Транспортных установок

В зависимости от вида и назначения ЭМН в его состав входят различные ЭМ. Согласно общей классификации ЭМ можно выделить ЭМН на основе машин переменного тока (синхронных или асинхронных) и машин постоянного тока (МПТ), включая коллекторные или вентильные разноимен-нополюсные МПТ и униполярные (одноименнополюсные) машины. Общие принципы работы, конструкция, теория и расчет ЭМ, применяемых в промышленных и автономных (транспортных) установках, изложены в соответствующих учебных руководствах, например в [2.36, 5.2—5.6], а также в монографиях [5.7—5.9] и др.

При наличии значительного момента инерции вращающихся масс ротора и механизма время от выключения двигателя до его полного останова может оказаться достаточно' большим. Для сокращения времени останова прибегают к торможению двигателя. Торможение требуется и в случаях, когда момент нагрузки становится движущим (например, в подъемных механизмах при спуске груза или транспортных установках при движении под уклон). Для электрического торможения асинхронных двигателей обычно используются три метода: торможение противовключением, динамическое и рекуперативное.

Для рекуперативного торможения асинхронный двигатель переводится из двигательного в генераторный режим. Для этого необходимо, чтобы скорость вращения ротора стала выше синхронной. Такая возможность возникает в случае повышения скорости двигателем механизма за счет появления отрицательного момента сопротивления, как это бывает, например, в транспортных установках при движении под уклон, в подъемных при спусках груза и т. п. В многоскоростном двигателе перевод в генераторный режим происходит при увеличении числа пар полюсов для уменьшения скорости вращения. За время работы машины в генераторном режиме, пока скорость ротора сравняется с синхронной, часть кинетической энергии движущихся масс преобразуется в электрическую и возвращается в сеть, что является достоинством этого метода торможения. Недостаток состоит в том, что его нельзя применить при скорости вращения ротора меньше синхронной.

Установки типа «генератор — двигатель» широко распространены в промышленности и на транспорте, в тех устройствах, где требуется регулирование частоты вращения в широких пределах. В транспортных установках генератор приводится во вращение дизелем, в промышленности — трехфазным синхронным или асинхронным двигателем.

быстродействия широко используются в различных отраслях промышленности и техники, в транспортных установках и т. д. Они особенно удобны при наличии сети постоянного тока или в автономных установках при питании привода от аккумуляторов. В случае сети переменного тока питание привода с таким управлением производится через неуправляемый выпрямитель. При этом возникают большие трудности с организацией тормозных режимов и реверса двигателя по цепи якоря, вследствие чего область применения такого привода ограничивается установками малой мощности.

электромашинные генераторы* — преобразуют механическую энергию в электрическую. Их устанавливают на электрических станциях и различных транспортных установках: автомобилях, самолетах, тепловозах, кораблях, передвижных электростанциях и др. На электростанциях они приводятся во вращение с помощью мощных паровых и гидравлических турбин, а на транспортных установках — от двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин. В ряде случаев генераторы используют в качестве источников питания в установках связи, устройствах автоматики, измерительной техники и пр.;

Генераторы постоянного тока часто применяют для питания устройств связи, зарядки аккумуляторных батарей, в качестве основных источников питания на транспортных установках (автомобилях, самолетах, тепловозах, пассажирских вагонах). Однако в последнее время генераторы постоянного тока вытесняются генераторами переменного тока, работающими совместно с полупроводниковыми выпрямителями.

Генераторы. В синхронных генераторах малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов ротор может быть выполнен или в виде единого блока из магнитно-твердого материала ( 10.3, а), или с постоянными магнитами, установленными в стальной втулке ( 10.3, б). Промежутки между магнитами в некоторых случаях заливают алюминием, благодаря чему обеспечивается монолитность конструкции ротора. В генераторах, используемых в некоторых транспортных установках, иногда применяют ротор с когтеобразными полюсами ( 10.3, в).

поддается автоматизации. Рассматриваемый метод управления получил широкое распространение в промышленности и на транспорте, а также в устройствах, где требуется регулирование частоты вращения в широких пределах. В транспортных установках генератор приводится во вращение дизелем. В промышленности для привода генератора обычно используют трехфазные синхронные или асинхронные двигатели. Недостатки этого метода: 1) большие масса, габариты и стоимость преобразовательной установки; 2) сравнительно низкий КПД (порядка 0,6—0,7), так как производится трехкратное преобразование энергии.

К. -п. д, при этом способе регулирования скорости вращения может быть увеличен в транспортных установках, когда на каждой оси моторного вагона устанавливается ведущий двигатель.

электрической тяги (трамвай, метро, троллейбусы, электровозы и тепловозы на железных дорогах) и в подъемно-транспортных установках.

Рассмотрены области применения, принципы расчета, автоматизации и эксплуатации транспортных установок рудных шахт. Описаны конструкции оборудования для доставки руды под действием силы тяжести, самоходных машин, скреперных установок, конвейерного, трубопроводного, рельсового и различных видов вспомогательного транспорта, а также конструкции и условия эксплуатации карьерного железнодорожного, автомобильного, конвейерного, комбинированного и гидравлического транспорта.

пользовать кинетическую и потенциальную формы механической энергии. Благодаря высокой энергоемкости такие накопители представляю! интерес для автономных энергетических и транспортных установок.

Применение ЭХГ нашли в основном для энергообеспечения автономных установок, в том числе передвижных (нестационарных) и стационарных. Имеется значительный опыт, накопленный, в частности, за рубежом (США), по использованию ЭХГ в разработках для космических программ «Аполлон», «Дже-мини», «Скайлэб», «Спейс Шаттл» и др. Проводятся многочисленные разработки и исследования в направлениях применения ЭХГ для различных наземных транспортных установок (например, электромобилей), а также для морских судов и аппаратов (батискафов, батисфер). Диапазон электрических мощностей для разнообразных применений ЭХГ сравнительно широк — от единиц до сотен киловатт [1.2, 1.5, 1.7, 1.8, 1.11, 1.12].

Транспортные установки. Для транспортных установок характерны режимы с рекуперацией энергии, т. е. возвратом ее зарядному устройству при движении транспортного средства под уклон или его торможении. На 4.9 в качестве поясняющего примера представлена функциональная схема рекуперативной установки электромобиля. Для его движения используется комбинированный источник энергии в виде аг-

где А"м>1, /vB>l, kt > 1 коэффициенты, учитывающие: массу конструктивных элементов, отличие D и / от соответствующих габаритных размеров ЭМ; ус„ -• усредненная плотность материалов машины. Обычно к ЭМН автономных (стационарных и транспортных) установок предъявляется требование уменьшения суммарной массы Л/С = Л/М + Л/Э-М. При проектировании ЭМН следует принимать наибольшее допустимое значение Q, с учетом прочностных и электромагнитных ограничений. Выбор Оз* зависит от параметров разрядного режима. Поскольку МЭМ>А/М при больших Рр и малых tp, то согласно (5.28) и (5.30) целесообразно увеличивать ?22*- Наоборот, при относительно малых Рр и больших tp выгодно снижать ?)2!)!, так как в данном случае МЫ>М.,,М. Для каждого конкретного сочетания Рр и / имеется рациональный диапазон AQ^fl,— Q2, соответствующий минимуму Mt. [5.17].

Механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения — жесткая.Двигатель последовательного возбуждения имеет удобную для транспортных установок механическую характеристику, когда с уменьшением частоты вращения растет момент. Механическая характеристика двигателя смешанного возбуждения — промежуточная между механическими характеристиками двигателя параллельного и последовательного возбуждения.

Контроллеры применяются для управления двигателями постоянного и переменного тока, в частности подъемно-транспортных установок. Получение различных схем соединений двигателя с сетью, резистором пусковым и регулировочным и тому подобными устройствами достигается поворотом рукоятки на определенный угол.

Контроллером называется аппарат, при помощи которого осуществляется ручное управление электродвигателями (пуск, регулирование частоты вращения, реверсирование, остановка). Контроллеры применяются для управления двигателями постоянного и перемен-789 ного тока, в частности, подъем-' I ! но-транспортных установок. Получение различных схем соединений двигателя с сетью напряжением Uc, резистором пусковым Rn, регулировочным Rp и т. п. достигается поворотом рукоятки на определенный угол ( 17-8).

ются стиральные и сушильные машины. В механизированных прачечных значительная силовая мощность требуется для вентиляционных и транспортных установок вертикального и горизонтального перемещения белья.

Исследуем теоретические и реальные возможности — условия я пределы — повышения величины обобщенных критериев энергетической экономичности ЭУ, почти не затрагивая пока специфики стационарных и транспортных установок.

Удельная (весовая и объемная) мощность ПЭ и ЭУ в целом имеет важное значение лишь для транспортных установок. Поэтому этот вопрос будет рассмотрен дальше, в главе 9. Далее же остановимся на общем для всех ЭУ вопросе — на методах и возможностях их форсажа.