Двигатель оказывается

ключателя характеристика будет располагаться во втором и третьем квадрантах. Предположим, что переключатель находится в положении а и двигатель разгоняется до установившейся частоты вращения, соответствующей точке 1 механической характеристики ( 10.37). После технологической операции переключатель переводят в положение б. При этом магнитное поле мгновенно изменит направление вра- . щения, а ротор по инерции будет продолжать вращаться в ту же сторону. Двигатель окажется в режиме противовключения (в точке 2 механической характеристики). Под действием тормозного момента двигатель быстро остановится. В тот момент, когда ротор достигнет частоты вращения, равной нулю (точка 3), двигатель необходимо отключить от сети, в противном случае ротор разгонится в обратном направлении.

При пульсирующем поле при s=l результирующий момент ЛГРез=0 ( 5.5,а) и однофазный двигатель не имеет пускового момента. Чтобы пустить двигатель, необходимо посторонним двигателем раскрутить ротор или уменьшить обратное поле. Наиболее распространенный способ пуска однофазных двигателей — уменьшение амплитуды обратного поля, т. е. переход от пульсирующего поля к эллиптическому ( 5.5,6). Эллиптическое поле при однофазном питании можно получить несколькими способами [1, 2. Наиболее эффективный способ — выполнение сдвинутой в пространстве на 90 эл. град, пусковой обмотки с током, сдвину-

При пульсирующем поле, при s= \, результирующий момент Мри = О ( 5.5, а) и однофазный двигатель не имеет пускового момента. Чтобы пустить двигатель, необходимо посторонним двигателем раскрутить ротор или уменьшить обратное поле. Наиболее распространенный способ пуска однофазных двигателей — уменьшение амплитуды обратного поля, т.е. переход от пульсирующего поля к эллиптическому ( 5.5, б). Эллиптическое поле при однофазном питании можно получить несколькими способами [1,4, 8]. Наиболее эффективный способ — выполнение сдвинутой в пространстве на 90 эл. град пусковой обмотки с током, сдвинутым во времени по отношению к току рабочей обмотки с числом витков ща ( 5.6). В конденсаторных двигателях конденсатор С в пусковой обмотке с числом витков ws$ может включаться на время пуска или оставаться включенным все время работы [4].

Э. д. с. ротора по своей природе является э. д. с. взаимоиндукции-и подобна вторичной э. д. с. трансформатора. При замкнутой цепи ротора она создает ток ротора. Проводники ротора с током находятся во вращающемся поле статора и взаимодействуют с ним.. В результате этого взаимодействия создаются механическая сила и вращающий момент ротора. Если вращающий момент ротора превышает момент сопротивления на валу, то ротор приходит во вращение. Используя правило правой руки для индуктированной э. д. с.. ротора и левой руки для направления силы взаимодействия тока и поля, легко установить, что вращающий момент ротора направлен в сторону вращения поля. Следовательно, чтобы реверсировать двигатель, необходимо изменить направление вращения поля статора. С разгоном ротора разница между скоростями вращающегося; поля и ротора уменьшается. Если допустить, что скорость ротора сравняется с синхронной, то ротор окажется неподвижным относительно вращающегося поля, при этом исчезнут э. д. с. и ток ротора,. вращающий момент тоже* станет равным нулю. Поэтому ротор асинхронного двигателя не может самостоятельно достигнуть синхронной скорости. Его скорость вращения всегда меньше синхронной, она называется асинхронной скоростью. Разность скоростей поля и ротора, отнесенная к скорости поля, называется скольжением. Скольжение

Напряжение, подаваемое к якорю вентильного двигателя от преобразователя частоты, является, так же как и при частотном регулировании асинхронного двигателя, несинусоидальным. Поэтому, чтобы уменьшить вредные воздействия высших гармоник напряжения, тока и потока, двигатель необходимо снабдить мощной демпферной обмоткой с малыми активными и индуктивными сопротивлениями. В этом случае высшие гармоники оказывают на синхронный двигатель сравнительно небольшое воздействие. При наличии такой обмотки режимы работы вентильного двигателя можно рассматривать с учетом только первых гармоник тока и напряжения.

Рассчитывая асинхронный двигатель, необходимо стремиться к увеличению пускового момента, оставляя кратность пускового тока не более &* = 5-*-7. Увеличение токов в переходных режимах приводит к увеличению ударных моментов, а также к увеличению падения напряжения в сети, что неблагоприятно сказывается на пусковых характеристиках, так как момент пропорционален квадрату напряжения.

Асинхронные двигатели с коротко-замкнутым ротором пускают обычно прямым включением на номинальное напряжение. Процесс пуска определяется механическими характеристиками двигателя и нагрузки (см. 3.53). Чтобы двигатель мог разгоняться до номинальной частоты вращения, необходимо, чтобы М„ был больше Мс при s=l и механические характеристики двигателя и нагрузки пересекались в одной точке вблизи SHOM. Если из-за провалов в кривой M=f(s) она может пересекаться с кривой М<>—

вблизи скольжений ; s=l,: то двигатель «застрянет» в этой точке и из-за больших лотерь в роторе не сможет длительно работать и таком режиме. В этом случае необходимо выбрать двигатель большей мощности.

В качестве ПД применяется синхронный двигатель, имеющий то же число полюсов, что и ИД. Чередование фаз источников питания должно обеспечивать согласное вращение ПД и ИД. Для обеспечения устойчивой работы исследуемых двигателей в широком диапазоне изменения углов нагрузки приводной двигатель необходимо нагрузить с помощью электромагнитного тормоза ЭМТ моментом, превышающим максимальный синхронизирующий момент ИД (•Мп.д>Мвыхи.д). Статор ИД должен иметь возможность углового перемещения в пространстве на угол я/р с последующей фиксацией в любом заданном положении. Питание ИД осуществляется через трансформатор типа РНТ.

Таким образом, для выбора конкретного решения по допустимым нагрузкам на исполнительный двигатель необходимо определить дисперсии переменных состояний х, которыми характеризуется качество работы системы с различными вариантами оптимального регулятора (см. табл. 4-2), под действием возмуще-

Для торможения противовключением нужно подключение двух фаз статора поменять' местами. При этом изменяется направление вращения магнитного поля статора, и ротор тормозится. При останове двигатель необходимо отключить от сети, так как ротор его начнет вращаться в обратном направлении.

Электрическое торможение. В двигателях последовательного возбуждения может осуществляться динамическое торможение и торможение противовключением. Для динамического торможения двигатель отключают от сети, замыкают на реостат и двигатель оказывается в режиме генератора последовательного возбуждения.

стить двигатель вперед, нажимают на кнопку «Вперед», замыкая тем самым цепь катушки контактора В. Главные контакты его В закрываются. Двигатель оказывается подключенным к сети и начинает вращаться. Одновременно закрывается замыкающий вспомогательный контакт В, который шунтирует контакты пусковой кнопки «Вперед», благодаря чему дальнейшее воздействие на эту кнопку становится излишним, так как катушка контактора В питается через вспомогательный контакт В. При работе «Вперед» двигатель может автоматически останавливаться под действием тепловой и нулевой защит.

Командным аппаратом является кнопочная станция, состоящая из трех кнопок: «Вперед», «Назад» и «Стоп». Чтобы пустить двигатель вперед, нажимают на кнопку «Вперед», замыкая тем самым цепь катушки контактора В. Главные контакты его закрываются. Двигатель оказывается подключенным к сети и начинает вращаться. Одновременно закрывается замыкающий вспомогательный контакт контактора В, шунтирующий контакты пусковой кнопки «Вперед», благодаря чему дальнейшее воздействие на эту кнопку становится излишним, так как катушка контактора В питается через вспомогательный контакт контактора В. При работе «Вперед» двигатель может автоматически останавливаться под действием тепловой и нулевой защит.

Командным аппаратом является кнопочная станция, состоящая из трех кнопок: "Вперед", "Назад" и "Стоп". Чтобы пустить двигатель вперед, нажимают на кнопку "Вперед", замыкая тем самым цепь катушки контактора В. Главные контакты его закрываются. Двигатель оказывается подключенным к сети и начинает вращаться. Одновременно закрывается замыкающий вспомогательный контакт контактора В, шунтирующий контакты пусковой кнопки "Вперед". Кнопку можно отпустить, так как катушка контактора В питается через вспомогательный контакт контактора В. При работе "Вперед" двигатель может автоматически останавливаться под действием тепловой защиты и защиты предохранителями.

