Pusk_i_tormozhenie_AD

Пуск АД

У АД сравнительно большая кратность пускового тока 13 EMBED Equation.3 1415 и небольшая пускового момента 13 EMBED Equation.3 1415. Частые пуски могут вызвать перегрев ЭД, а при большой мощности могут привести к провалам напряжения в судовой сети и к опрокидыванию других ЭД меньшей мощности, работающих с полной загрузкой. Стремление уменьшить пусковые токи и сохранив или увеличив пусковой момент, привело к применению специальных методов пуска.
Способы пуска электроприводов с АД с короткозамкнутой (к.з.) обмоткой. Наиболее приемлемым в части простоты является прямой пуск. Однако значительные пусковые токи ограничивают его применение Решение задачи ограничения пускового тока и повышения пускового момента дано Доливо-Добровольским, который предложил трехфазный двигатель с двумя к.з. обмотками на роторе. Но при этом удорожался ЭД.
В настоящее время на судах применяют следующие способы пуска:
1. Прямой пуск.
2. Включением активных или реактивных сопротивлений в цепи статора.
3. Переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
4. С помощью автотрансформатора.
При прямом пуске кратность пускового тока 13 EMBED Equation.3 1415, пусковой ток и момент зависят от типа двигателя, его мощности и скорости. Так у АД при 750 об/мин Iпуск в 1,2-1,5 раза меньше, чем при 3000 об/мин, в такой же пропорции уменьшается и пусковой момент.
Для двигателей небольшой мощности пуск чаще всего осуществляют с помощью магнитного пускателя. КЛ выполняет функцию нулевой и минимальной защиты. РТ – тепловые реле защищают от перегрузки. ПР – от КЗ.
Прямой пуск многоскоростных двигателей с переключением числа пар полюсов обмотки статора обеспечивает снижение пускового тока на первых ступенях.
Однако это не уменьшает его величину на последней ступени, хотя продолжительность разгона на данной ступени в значительной степени сокращается. Ограничение пускового тока у многоскоростных АД может быть гарантировано только тогда, когда будет обеспечена выдержка времени при переключении от одной скорости к другой.
Пуск АД путем пониженного напряжения. Для КЗ АД снижение напряжения осуществляется вводом либо активного или реактивного сопротивлений в цепь статора, либо автотрансформатором, либо переключением со звезды на треугольник. Как правило, пуск при пониженном напряжении осуществляется в функции времени.
При пуске с включением активных или реактивных сопротивлений в цепь статора напряжение на зажимах двигателя снижается в "а" раз, соответственно и ток в "а" раз, а момент в "а2" раз. Задаваясь "а" и считая 13 EMBED Equation.3 1415 можно определить 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 или 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, (где 13 EMBED Equation.3 1415 - звезда). При соединении треугольником эти величины будут в 3 раза меньше.
Пуск с помощью включения резисторов. Включают "ПК", запитывается "В" и "РУ", которое обесточит "КУ". При нажатии "пуск" запитывается "КЛ", который замкнет силовую цепь через "СП". Двигатель разгоняется. Одновременно "КЛ" шунтирует "пуск" и обесточивает "РУ", которое с выдержкой времени подаст питание на "КУ", который зашунтирует "СП" и оборвет питание "КЛ" и "РУ" и зашунтирует "пуск". Двигатель включен на полное напряжение. Максимальную и нулевую защиту обеспечивает "КУ".
Преимуществами пуска двигателя с активным сопротивлением в цепи статора являются:
-плавный разгон, т.к. по мере уменьшения пускового тока растет напряжение на зажимах двигателя и соответственно пусковой момент;
-относительно высокий 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, что особенно важно с точки зрения влияния величины пускового тока на провал напряжения генераторов (только поперечная реакция якоря).
-отсутствие пиков тока при включении пускового сопротивления.
Пуск АД через дроссель (рис. 5.7). Изменением тока подмагничивания, составляющего 3-5% величины переменного тока можно в широких пределах изменять индуктивность дросселя. Двигатель должен выбираться с высоким пусковым и максимальным моментом.
При автотрансформаторном пуске АД вначале подается пониженное напряжение, а потом полное.
Схема (рис. 5.8) работает аналогично резисторной. Отличие в том, что маятниковое реле РВЛ сблокировано с контактором КЛ. При срабатывании последнего происходит взвод реле времени РВЛ, которое через определенный промежуток времени срабатывает, подавая питание на КУ. Пусковой ток ограничивают, уменьшая подводимое к статору напряжение (0,55; 0,65; 0,8).
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415
Достоинством указанных схем является малый пусковой ток, простота, большое значение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415в период пуска с активными сопротивлениями.
Недостатки: громоздкость пусковых резисторов или автотрансформаторов, уменьшение пускового момента, потери энергии при пуске.
Переключение со звезды на треугольник. Оно обычно выполняется рубильником или контакторами. Двигатель запускается звездой (рис. 5.9), а затем переключается на треугольник, по схеме которого работает далее. При этом линейный пусковой ток в 3 раза меньше рабочего номинального.
Звезда13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415.
При снижении напряжения любым методом пусковой момент двигателя уменьшается пропорционально квадрату напряжения (кроме "звезда – треугольник", где в 3 раза). Поэтому эти схемы применяются лишь для двигателей с легкими условиями пуска.
В электроприводах с тяжелыми условиями пуска для увеличения пускового момента применяют двигатели с повышенным скольжением, с двойной беличьей клеткой или с глубокими пазами на роторе.
Пуск двигателя с фазовым ротором. Осуществляется с помощью активных сопротивлений, включаемых в цепь ротора. Это позволяет уменьшить бросок тока и увеличить пусковой момент вплоть до его максимального значения 13 EMBED Equation.3 1415.
Пусковое сопротивление можно рассчитать, используя графики 13 EMBED Equation.3 1415 (рис. 5.13).
Выбирают значения 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415. На естественной характеристике отмечают точки "а" и "б", соответствующие выбранным значениям момента. Через эти точки проводят прямую линию до пересечения в точке "с" с горизонтальной линией, соответствующей синхронной скорости 13 EMBED Equation.3 1415.
На основании пропорциональной зависимости между скольжением и активным сопротивлением цепи ротора для начального момента пуска можно записать:
13 EMBED Equation.3 1415 откуда 13 EMBED Equation.3 1415;
после замыкания первой пусковой ступени
13 EMBED Equation.3 1415 откуда 13 EMBED Equation.3 1415
аналогично сопротивление второй ступени 13 EMBED Equation.3 1415 и т.д.
или для нашего случая – для двух ступеней 13 EMBED Equation.3 1415;
сопротивление роторной обмотки 13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415.
При нажатии кнопки "пуск" получает питание 1РУ, которое разомкнет свои контакты на СП и с выдержкой времени замкнет в цепи 2РУ.
2РУ разомкнет свои контакты на СП, введя полное сопротивление, и с выдержкой времени замкнет контакт в цепи КЛ. КЛ срабатывает и включает двигатель с полным сопротивлением в цепи ротора, а в цепи 1РУ размыкается контакт КЛ2 и 1РУ с выдержкой времени замкнет свои контакты на СП и разомкнет в цепи 2РУ. 2РУ замкнет свои контакты на СП и сопротивление будет полностью выведено. Второй контакт КЛ2 шунтирует кнопку "пуск" и контакт 2РУ. При подаче питания на схему загорается Лз, а при пуске АД загорается Лб.


Торможение АД

Рекуперативное торможение. Если под действием внешних сил или по инерции ротор АД будет вращаться в направлении поля статора со скоростью 13 EMBED Equation.3 1415,то он перейдет в режим генераторного рекуперативного торможения с 13 EMBED Equation.3 1415 и скольжением 13 EMBED Equation.3 1415 от 0 до -13 EMBED Equation.3 1415. При 13 EMBED Equation.3 1415 обмотка ротора пересекается полем статора в противоположном направлении и ЭДС 13 EMBED Equation.3 1415 меняет направление на противоположное, т.е. АД уже работает генератором и перейдя в генераторный режим по-прежнему потребляет из сети намагничивающий ток и создает изменивший направление электромагнитный (тормозной) момент.
Режим генераторного рекуперативного торможения возникает и при переключении АД с большей скорости на меньшую путем изменения числа пар полюсов, или уменьшением частоты (рис. 5.18). При этом 13 EMBED Equation.3 1415 становится меньше 13 EMBED Equation.3 1415, благодаря чему на участке аб АД работает в режиме рекуперативного торможения. Затем от13 EMBED Equation.3 1415 до 13 EMBED Equation.3 1415 АД перейдя в двигательный режим, затормаживается под действием разности тормозного статического и движущего электромагнитного моментов.
При спуске тяжелых грузов АД до скорости - 13 EMBED Equation.3 1415, разгоняется под действием динамического момента 13 EMBED Equation.3 1415. По достижении 13 EMBED Equation.3 1415 АД переходит в режим рекуперативного торможения и продолжает разгоняться под действием 13 EMBED Equation.3 1415, который преодолевает тормозной момент АД 13 EMBED Equation.3 1415. При скорости 13 EMBED Equation.3 1415моменты уравновешивают друг друга 13 EMBED Equation.3 1415, в результате наступает установившийся режим рекуперативного торможения (рис. 5.18).
Динамическое торможение. Для получения этого быстрого торможения обмотка статора отключается от сети трехфазного переменного тока и включается на пониженное напряжение постоянного тока (рис. 5.19, а).
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415Постоянный ток, протекая по обмотке статора (рис. 5.19, б), создает неподвижное в пространстве магнитное поле, которое наводит ЭДС и ток в обмотке вращающегося по инерции ротора. При взаимодействии этого тока с магнитным полем статора и возникает тормозной момент. В этих условиях АД представляет собой обращенный СГ с неявно выраженными полюсами, работающий при переменной частоте на сопротивление ротора.
Для упрощения расчетов генераторный режим приводят к эквивалентному двигательному режиму и неравномерно загружающий фазы статора 13 EMBED Equation.3 1415 заменяют переменным током 13 EMBED Equation.3 1415, одинаковым во всех трех фазах и создающим такую же М.Д.С., как и 13 EMBED Equation.3 1415, т.е.13 EMBED Equation.3 1415.
Тогда электромагнитный момент двигателя в тормозном режиме 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415 - относительная угловая скорость и максимальный (критический) тормозной момент 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415 - реактивное сопротивление намагничивания, 13 EMBED Equation.3 1415 - намагничивающий ток (реактивная составляющая тока 13 EMBED Equation.3 1415) (рис. 5.19, в).
Для улучшения тормозных характеристик АД с фазовым ротором в его цепь включают 13 EMBED Equation.3 1415, увеличивая тем самым значение 13 EMBED Equation.3 1415 (минимальная длительность переходного процесса соответствует 13 EMBED Equation.3 1415=0,41). Нужное значение 13 EMBED Equation.3 1415 устанавливают, выбирая ток 13 EMBED Equation.3 1415, которому соответствует 13 EMBED Equation.3 1415,определяемый напряжением источника постоянного тока 13 EMBED Equation.3 1415. Зная 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, механическую характеристику динамического торможения можно построить по формуле 13 EMBED Equation.3 1415.
Торможение противовключением. Применяется для экстренных остановок и для посадочных скоростей при опускании тяжелых грузов.
Режим противовключения возникает, когда ротор под действием внешних сил или по инерции начинает вращаться в сторону противоположную вращению поля статора. Его также можно получить, поменяв порядок следования фаз обмотки статора (рис. 5.20).
При 13 EMBED Equation.3 1415 ЭД необходимо отключить от сети, чтобы он не начал вращаться в обратную сторону. Для ограничения броска тока и увеличения тормозного момента ЭД с фазовым ротором в него одновременно с переключением контактов КН и КВ включают добавочное сопротивление. При активном статическом моменте на валу двигателя с фазовым ротором (рис. 5.21) режим противовключения можно получить, если включить в цепь ротора значительные добавочные сопротивления и уменьшить пусковой момент до 13 EMBED Equation.3 1415. Рассмотренному режиму соответствуют скольжения 13 EMBED Equation.3 1415. Построение тормозных механических характеристик производится также как и для двигательного режима.
13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рисунок 5.5 – Пуск АД

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рисунок 5.6 – Пуск АД путем пониженного напряжения

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рисунок 5.8 – Схема пуска АД с короткозамкнутым ротором посредством включения через автотрансформатор

КЛ

Рисунок 5.7 – Схема пуска АД с короткозамкнутым ротором посредством включения дросселей в цепь статора


Рисунок 5.9 - Схема пуска АД с короткозамкнутым ротором посредством переключения обмоток статора со звезды на треугольник

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рисунок 5.13 – Пусковая диаграмма АД с фазным ротором

Рисунок 5.14 – Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором


13 EMBED Word.Picture.8 1415

13 EMBED Word.Picture.8 1415





Рисунок 5.18 – Механические характеристики асинхронных двигателей в рекуперативном режиме: а – при переходе с большей скорости на меньшую; б – при активном статическом моменте на валу

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рисунок 5.19 – Схемы включения (а и б) и механические характеристики (в) асинхронного двигателя при динамическом торможении

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рисунок 5.21 – Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором при торможении противовключением

Рисунок 5.20 – Схема включения (а) и механические характеристики (б) асинхронного короткозамкнутого двигателя при торможении противовключением и при реверсировании

13 EMBED Word.Picture.8 1415



Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 18467992
    Размер файла: 925 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий