Применение асинхронных

§ 3.4. Применение аналоговых вычислительных

§ 3.4. Применение аналоговых вычислительных машин для решения задач

10-11. Применение аналоговых вычислительных машин..... 202

10-11. Применение аналоговых вычислительных машин

ИП, на его выходе образуется сигнал z, связанный с входной измеряемой неэлектрической величиной х линейной зависимостью z — kx. Далее сигнал z преобразуется в цифровой код Nx, пропорциональный измеряемой величине х, линейным аналого-цифровым преобразователем (ЛАЦП). В зависимости от рода сигнала z (чаще всего напряжение постоянного тока) применяют те или иные схемы ЛАЦП (см. п. 10.4). Следует отметить, что применение аналоговых функциональных преобразователей ограничено их невысокой точностью и узким классом реализуемых функций.

венно, что применение аналоговых микросхем в качестве элементной базы позволило не только уменьшить габаритные размеры устройств, их массу, потребляемую мощность и другие показатели, но и более чем на порядок повысить точность обработки аналоговой информации. Дело в том, что интегральная технология дает возможность получать групповым способом на одной подложке совокупность элементов с взаимно согласованными характеристиками. При идеальном согласовании однотипные элементы имеют одинаковые (или пропорциональные) параметры во всех диапазонах внешних допустимых воздействий. Были разработаны специальные схемотехнические приемы взаимной компенсации нестабильности параметров элементов электрических цепей, при которых точность работы аналогового устройства гарантируется идентичностью характеристик элементов.

ИП, на его выходе образуется сигнал г, связанный с входной измеряемой неэлектрической величиной х линейной зависимостью г = kx. Далее сигнал z преобразуется в цифровой код Nx, пропорциональный измеряемой величине х, линейным аналого-цифровым преобразователем (ЛАЦП). В зависимости от рода сигнала z (чаще всего напряжение постоянного тока) применяют те или иные схемы ЛАЦП (см. п. 10.4). Следует отметить, что применение аналоговых функциональных преобразователей ограничено их невысокой точностью и узким классом реализуемых функций.

18-13. Применение аналоговых (АВМ)

18-13. Применение аналоговых (АВМ) и цифровых (ЦВМ i

13.20. Применение аналоговых вычислительных машин в энергетических системах/Под ред. Н. И. Соколова. — М.: Энергия, 1970. — 400 с.

28. Макл/оков М. И., Протопопов В. А. Применение аналоговых интегральных микросхем в вычислительных устройствах.— М. : Энергия, 1980.— 160 с.

Выше уже отмечалось преимущественное применение асинхронных машин в качестве двигателей. Поэтому в дальнейшем ограничимся в основном анализом работы асинхронного двигателя.

В тех случаях, когда короткозамкнутый асинхронный двигатель с «беличьей клеткой», имеющей малое активное сопротивление стержней, не обеспечивает требуемой частоты включений, рекомендуется использовать двигатель с «беличьей клеткой» повышенного сопротивления. Это позволяет уменьшить потери энергии при пуске. В отдельных случаях приходится применять асинхронные двигатели с контактными кольцами. Они сложнее по устройству, имеют большой вес, габариты и стоимость, менее надежны в работе. Поэтому применение асинхронных двигателей с контактными кольцами ограничено в основном теми электроприводами, где по условиям пуска требуется иногда повышенный или, наоборот, ограниченный пусковой момент. Это характерно для подъемно-транспортных механизмов, где по ряду причин требуется ограничение ускорений (пассажирские подъемники, шахтные подъемные установки и др.). Асинхронные двигатели с контактными кольцами, имеющие меньшие потери энергии в обмотках при пуске и торможении, позволяют использовать их в весьма напряженных режимах работы с большой частотой включений. Они могут применяться также в тех установках, где требуется регулирование скорости в узких пределах. Однако следует иметь в виду, что при этом уменьшается жесткость механических характеристик и снижается к. п. д. привода.

В выпускавшихся до 1967 г. буровых установках электропривод лебедки осуществлялся асинхронными двигателями с фазным ротором. Применение асинхронных короткозамкнутых и синхронных двигателей для привода лебедок было ограничено тем, что эти двигатели не допускали большой частоты включений, необходимой для выполнения не только главных, но и вспомогательных операций при спуске и подъеме труб, а системы их управления не позволяли получать простыми и надежными средствами плавный разгон, реверсирование и сни-

мически более выгоден, чем применение асинхронных двигателей и батарей конденсаторов.

лями с фазным ротором. Применение асинхронных кб-роткозамкнутых и синхронных двигателей для привода лебедок было ограничено тем, что эти двигатели не допускали высокой частоты включений, необходимой для выполнения не только главных, но и вспомогательных операций при спуске и подъеме труб, а системы их управления не позволяли получать простыми и надежными средствами плавный разгон, реверсирование и снижение частоты вращения привода. Применение механизмов для вспомогательных операций при спуске и подъеме инструмента значительно упрощает требования, предъявляемые к приводу лебедки (сокращение частоты включений, устранение необходимости в снижении частоты вращения и реверсирования двигателей). Поэтому в новейших буровых установках для привода лебедки оказалось возможным использовать в сочетании с электромагнитными муфтами синхронные двигатели, работающие в режиме постоянного вращения.

Выше уже отмечалось преимущественное применение асинхронных машин в качестве двигателей. Поэтбму в дальнейшем ограничимся в основном анализом работы асинхронного двигателя.

Выше уже отмечалось преимущественное применение асинхронных машин в качестве двигателей. Поэтому в дальнейшем ограничимся в основном анализом работы асинхронного двигателя.

Переменный ток имеет ряд преимуществ по сравнению с постоянным током, к которым можно отнести: легкость и экономичность получения больших количеств энергии посредством генератора переменного тока; возможность с помощью трансформаторов экономичного и простого увеличения и уменьшения напряжений и соответствующего уменьшения и увеличения тока, что чрезвычайно важно для передачи электрической энергии на расстояние; экономичность и простоту распределения и преобразования электрической энергии в механическую (применение асинхронных электродвигателей). Электромагнитные волны распространяются со скоростью порядка 300000 км/с. С такой же скоростью распространяется электромагнитная энергия. Передача электрической энергии на расстояние производится практически мгновенно. Из всех видов энергии электрическая — самая удобная для передачи, распределения и преобразования.

Выровнять нагрузку двигателя и ограничить его момент можно, как уже отмечалось, не только увеличением момента инерции, но и увеличением перепада угловой скорости. При наличии маховика, увеличивая перепад угловой скорости, можно или увеличить выравнивание нагрузки или при том же выравнивании уменьшить маховик. Увеличение перепада угловой скорости при приложении нагрузки достигается введением резисторов в роторную цепь асинхронного двигателя с фазным ротором или в якорную цепь двигателя постоянного тока или применением двигателя с короткозамкнутым ротором и с повышенным скольжением. Однако увеличение скольжения ведет к снижению средней угловой скорости привода за цикл, что влечет за собой снижение производительности механизма и увеличение мощности потерь. Сохранение производительности на заданном уровне потребует уменьшения передаточного отношения от двигателя к рабочему валу механизма, что в конечном счете приведет к увеличению номинального момента двигателя. Применение асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и с повышенным скольжением при увеличенном среднем моменте нагрузки требует значительного увеличения габаритов двигателя вследствие возрастания потерь скольжения. Включение дополнительных резисторов в роторную цепь асинхронного двигателя с фазным ротором с целью увеличения скольжения вызывает увеличение потерь в роторной цепи, но не сказывается на габаритах двигателя, так как большая часть потерь энергии быделяется в дополнительных резисторах. В силу этих недостатков (большие потери и снижение производительности) перепад угловой скорости более чем на 20 % не допускают. При этом использование инерционных масс электропривода с постоянно включенными резисторами оказывается невысоким и не обеспечивает достаточное выравнивание, нагрузки на двигателе.

Значительные габариты конденсаторов и громоздкие схемы регулирования ограничивают применение асинхронных генераторов в автономных системах. Схемы с синхронными генераторами находят большее применение.

При частоте 50 Гц и частоте вращения 3000 об/мин суммарная масса асинхронного генератора совместно с устройством для возбуждения несколько меньше, чем у синхронного генератора ( 8.8,6). При меньшей частоте вращения снижается созф и применение асинхронных генераторов становится экономически нецелесообразным. При частоте 400 Гц и частоте вращения 3000 об/мин масса асинхронного генератора значительно снижается, а при больших частотах вращения (6000... 8000 об/мин) асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением в 1,5 ...2,1 раза легче синхронных генераторов обычного исполнения и в 3... 5 раз легче индукторных. КПД асинхронных и синхронных генераторов с учетом устройств для их возбуждения примерно одинаков. Отметим высокую надежность асинхронных генераторов, что особенно важно при высоких частотах вращения; эти машины не требуют защиты от коротких замыканий, так как в этом режиме они развозбуждаются. Исследования показали, что асинхронные генераторы можно сравнительно легко включать на параллельную работу, даже при значительной разнице в их частотах вращения. При этом в сети устанавливается частота, равная среднему значению частот параллельно включенных генераторов.