины сети. На 28.1 этот ротор изображен в положении 2. В этом случае э. д. с. Е статора, представленная в упрощенной диаграмме (см. 28.2) сплошным вектором, сместится в сторону отставания на угол 0'. Вследствие этого в цепи машины появится результирующее напряжение Д/7 = +}11х и возникнет ток /t==A ?///*, где х = ха + х j — полное синхронное индуктивное сопротивление обмотки статора. Этот ток отстает по фазе от Д(У на 90° и направлен почти прямо противоположно э. д. с. ? статора (см. 28.2), которую можно рассматривать при этом условии как противо-э. д. с. по отношению к току. Это положение характеризует собой признак двигательного режима работы машины. От взаимодействия потребляемого тока с

ним возрастет величина напряжения Д?/ = // [х (см. 28.2). В результате этого потребляемый двигателем ток из сети увеличится и вращающий момент его соответственно возрастет, чтобы уравновесить нагрузочный момент на валу при синхронном вращении ротора. Таким образом, в двигательном режиме работы синхронной машины з. д. с. статора, создаваемая полем ротора,- отстает на угол 6' от напряжения на его зажимах.

шин собственных нужд электростанции и генератора постоянного тока GE. Для повышения надежности работы возбудительного агрегата при форси-ровке возбуждения асинхронный двигатель, вращающий возбудитель GE, выбирается с необходимой перегрузочной способностью.

На 37-9 показана энергетическая диаграмма синхронного генератора. Приводной двигатель, вращающий синхронный генератор, подводит к нему мощность PJ. Часть этой мощности тратится на покрытие механических потерь Рмх, потерь в стали статора Рс и потерь на возбуждение Рв, если возбудитель на одном валу с генератором. Оставшаяся часть мощности Рэм, называемая электромагнитной, передается на статор электромагнитным путем в результате взаимодействия между основным потоком и токами в статоре. Полезная мощность генератора- Ру меньше Рш

Обычно синхронные двигатели СД имеют на своем валу возбудитель В в виде генератора постоянного тока параллельного возбуждения. При пуске по схеме 3.12, б обмотка возбуждения двигателя 0В замкнута контактами контактора К.В на разрядный резистор PP. После включения контактора Л под действием асинхронного момента, создаваемого пусковой обмоткой, двигатель СД разгоняется до подсинхронной частоты вращения. В конце асинхронного пуска срабатывает частотное реле, обмотка которого (на 3.12, б не показана), подключенная к резистору РР, включает контактор цепи возбуждения /CS. Последний своими контактами отключает разрядный резистор и подает постоянный ток в обмотку возбуждения двигателя. Если момент двигателя на этой частоте вращения при подключенном возбуждении (втягивающий момент) оказывается достаточным для ускорения привода до синхронной частоты вращения, двигатель втягивается в синхронизм и продолжает работать в синхронном режиме.

с наглухо подключенным возбудителем и без разрядного резистора ( 3.12, в). При этом якорь возбудителя выполняет роль разрядного резистора, и в его цепи протекает при пуске переменный ток, который, однако, не причиняет ему вреда. При частоте вращения ротора, равной 60—70% от синхронной частоты, возбудитель, возбуждаясь, возбуждает синхронный двигатель, благодаря чему при приближении к синхронной частоте вращения двигатель втягивается в синхронизм.

В этом случае пуск в ход синхронного двигателя состоит из двух этапов: первый этап — асинхронный разгон ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, второй этап — включение постоянного тока в обмотку возбуждения. После этого частота вращения ротора достигает синхронной (говорят, что двигатель втягивается в синхронизм). Асинхронный пуск синхронных двигателей большой мощности проводят, если необходимо и возможно, при пониженном напряжении, например, по схеме 8.13, б.

Вначале осуществляется асинхронный пуск двигателя М. Двигатель разгоняется до подсинхронной скорости, при которой пусковой ток в статоре снижается и реле РПТ размыкает свой замыкающий контакт в цепи катушки реле времени РВ1, включающем с необходимой выдержкой.времени реле РП1. Оно блокирует замыкающий вспомогательный контакт В в цепи катушки /С, становится на самопитание через замыкающий контакт РВ2, а также подает напряжение на блок управления тиристорного преобразователя БУТП, в результате чего открываются тиристоры преобразователя и в обмотку возбуждения двигателя М подается ток. Синхронный двигатель втягивается в синхронизм.

. Гистерезисный двигатель имеет также трехфазную или двухфазную обмотку статора. Ротор выполняется в виде сплошного цилиндра из меди или мягкой стали, на который напрессован полый цилиндр in мапштотвердого материала. Двигатель разгоняется как асинхронный под действием момента, создаваемого при воздействии вращающегося поля на вихревые токи, индуктируемые в сплошном цилиндре. При подсинхронной частоте вращения двигатель втягивается в синхронизм и начинает вращаться синхронно с вращающимся полем под действием момента, обусловленного взаимодействием вращающегося поля с остаточным магнитным потоком магнитотвердуго наружного цилиндра.

Управление в функции частоты. Рассмотрим ( 18-3) асинхронный пуск синхронной машины. При нажатии кнопки «Пуск» срабатывает контактор Л, подключающий обмотку статора к сети и шунтирующий кнопку. В обмотке ротора появляется ток, изменяющийся первоначально с частотой сети, что приводит к срабатыванию реле частоты РЧ и раз- ^ мыканию его контакта -в цепи ~ контактора М. В этой же цепи с выдержкой времени замыкается контакт Л, но контактор М остается обесточенным, так как контакт РЧ будет уже разомкнут. Когда ротор разгоняется до подсинхронной скорости, при скольжении s ж 0,05 реле РЧ отпускает якорь, замыкает свой контакт и включает контактор М. Последний отключает разрядное сопротивление г и подключает обмотку ротора к сети постоянного тока. Двигатель втягивается в синхронизм и

Нажатием кнопки «Пуск» включается контактор /С, который подает питание на включающую катушку Л высоковольтного выключателя. Последний включает статор двигателя, отключает контактор КГ и реле IP Б. Начинается разгон двигателя. Одновременно замыкается контакт Л в цепях РП и Л0, но реле РП не срабатывает, так как контакт ЗРБ уже разомкнулся. Иначе включилось бы реле РП, так как реле ослабления поля РОЛ еще не успеет к этому моменту разомкнуть свой контакт. Это привело бы к включению катушки Л0 и отключению двигателя. После этого теряет питание реле 2РБ, так как реле IP Б было отключено, и с выдержкой времени размыкает свой контакт. За ним с выдержкой времени отключается реле ЗРБ, и замыкается его контакт в цепи реле РП, которое снова не получит питания, так как реле РОП уже успеет разомкнуть свой контакт. На этом заканчивается работа аппаратов. При'подсинхронной скорости двигатель втягивается в синхронизм. Отключается двигатель нажатием кнопки «Стоп». Анало- J? гично происходит отключе- ?/р W f^\ f]r ~Ц~ ние при потере возбуждения, когда реле РОП замыкает свой контакт.

В нормальных асинхронных машинах моменты УИГС и Мвк при расчетах обычно не учитываются, однако в последнее время находят все большее распространение так называемые гистерезисные двигатели малой мощности (до 200 em). Ротор двигателя является круглым, не имеет никакой обмотки и изготовляется из листов стали с широкой петлей гистерезиса. Пуск происходит под влиянием гистерезисного момента и момента от вихревых токов. Под влиянием гистерезисного момента двигатель втягивается в синхронизм и работает далее как синхронный двигатель. При 200 от к. п. д. достигает 80%.

ся поля на вихревые токи, индуктируемые в сплошном цилиндре. При подсинхронной частоте вращения двигатель втягивается в синхронизм и начинает вращаться синхронно с вращающимся полем под действием момента, обусловленного взаимодействием вращающегося поля с остаточным магнитным потоком магнитотвердого наружного цилиндра.

Исследование синхронизирующих свойств. Синхронизирующие свойства синхронных двигателей характеризуются моментом входа Мвх (см. § 15.1), который рекомендуется определять из режима ресинхронизации. Для этого осуществляют пуск двигателя без нагрузки и, после того как частота вращения ротора достигнет синхронной, нагружают двигатель до момента, при котором он выходит из синхронизма. При этом определяют максимальный синхронизирующий момент ЛГвых. Затем, уменьшая момент сопротивления, определяют два его значения, незначительно отличающихся и удовлетворяющих следующему условию: при меньшем значении момента нагрузки двигатель втягивается в синхронизм (а>я = шс), а при большем — - продолжает работать в асинхронном режиме (<он<с0о). За момент входа принимается первое значение момента нагрузки.

= ^ИсследованеиеЯсинхронизирующих свойств. Синхронизирующие свойства синхронных двигателей характеризуются моментом входа Mnv (см S 15.1), который рекомендуется определять из режима ресинхронизации. Для этого осуществляют пуск двигателя оез нагрузки и после того как частота вращения ротора достигнет синхронной 'нагружают двигатель до момента, при котором^он выходит из синхронизма. При этом определяют максимальный синхронизирующий момент Мвых. Затем, уменьшая момент сопротивления, определяют два его значения, незначительно отличающихся и удовлетворяющих следующему условию: при меньшем значении момента нагрузки двигатель втягивается в синхронизм (шд = шс), а при большем-продолжает работать в асинхронном режиме (<вд<йс). За момент входа принимается первое значение момента нагрузки.