Двигателя посредством

При изменении нагрузки двигателей постоянного тока происходит следующее. Предположим, например, что двигатель последовательного возбуждения работал с моментом Af t == Мcl и частотой вращения п,; моменту Mt соответствовал ток /я1 (см. 9.25). Предположим далее, что момент статического сопротивления возрос и стал равен Мс2 > Afcl, В: первое мгновение после увеличения момента сопротивления из-за механик ческой инерционности двигателя частота вращения не изменится и будет равна и,. Вследствие этого не изменятся ЭДС Е1г ток /я1 и момент М1 двигателя. Поскольку Мс2 >Mj, начнется переходный процесс, при котором частота вращения и ЭДС будут уменьшаться, а ток и момент будут возрастать. Установившийся режим наступит при частоте вращения и2, при которой наступит равенство М2 = Мс2.

Синхронный электропривод буровой лебедки. На установках 125Э, 160Э, 80БрЭ электропривод лебедки осуществляется от синхронных электродвигателей с электромагнитными муфтами [83]. Система управления электродвигателем (28) обеспечивает нормальный запуск двигателя и вхождение в синхронизм, а также автоматическое регулирование возбуждения двигателя, поскольку в рабочих режимах нагрузка изменяется в широких пределах. Статор электродвигателя получает питание от сети

ния, снижается напряжение. Это Отрицательно сказывается на других приемниках, работающих от данной сети, и на пусковых свойствах включаемого двигателя, поскольку его момент, в том числе и -пусковой, пропорционален квадрату напряжения сети. В этом основной недостаток прямого пуска. Снижение напряжения тем больше, чем выше пусковой ток, т. е. чем больше мощность пускаемого двигателя. Если мощность двигателя составляет примерно более 20—25% мощности питающей сети, то снижение напряжения, вызываемое пусковым током, может оказаться уже недопустимым. Заметим, однако, что современные сети достаточно мощные и в большинстве случаев допускают прямой пуск асинхронных короткозамкнутых двигателей.

Если прямой пуск недопустим, то для снижения пускового тока применяется пуск на пониженном напряжении. Пусковой ток приблизительно пропорционален напряжению сети. В той мере, в какой снижается напряжение двигателя на время пуска, снижается и пусковой ток. Для снижения напряжения применяются автотрансформаторы или реакторы (реактивные сопротивления). Чаще используют автотрансформаторы, и тогда пуск называется автотрансформаторным. Если обмотки статора в данной сети соединены треугольником, то для снижения пускового тока применяют пуск переключе-, нием со звезды на треугольник. Двигатель включается в сеть по схеме звезда и после разгона переключается на нормальную схему треугольника. Это также пуск на пониженном напряжении, поскольку за счет изменения схемы на время пуска снижается напряжение на обмотках статора.

регулирование угловой скорости производится изменением магнитного потока двигателя, поскольку при заданном токе якоря /я можно с помощью резистора Rm изменять ток возбуждения /„ = /я — /ш. Регулирование осуществляется вверх от основной угловой скорости вследствие уменьшения магнитного потока. Оно является экономич-

Управляющим воздействием при регулировании угловой скорости является изменение тока возбуждения двигателя постоянного тока. С увеличением тока возбуждения снижается угловая скорость двигателей. Очевидно, что в электромеханическом каскаде ЭДС машины постоянного тока зависит не только от тока возбуждения, но и от угловой скорости асинхронного.двигателя, поскольку обе машины находятся на одном валу.

Число витков в фазе обмотки ротора выбирают, исходя из допустимого напряжения на контактных кольцах при пуске двигателя. Поскольку ЭДС на контактных кольцах ?? определяется магнитным потоком, который при постоянном уровне индукции в воздушном зазоре растет с увеличением габаритов двигателя, то в крупных машинах напряжение на контактных кольцах может достигнуть слишком большого значения и привести к перекрытию или пробою изоляции колец.

, Поскольку общие потери зависят от нагрузки, то и к. п. д. двигателя является-функцией нагрузки. На 12-31, а дана кривая ц =-- f (Р/Лшм), где Р/Фном — относительная мощность. Машина конструируется так, чтобы максимум Т1„акс ее коэффициента полезного действия имел место при нагрузке, несколько меньшей номинальной. К. п. д. двигателя достаточно высок в широком диапазоне нагрузок ( 12-31, а). Для большинства современных асинхронных двигателей к. п. д. имеет величину 80—90%, а для мощных двигателей 90—96%.

Поскольку синхронный двигатель пускается как асинхронный, он имеет в период пуска свойства асинхронного двигателя, в частности, механическую характеристику, изображенную на 11.16, б. Чтобы можно было произвести пуск двигателя, должно быть выполнено известное соотношение между пусковым моментом двигателя и моментом сопротивления: МП~>М<~. Однако для пуска синхронного двигателя этого условия оказывается недостаточно. Установлено, что двигатель надежно входит в синхронизм, если подключение обмотки возбуждения к источнику постоянного тока происходит при скольжении s ^ 0,05 (скорости n ^ 0,95/г0). Момент двигателя Л!Вх соответствующий s = 0,05 (п = 0,95«0). называется входным. Для того чтобы двигатель мог разогнаться до скольжения sc ^ 0,05 (скорости пс^0,95п0), должно быть выполнено, очевидно, условие Л1ВХ ^ Мс.

дет равна пг. Вследствие этого не изменится э. д. с. ?ь ток /Я1 и момент MI двигателя. Поскольку УИС2 > Мг, начнется переходный процесс, при котором скорость и э. д. с. будут уменьшаться, а ток и момент двигателя будут возрастать. Установившийся режим наступит при скорости п2, при которой получится равенство М2 — Mcz.

Поскольку в механических КПМ маховик является узлом машины, т. е. размеры его ограничены конструктивными возможностями, а частота вращения определяется кинематикор и прочностными показателями материала маховика, то выбор системы «двигатель— маховик» может дать множество сочетаний для мощности двигателя и момента инерции маховика.

С помощью логических элементов можно осуществлять большое число разнообразных логических операций. Например, у логических элементов, выполняющих логическую функцию ИЛИ, при подаче сигнала на любой из входов появляется сигнал на выходе. У логических элементов, выполняющих логическую функцию И, сигнал на выходе появляется лишь в том случае, если поданы сигналы на все входы. У логического элемента НЕ (НЕТ) сигнал на выходе исчезает при появлении сигнала на входе. В качестве примера использования логических элементов рассмотрим схему включения контактора К двигателя посредством электромагнитных реле и логического элемента И. Обмотка контактора К в релейном варианте ( 12.13,6) получает питание в том случае, если замкнуты все контакты реле РЛь РП2, РП3. Обмотки этих реле получают питание, если будут замкнуты входные контакты а, Ь, с. При использовании логического элемента И ( 12.13, в) обмотка контактора К получает питание, если будут замкнуты контакты в, t>, с на выходе логического элемента. Условное обозначение логических элементов И и ИЛИ приведено в табл. 12.2.

Если обмотку якоря работающего двигателя посредством переключателя К отключить от сети и замкнуть на дополнительный резистор /?х ( 7.13), то двигатель переходит в генераторный режим динамического торможения и снижает свою угловую скорость ( 7.14).

