Головна

Спільна механічна характеристика електричного двигуна і виробничого механізму.

  1. I. Загальна характеристика
  2. II. Характеристика основних методів генетики людини з основами медичної генетики
  3. Абразивні матеріали, їх класифікація, порівняльна характеристика. Склад, властивості. Призначення. Застосування. сполучні речовини
  4. Автотрансформаторним пуск асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором
  5. Аналіз виробничої праці.
  6. АНАЛІТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИРІВ

При обертальному русі між моментом, що розвивається двигуном, і моментом опору в системі електродвигун - робоча машина існує співвідношення, зване рівнянням руху електроприводу:

 (3)

де:  - Момент, що розвивається двигуном;

 - Момент опору робочої машини, приведений до валу двигуна;

J - момент інерції рухомих частин системи двигун - робоча машина, приведена до валу двигуна;

 - Кутовий прискорення рухомих мас.

Момент, що обертає, що розвивається двигуном при роботі, приймається позитивним, якщо він спрямований в бік руху приводу, і негативним, якщо спрямований в бік, зворотний руху. Необхідно відзначити, що знак мінус перед  вказує на гальмівну дію моменту опору, що відповідає зусиллю різання, втрат тертя, підйому вантажу, стиску пружини і т.п. при позитивному знаку швидкості. При спуску вантажу, розкручуванні або разжатии пружини і т.п. перед  ставиться знак плюс, оскільки в цих випадках момент опору допомагає обертанню приводу.

Аналогічно отримують співвідношення для випадків поступального руху:

± ±  = m ;

 - Зусилля розвивається двигуном;

 - Наведене посилення опору системи електродвигун - робоча машина;

m - зведена маса рухомих частин системи;

 - Лінійне прискорення рухомих мас.

Рівняння (3) показує, що розвивається двигуном, що обертає момент  врівноважується моментом опору  на валу і інерційним або динамічним моментом:

.

З аналізу цього рівняння видно, що:

1) При > ,  > 0, має місце прискорення приводу;

2) При < ,  <0, має місце уповільнення приводу;

3) При = ,  = 0, електропривод працює в сталому режимі.

Роботі електричного двигуна і виробничого механізму в сталому режимі відповідає рівновагу, при певній швидкості обертання, моментів опору механізму і крутного моменту двигуна.

Зміна моменту опору на валу двигуна призводить до того, що швидкість двигуна і момент, який він розвиває, можуть автоматично змінюватися, і привід буде продовжувати працювати при іншій сталої швидкості з новим значенням моменту.

Для відновлення рівноваги між зміненим моментом опору і моментом двигуна у всіх неелектричних двигунах потрібна участь спеціальних регуляторів, які впливають на джерело енергії, збільшуючи або відповідно зменшуючи подачу води, палива або пара. В електричних двигунах роль автоматичного регулятора виконує е.р.с. двигуна. Ця особливість електродвигунів автоматично підтримувати рівновагу системи при змінному моменті опору, є дуже цінним властивістю мають велике майбутнє.

На малюнку 3.19 наведена механічна характеристика вентилятора 1, механічна характеристика асинхронного двигуна 2, що приводить вентилятора, і спільна механічна характеристика вентиляторного агрегату 3.

Малюнок 3.19 Спільна механічна характеристика вентиляторного агрегату (вентилятор і асинхронний двигун).

При сталій швидкості агрегату  двигун розвиває момент:

=  , В цьому випадку момент спільної механічної характеристики агрегату буде дорівнює нулю. Робота електроприводу при швидкості  стійка, тому що зі збільшенням швидкості приріст моменту виявляється негативним, а при зменшенні швидкості позитивним. Крива 3 на малюнку буде прикладом спільної характеристики, при якій агрегат буде працювати стійко. Якби спільна характеристика агрегату мала б вигляд кривої 4, то робота була б нестійкою.

Розглянуті умови роботи електроприводу в сталому режимі характеризує статичну стійкість приводу, коли зміна в часі швидкості і моменту відбувається відносно повільно на відміну від динамічної стійкості, що має місце при перехідних режимах.

Зазвичай при проектуванні електропривода механічна характеристика виробничого механізму є вже заданої. Тому для отримання стійкої роботи в усталеному режимі для певних швидкостей і моментів опору виробничих механізмів необхідно підбирати механічну характеристику електродвигуна відповідної форми. Це може бути досягнуто підбором і зміною електричних параметрів ланцюгів приводу. Іноді для отримання необхідних механічних характеристик доводиться застосовувати спеціальні схеми включення електричних машин і апаратів для їх управління.

Математично умови статистичної стійкості доводиться наступним чином. Рівняння рух приводу  , Запишемо через жорсткості механічних характеристик двигуна  і механізму :  . Вирішимо це диференціальне рівняння методом поділу змінних  . Рішення  Отже умова статистичної стійкості виконується, якщо показник ступеня  негативне, тобто  або

3.9 Пуск асинхронних двигунів.