В настоящее время такие защиты, иногда выполняющие и функции защит от недопустимых несимметричных сверхтоков, начинают получать более широкое применение. Для их действия обычно используются составляющие обратной последовательности токов фаз двигателя. У синхронных двигателей, как и у генераторов (см. гл. 12), возможны замыкания на землю в одной и второй точках цепи возбуждения. От первого вида повреждений защиты обычно не предусматриваются, от второго иногда используется схема, рассмотренная в гл. 12. Вторым специфическим видом повреждений синхронных двигателей является потеря возбуждения, вызванная нарушениями системы возбуждения. При этом двигатель оказывается работающим в асинхронном режиме со скольжением. Этот режим, как отмечалось в гл. 12, не следует смешивать с асинхронным ходом, возникающим при выпадении двигателя с исправным возбуждением из синхронизма. Простейшими защитами от потери возбуждения являются устройства, непосредственно или косвенно реагирующие на исчезновение тока возбуждения, например орган «нулевого» тока при электромашинном возбуждении. Защита с выдержкой времени, предотвращающей ее срабатывание при пуске, действует на отключение. Для мощных двигателей или при бесщеточных системах возбуждения применяются более сложные защиты, разработки которых подробно рассмотрены в [75], а также в [79].

Семейство характеристик для Rm = const и Rn — var приведено на 4.26, б. При Rn — оо двигатель оказывается отключенным от сети и не развивает момента. Если Ra — 0, то характеристика отвечает схеме, приведенной на 4.24, б.

денного к двигателю напряжения. Поэтому при е = 0, когда постоянно включены ключи К.Н, двигатель оказывается в режиме торможения противовключением. Наложение двигательного и тормозного режимов вызывает почти непрерывные электромагнитные переходные процессы, обусловливающие увеличение потерь мощности. Основное достоинство этого способа импульсного регулирования — повышенная жесткость механических характеристик в области генераторного режима, что может быть полезным при некоторых применениях этого способа.

Допустимым числом включений в час считают такое, при котором среднее превышение температуры после большого числа рабочих циклов в режиме S5 будет равно допустимому, и двигатель оказывается полностью использованным по нагреву. В этом случае, если двигатель продолжительного режима работает с номинальной угловой скоростью при допустимом превышении температуры, мощность потерь, выделяемых в охлаждающую среду, равна ДРНом> а в период паузы при том же превышении температуры Р0 ДРИом- В среднем за время переходных процессов потери, выделяемые в охлаждающую среду, равны (1 •+• Ч- Ро) ДРном/2. Потери энергии, выделяющиеся в двигателе за цикл, состоят из потерь энергии за время переходных процессов ДЛ„ + Д/1Т и потерь в установившемся режиме АР ty. Последние могут меняться в зависимости от нагрузки. Когда температура двигателя установилась, потери энергии, выделяемые в двигателе за цикл, равны энергии, рассеиваемой в охлаждающую среду, т. е.

Повторяя рассуждения подобным образом далее, можно получить спиральную кривую ODHTLNQ ( 13-12), заканчивающуюся в точке Р, в которой получается равновесие между электромагнитным моментом и статическим моментом, но уже при синхронной скорости и при асинхронном моменте Ма— 0. При этом процесс пуска и втягивания в синхронизм заканчивается, и двигатель оказывается идущим синхронно с результирующим потоком Ф8. На 13-12, б изображены кривые зависимости угла 6 и скольжения s от времени t, причем на кривой s нанесены точки D, Н, Т ..., соответствующие точкам спирали ( 13-12, а).

Повторяя рассуждения подобным образом далее, можно получить спиральную кривую ODHTLNQ ( 13-12), заканчивающуюся в точке Р, в которой получается равновесие между • электромагнитным моментом и статическим моментом, но уже при синхронной скорости и при асинхронном моменте Ма— 0. При этом процесс пуска и втягивания в синхронизм заканчивается, и двигатель оказывается идущим синхронно с результирующим потоком Фг. На 13-12, б изображены кривые зависимости угла 6 и скольжения s от времени t, причем на кривой s нанесены точки D, Н, Т ..., соответствующие точкам спирали ( 13-12, а).

гатель подключается к сети через реактор. По мере разгона двигателя ток снижается. Это приводит к уменьшению падения напряжения в реакторе и, следовательно, к увеличению напряжения на двигателе. При подсинхронной скорости двигатель получает возбуждение и входит в синхронизм, после чего включается шунтирующий выключатель 2, выключая пусковой реактор. При этом двигатель оказывается подключенным непосредственно к сети.