Коллекторный генератор позволяет регулировать скорость вращения асинхронного двигателя посредством изменения частоты при постоянной скорости вращения первичного двигателя, приводящего генератор во вращение. На 32-6 изображена схема привода вентилятора. На схеме АД — асинхронный двигатель для привода вентилятора или гребного винта; К.Г—компенсированный коллекторный генератор с возбуждением на статоре согласно схеме на '32-2; СВ — синхронный возбудитель, питающий

С помощью логических элементов можно осуществлять большое число разнообразны:; логических операций. Например, у логических элементов, выполняющих логическую функцию ИЛИ, при подаче сигнала на любой из входов появляется сигнал на выходе. У логических элементов, выполняющих логическую функцию И, сигнал на выходе появляется лишь в том случае, если поданы сигналы на все входы. У логического элемента НЕ (НЕТ) сигнал на выходе исчезает при появлении сигнала на входе. В качестве примера использования логических элементов рассмотрим схему включения контактора К двигателя посредством электромагнитных реле и логического элемента И. Обмотка контактора К в релейном варианте ( 12.13,6) получает питание в том случае, если замкнуты все контакты реле РЛь РП2, РГ!3. Обмотки этих реле получают питание, если будут замкнуты входные контакты а, Ь, с. При использовании логического элемента И ( 12.13, в) обмотка контактора К получает питание, если будут замкнуты контакты а, Ь, с на выходе логического элемента. Условное обозначение логических элементов И и ИЛИ приведено в табл. 12.2.

При регулировании скорости вращения двигателя посредством тока возбуждения эта скорость изменяется обратно пропорционально току: с уменьшением его она возрастает, с увеличением уменьшается. Для этой цели в цепь возбуждения двигателя нужно включить регулировочный реостат. На 8.6 представлены скоростные и механические характеристики двигателя параллельного возбуждения при разных токах возбуждения: номинальном /ш-н

В ряде схем реле максимального тока осуществляют защиту не только от коротких замыканий, но и от перегрузки, а также от работы на „двух фазах. На 7.4 приведен узел схемы защиты двигателя посредством трех реле максимального тока. Катушки всех реле включены в силовую

При использовании режима динамического торможения напряжение постоянного тока подводится к статору двигателя посредством контактора /Ст от сети постоянного тока, как это показано на 7.15,а, или от сети переменного тока через полупроводниковые вентили. Управление динамическим торможением производится с помощью реле времени Кв, контакт которого в цепи катушки контактора торможения /Ст открывается с выдержкой времени, после чего питание статора постоянным током прекращается. Реле теряет питание после отключения контактора Кя- Реле

2) пуск двигателя посредством реостата, включенного в цепь якоря (реостатный пуск);

Б. Двигатель последовательного возбуждения. Процесс регулирования скорости этого двигателя посредством реостата в цепи якоря осложняется тем, что одновременно с изменением тока /„ изменяется и ток возбуждения. Чтобы выяснить характер процесса, достаточно рассмотреть два предельных случая: а) когда магнитная система двигателя весьма сильно насыщена и б) когда она не насыщена. В первом случае условия регулирования скорости последовательного двигателя те же, что и в рассмотренном выше случае двигателя параллельного возбуждения, так как в предельно насыщенном последовательном двигателе можно считать, что Ф «» const. Во втором случае Ф = /„. Ориентируясь, как и раньше, на случай системы с достаточно большой механической инерцией, можно написать уравнение э. д. с. для элемента времени А*1, непосредственно следующего за введением реостата, в виде:

Реализация рассмотренного способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя посредством добавочной э. д. с. осуществляется в каскадных соединениях двигателя со вспомогательными электрическими машинами. Рассмотрим здесь каскадные соединения асинхронного двигателя с машиной постоянного тока. На 28-14, а показана схема каскада фазного асинхронного двигателя АД, приводящего в движение некоторую рабочую машину РМ, с машиной постоянного тока независимого возбуждения МПТ. Цепь якоря МПТ приключена к контактным кольпам асин-

Реализация рассмотренного способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя посредством добавочной э. д. с. осуществляется в каскадных соединениях двигателя со вспомогательными электрическими машинами. Рассмотрим здесь каскадные соединения асинхронного двигателя с машиной постоянного тока. На 28-14, а показана схема каскада фазного асинхронного двигателя АД, приводящего в движение некоторую рабочую машину РМ, с машиной постоянного тока независимого возбуждения МПТ. Цепь якоря МПТ приключена к контактным кольпам асин-