При пуску А.Д. для збільшення пускового моменту необхідно збільшувати  , А при номінальному режимі для збільшення ККД і cos? треба  мати менше, щоб Sн дорівнювало 1 - 4% (як зазначалося раніше).

Електротехнічна промисловість для важких умов пуску виготовляє двигуни зі спеціальним короткозамкненим ротором - це двигуни з подвійною білячою кліткою і двигуни з глибоким пазом спеціального профілю (рис. 3.14). У цих двигунах з - за ефекту витіснення струму, струм в стрижнях обмотки ротора проходить при пуску по частині обмотці, розташованої ближче до зазору, а при номінальному режимі розподіляється рівномірно по всьому перетину обмотки, тим самим має місце зміна опору ротора.

У двигунах з подвійною білячою кліткою пускова клітина, яка перебуває ближче до зазору, виконується меншого перетину, ніж робоча. Іноді пускову клітку виконують з латуні або бронзи, а робочу з - міді.

Для важких умов пуску в приводах від декількох кВт до сотень кіловат застосовуються двигуни з фазним ротором. У цих двигунах фазная обмотка виводиться на кільця, до яких під час пуску підключається резистор. У міру розгону двигуна опір пускового резистора поступово зменшується. Механічна характеристика має вигляд (Рис. 3.20).

Малюнок 3.20 Механічна характеристика асинхронного двигуна з фазним ротором при зміні опору R у ланцюзі ротора

Пускові резистори виконуються дротяними, литими, чавунними і рідинними.

Резистори поміщають в бак з трансформаторним маслом і розраховують на короткочасний режим роботи. Рідинної резистор являє собою судину з електролітом, в який опущені електроди. При зміні глибини занурення електродів змінюється опір резистора. Двигун пускається з повністю введеним резистором і працює на механічній характеристиці 1 (Рис. 3.20). При цьому Мп ? Мmax. Після того, як двигун підійде до ковзання S ? 0,5 ? 0,6, закорачивается частина опору резистора. Двигун переходить на характеристику 2. Потім при S ? 0,3 ? 0,4 перемикається другий ступінь і двигун переходить на природну механічну характеристику 3.

Після закінчення пуску щітки закорочуються, а пусковий резистор наводиться в початкове положення.

Двигун з фазним ротором дорожче двигунів з коротким замкнутим ротором і вимагає додаткової пускорегулювальної апаратури. У серії 4А двигуни з фазним ротором виконуються на потужності від 5,5 до 400 кВт і частоти обертання від 500 до 1500 об / хв.

Асинхронний двигун з коротким замкнутим ротором пускають зазвичай прямим включенням на номінальну напругу.

При пуску потужних асинхронних двигунів для обмеження пускових струмів в ланцюзі статора включають резистори або реактори (  ), Або автотрансформатор  (Ріс.3.21).

Малюнок 3.21 Пуск асинхронного двигуна включенням в ланцюг статора: а) реактора; б) автотрансформатора (Ат)

Пусковий струм асинхронного двигуна при включенні реактора буде дорівнює:

,

де  - Індуктивний опір реактора.

За рахунок  пусковий струм зменшується до 3 - 4 кратного значення .

Для пуску асинхронний двигун великої потужності іноді застосовується пуск за допомогою розгінного двигуна, який жорстко з'єднаний з валом основного двигуна. Якщо основний двигун тихохідний, то розгінний двигун вибирається на частоту обертання на щабель велику. При підході до синхронної частоті обертання основного двигуна розгінний двигун відключається, а основний двигун підключається до мережі. Недолік способу - наявність розгінного двигуна, використовуваного тільки при пуску.

При перерві харчування на декілька секунд більшість асинхронних двигунів встигають зупинитися. При відновленні напруги почнеться самозапуск асинхронного двигуна. Процес цей є важким і для двигунів і для мережі, тому що потрібна велика реактивна потужність для створення полів в двигунах, і активна потужність для запуску двигунів. При цьому частина двигунів може не запуститися, а частина з - за затяжного пуску перегрітися. При тривалій перерві харчування необхідно асинхронний двигун відключати від мережі.



Механічні характеристики електричних машин і виробничих механізмів | Регулювання частоти обертання асинхронних двигунів.

Зварювальні трансформатори. | Трансформатори звуковий і ультразвукової частот. Реактори. | Трансформатори струму. | Трансформатори напруги. | Області застосування. Конструкція асинхронних машин. | Обмотки асинхронних машин. | Енергетичні діаграми асинхронних машин. | Схема заміщення трифазної асинхронної машини. | Дослідне визначення параметрів схеми заміщення асинхронної машини. | Електромагнітний момент асинхронної машини. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати