Пуск асинхронных двигателей небольшой мощности осуществляется простым включением в сеть.
Для изменения направления вращения ротора (реверсирования) необходимо изменить направление вращения магнитного поля, для этого меняют порядок чередования фаз статора. В производственных условиях это достигается при помощи двух магнитных пускателей при их раздельном включении. Для проверки реверсирования в лабораторных условиях достаточно поменять местами два любые линейные провода от сети, которые подключаются к клеммам U1, V1, W1 (С1, С2, С3) клеммной коробки двигателя.
Частота вращения ротора определяется выражением:
Возможны три метода регулирования частоты вращения:
1. Изменением частоты питающего напряжения f при помощи тиристорных преобразователей частоты ТПЧ:
П
ри уменьшении частоты f1 < fн снижается ω0, а магнитный поток Ф увеличивается. Это приводит к глубокому насыщению магнитной цепи и увеличению намагничивающего тока Im, что вызывает снижение энергетических показателей двигателя (cosφ и η). Для того, чтобы поток Ф оставался постоянным, необходимо при изменении частоты f1 в той же кратности изменять напряжение, то есть U1/f1=const.
На рис. 6.9 приведены механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании при U1/f1 = const, и где f1>f2>f3.
2. Изменением числа пар полюсов р.
Регулирование частоты вращения производится ступенчато и при постоянной мощности Р. Поэтому в производственных условиях этот способ находит ограниченное применение, в основном - в электроприводах металлорежущих станков, на судах и др.
3. Регулирование частоты вращения двигателя при изменении величины питающего напряжения. Этот способ связан со значительным уменьшением критического момента
МКРи = МКРе(U1/U1н)2,
при сохранении постоянным критического скольжения.
П
ри уменьшении напряжения можно построить семейство механических характеристик (рис 6.10) с различным значением максимального момента, но с постоянным значением критического скольжения sКР.
Асинхронный двигатель при работе потребляет из сети активную мощность P1 = 3U1фI1фcos1=√3U1ЛI1Лcos1,
где U1ф– действующее значение фазного напряжения сети;
I1ф– ток обмотки статора;
cos1– коэффициент мощности;
I1Л– линейный ток.
Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении обмотки статора (потери в меди статора) ΔPм1= 3r1
.
Часть мощности расходуется на потери в стали сердечника ротора ΔРс.
Оставшаяся часть мощности передается через воздушный зазор на ротор и называется электромагнитной мощностью ΔPэм= P1– ΔРм1– ΔРс,
Эта мощность за вычетом потерь в активном сопротивлении обмотки ротора преобразуется в механическую мощность на валу двигателя 
.
Часть механической мощности теряется внутри двигателя в виде механических потерь ΔРмех. Это потери на трение в подшипниках, вентиляцию. Здесь же необходимо учесть и другие потери, которые называются добавочными – ΔРдоб.
Полезная мощность на валу равна 
P = Pмех–ΔРмех– ΔРдоб.
В номинальном режиме:
активная мощность, потребляемая из сети
;
мощность на валу двигателя 
, где
или 
;
номинальный коэффициент полезного действия 
.
Номинальный КПД асинхронных двигателей имеет величину 0,7-0,95. Малые значения КПД относятся к двигателям малой мощности, большие - к двигателям большой мощности. Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, близкой к номинальной.
studfiles.net
Цель:Сформировать умение собирать схему реверсирования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
По окончании выполнения лабораторной работы студент должен
знать:
- элементный состав схемы реверсирования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором;
- назначение, устройство и принцип действия каждого элемента схемы;
- безопасные правила эксплуатации;
уметь:
- собирать схему пуска, реверсирования и останова асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Основные теоретические положения:
Схема реверса приведена на рисунке 28.
При включении автоматического выключателя QF напряжение подается к цепи управления и к разомкнутым силовым контактам IKMI – IKM3, 2KMI – 2KM3. При нажатии кнопки ISBI, механически связанной с кнопкой ISB2, образуется цепь: точка С, катушка IKM, кнопка ISB4, точка В. По катушке электромагнитного пускателя IKM протекает ток, замыкаются его контакты IKMI –IKM3 в силовой цепи. На двигатель подается напряжение, он начинает вращаться в прямом направлении. Кроме того, замыкается контакт IKM5 в цепи управления, поэтому, независимо от состояния кнопочного выключателя ISBI, катушка IKM остается под напряжением.
Для реверса АД необходимо изменить чередование фаз питающего напряжения, т.е. переключить два линейных провода, подключенных к обмотке статора. Эту функцию выполняют силовые контакты 2KMI – 2KM3. При нажатии кнопки 2SBI, технически связанной с кнопкой 2SB2, размыкается предыдущая цепь и образуется новая цепь: точка С, катушка 2KM, кнопка 2SBI, кнопка 2SB2, контакт 3КК – 4КК, контакт IKM4, контакт IB4. Ток протекает по катушке 2КМ, а катушка IKM обесточивается, силовые контакты IKMI – IKM3 размыкаются, а контакты 2KMI – 2KM3 замыкаются, двигатель тормозится и разгоняется в обратном направлении. При этом контакт 2КМ5 находится в замкнутом состоянии, и ток через катушку 2КМ протекает, независимо от состояния кнопки 2SBI.
В случае недопустимого нагрева двигателя при вращении в прямом или обратном направлении размыкаются контакты теплового реле соответственно IKK-2KK или 3KK – 4KK, катушка IKM или 2КМ обесточивается, двигатель отключается от сети. Для остановки двигателя нажимают кнопку ISB4, цепь управления обесточивается, и силовые контакты IKMI – IKM3 или 2KMI – 2KM3 размыкаются.
Рисунок 28 – Реверсивная схема пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Расшифровка кнопок:
- SB1 — «Вперед»;
- SB2 — «Назад»;
- SB3 — «Стоп».
Монтажная схема для лучшего понимания кнопочного поста приведена на рисунке 29.
Рисунок 29 – Монтажная схема к рисунку 28
Порядок выполнения работы:
1. Выполнить задание лабораторной работы.
2. Составить отчет.
3. Ответить на контрольные вопросы.
Ход работы:
Рабочий инструмент: отвертка плоская, бокорезы, монтажный нож, кабель (провод) одножильный, круглогубцы, плоскогубцы, трехфазная вилка с питающим шнуром (рисунок 30).
Рисунок 30 – Рабочий инструмент для сборки схемы
Необходимые машины и аппараты для реализации схемы приведены на рисунке 31.
Рисунок 31 – Элементный состав схемы
Обозначения элементов схемы приведены на рисунке 32.
Рисунок 32 – Элементы схемы реверса асинхронного электродвигателя
Расшифровка кнопок (рисунок 33):
- SB1 – «Вперед»;
- SB2 – «Назад»;
- SB3 – «Стоп».
Рисунок 33 – Расшифровка кнопок кнопочного поста
Виды контактов приведены на рисунке 34.
Рисунок 34 – Виды контактов
Например, контакты на магнитном пускателе ПМЕ-211 (рисунки 35, 36):
Рисунок 35 – Виды контактов магнитного пускателя
Рисунок 36 – Виды контактов магнитного пускателя
Такой же контакт стоит в кнопке «пуск» и «стоп» (рисунки 37, 38).
Рисунок 37 – Виды контактов кнопок
Рисунок 38 – Виды контактов кнопок
Технологический процесс сборки схемы реверса асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором.
Цепь управления:
1. Питающий кабель присоединяем с фазы «В» на нормально замкнутый контакт (3) кнопки SB3 (рисунки 39-41).
Рисунок 39 – Сборка питающего кабеля на принципиальной схеме
Рисунок 40 – Сборка питающего кабеля на монтажной схеме
Рисунок 41 – Сборка питающего кабеля на стенде
2. С нормально замкнутого контакта (4) кнопки SB3 присоединить перемычку на нормально разомкнутый контакт (1) кнопки SB2 (рисунки 42-44).
Рисунок 42 – Сборка перемычки между кнопками на принципиальной схеме
Рисунок 43 – Сборка перемычки между кнопками на монтажной схеме
Рисунок 44 – Сборка перемычки между кнопками на стенде
3. С нормально замкнутого контакта (4) кнопки SB3 присоединить перемычку на нормально разомкнутый контакт (1) кнопки SB1 (рисунки 45-47).
Рисунок 45 – Сборка перемычки между кнопками на принципиальной схеме
Рисунок 46 – Сборка перемычки между кнопками на монтажной схеме
Рисунок 47 – Сборка перемычки между кнопками на стенде
4. С нормально разомкнутого контакта (2) кнопки SB1 присоединить провод на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ2 (рисунки 48-51).
Рисунок 48 – Сборка соединения пусковой кнопки прямого вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме
Рисунок 49 – Сборка соединения пусковой кнопки прямого вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме
Рисунок 50 – Сборка соединения пусковой кнопки прямого вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на стенде
Рисунок 51 – Нормально разомкнутый контакт пусковой кнопки
прямого вращения двигателя
5. С нормально замкнутого контакта магнитного пускателя КМ2 присоединяем провод на катушку К1 магнитного пускателя КМ1 (рисунки 52-54).
Рисунок 52 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на принципиальной схеме
Рисунок 53 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на монтажной схеме
Рисунок 54 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на стенде
6. С нормально разомкнутого контакта (1) кнопки SB1 присоединяем провод на нормально разомкнутый контакт магнитного пускателя КМ1 (рисунки 55-58).
Рисунок 55 – Шунтирование пусковой кнопки прямого вращения двигателя блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме
Рисунок 56 – Шунтирование пусковой кнопки прямого вращения двигателя блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме
Рисунок 57 – Шунтирование пусковой кнопки прямого вращения двигателя блок-контактом магнитного пускателя на стенде
Рисунок 58 – Нормально разомкнутый контакт кнопки
прямого вращения двигателя
7. С нормально разомкнутого контакта магнитного пускателя КМ1, присоединяем перемычку на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ2 (рисунки 59-61).
Рисунок 59 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме прямого вращения двигателя на принципиальной схеме
Рисунок 60 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме прямого вращения двигателя на монтажной схеме
Рисунок 61 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме прямого вращения двигателя на стенде
8. С нормально разомкнутого контакта (2) кнопки SВ2 присоединить провод на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ1 (рисунки 62-65).
Рисунок 62 – Сборка соединения пусковой кнопки обратного вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме
Рисунок 63 – Сборка соединения пусковой кнопки обратного вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме
Рисунок 64 – Сборка соединения пусковой кнопки обратного вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на стенде
Рисунок 65 – Нормально разомкнутый контакт пусковой кнопки
обратного вращения
9. С нормально замкнутого контакта магнитного пускателя КМ1 присоединяем провод на катушку магнитного пускателя КМ2 (рисунки 66-68).
Рисунок 66 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на принципиальной схеме
Рисунок 67 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на монтажной схеме
Рисунок 68 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на стенде
10. С нормально разомкнутого контакта (1) кнопки SВ2 присоединить провод на нормально разомкнутый контакт магнитного пускателя КМ2 (рисунок 69-72).
Рисунок 69 – Шунтирование пусковой кнопки обратного вращения блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме
Рисунок 70 – Шунтирование пусковой кнопки обратного вращения блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме
Рисунок 71 – Шунтирование пусковой кнопки обратного вращения блок-контактом магнитного пускателя на стенде
Рисунок 72 – Нормально разомкнутый контакт пусковой кнопки
обратного вращения
11. С нормально разомкнутого контакта магнитного пускателя КМ2 присоединяем перемычку на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ1 (рисунки 73-75).
Рисунок 73 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме обратного вращения двигателя на принципиальной схеме
Рисунок 74 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме обратного вращения двигателя на монтажной схеме
Рисунок 75 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме обратного вращения двигателя на стенде
12. Закрыть крышку кнопочного поста (рисунок 76).
Рисунок 76 – Сборка кнопочного поста завершена
13. Делаем перемычку между катушками К1 и К2 магнитных пускателей КМ1и КМ2 (рисунки 77, 78).
Рисунок 77 – Сборка перемычки между катушками магнитных пускателей на принципиальной схеме
Рисунок 78 – Сборка перемычки между катушками
магнитных пускателей на стенде
14. От катушки К1 магнитного пускателя КМ1 присоединить провод к замкнутому контакту теплового реле КК (рисунки 79, 80).
Рисунок 79 – Сборка соединения между магнитным пускателем и тепловым реле на принципиальной схеме
Рисунок 80 – Сборка соединения между магнитным пускателем и тепловым реле на стенде
15. С нормально замкнутого контакта теплового реле КК присоединяем провод на фазу «С» (рисунки 81, 82).
Рисунок 81 – Соединение теплового реле с фазой «С» на принципиальной схеме
Рисунок 82 – Соединение теплового реле с фазой «С» на стенде
Силовая цепь:
16. На магнитных пускателях осуществить реверс путём переключения контактов по схеме (рисунки 83, 84).
Со стороны двигателя:
- 3-1;
- 2-2;
- 1-3.
Со стороны подключения кнопочного поста:
- 1-1;
- 2-2;
- 3-3.
Рисунок 83 – Сборка цепей силовых контактов магнитных пускателей на монтажной схеме (подключение к фазам сети)
Рисунок 84 – Сборка цепей силовых контактов магнитных пускателей на стенде (подключение к фазам сети)
17. Подключение двигателя с КЗ-ротором фазой «В» к фазе «В» на магнитный пускатель. Фазу «А» и «С» подключаем к выходным контактам теплового реле КК (рисунок 85).
Рисунок 85 – Подключение двигателя к фазам на стенде
18. С выходных концов теплового реле КК присоединить провода к фазе «А» и к фазе «С» (рисунки 86, 87).
Рисунок 86 – Подключение тепловых реле к фазам «А» и «С» сети
на монтажной схеме
Рисунок 87 – Подключение тепловых реле к фазам «А» и «С» сети
на стенде
19. Подключить трёхфазную вилку к магнитному пускателю на фазы «А», «В» и «С» (рисунки 88-90).
Рисунок 88 – Подключение трехфазной вилки к магнитному пускателю на фазы «А», «В», «С» сети на монтажной схеме
Рисунок 89 – Подключение трехфазной вилки к магнитному пускателю на фазы «А», «В», «С» сети на стенде
Рисунок 90 – Подключение трехфазной вилки к магнитному пускателю на фазы «А», «В», «С» сети на стенде
20. Проверить правильность сборки схемы реверса асинхронного двигателя и только после этого подать напряжение и запустить двигатель.
Задание.
Собрать и запустить схему реверсирования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором по приведенной выше наглядной инструкции.
Контрольные вопросы:
1. Приведите примеры электроприводов электроприемников, в которых требуется реверсирование электродвигателя?
2. Как устроен реверсивный магнитный пускатель?
3. Как устроен кнопочный пост для реверсивной схемы?
4. Зачем в схеме используются тепловые реле?
Лабораторная работа №9
cyberpedia.su
В современной промышленности и в сельскохозяйственной сфере самое широкое применение нашли трехфазные асинхронные электрические двигатели. Они используются в различных станках, в качестве электропривода, в транспортерах, подъемных механизмах, насосах и вентиляторах. Такие же двигатели, имеющие небольшую мощность, часто применяются для автоматических устройств.
Многие несомненные достоинства сделали трехфазные асинхронные двигатели чрезвычайно популярными. Их отличает высокая надежность, они очень просты в 
эксплуатации и техническом обслуживании, могут работать в прямом подключении к сетям переменного тока.
Очень часто во время рабочих процессов возникает такая ситуация, когда необходимо обязательно изменить направление вращения вала на противоположное. Именно для таких случаев используется схема реверсивного пуска двигателя, совместно с которой применяются дополнительные электрические приборы. Без этих дополнительных устройств, невозможна нормальная реверсивная работа электродвигателя. Для этой схемы используются контакторы в количестве двух единиц, вводное автоматическое устройство, имеющее необходимые параметры, одно тепловое реле и три кнопки управления, входящие в кнопочный пост.
Для того, чтобы изменить направление вращения вала на противоположное, в обязательном порядке должно быть изменено расположение фаз напряжения, которое подается при питании асинхронного двигателя. Именно для этого и применяется схема реверсивного пуска двигателя, позволяющая полностью выполнить эту функцию.
Кроме того, необходимо осуществлять постоянный контроль над значением напряжения, подводимого к двигателю, а также за напряжением, поступающим к катушкам контакторов. Именно контакторы непосредственно участвуют в организации реверсивного движения вала. При срабатывании первого контактора, фазы будут располагаться совершенно иначе, нежели при включении второго контактора.
Управление катушками обоих контакторов осуществляется тремя кнопками с наименованиями «стоп», «вперед» и «назад». Эти кнопки позволяют связать расположение фаз с питанием контакторных катушек. В зависимости от очередности включения, контакторы производят замыкание электрической цепи таким образом, что вращение вала будет происходить в ту или иную сторону. Кнопка «назад» может не удерживаться, поскольку катушка сама принимает нужное положение благодаря функции самоподхвата.
На всех трех кнопках имеется блокировка, которая исключает возможность их одновременного нажатия. В такой ситуации велика вероятность выхода из строя электрической части оборудования. Поэтому, для блокировки кнопок используется специальный блок-контакт, расположенный внутри соответствующего контактора.
electric-220.ru
Всем привет. Рад вас видеть у себя на сайте. Тема сегодняшней статьи: Реверсивное управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором.
В наше время асинхронные двигателя очень широко используются на производственных предприятиях. Их устанавливают практически на всём оборудование. А ещё бы и не ставить, ведь они самые простые в конструкции, имеют самую простую схему запуска и практически не требуют профилактических ремонтов.
Но мы сегодня не будем говорить о достоинствах и преимуществах этих двигателей, давайте лучше поговорим, о том, как же изменить направления движения этих электрических машин.
Но прежде чем рассматривать схему реверса, я советую вам почитать такие статьи:
Схема пуска асинхронного двигателя.
Расчёт тока электродвигателя.
Думаю, эти статьи будут вам очень полезны.
Теперь, переходим к практике. Специально для читателей своего сайта, я нарисовал схему реверса на листке бумаги, сфотографировал её, и делюсь с вами. Картинка получилась неплохо, и все основные элементы на ней видно. Но если вдруг вам что-то не понятно, то задавайте свои вопросы в комментариях. Я с радостью на них отвечу.
Давайте для начала рассмотрим все элементы схемы.
QF – автоматический выключатель. Нужен для коммутации электрической схемы и для защиты от токов короткого замыкания.
KM1, KM2 – электромагнитные пускатели. Нужны для дистанционного запуска электродвигателя, и в данной схеме используются для реверса.
KK – тепловое реле. Используется для защиты электропривода от перегруза.
FU – предохранитель. Нужен для защиты цепей управления от токов короткого замыкания. И так же выступает в роли защиты от самопроизвольного включения привода в работу.
SB3 – кнопка стоп
SB1 – кнопка пуск «вперёд» или «вправо» и так далее.
SB2 – кнопка пуск «назад» или «влево» и так далее.
KM1, KM2 – блок-контакты электромагнитных пускателей. Нужны для подхвата.
KM1, KM2 – дополнительные блок-контакты пускателей. Выступают в роли блокировки от включения двух пускателей одновременно.
KM1, KM2 – катушки пускателей. Нужны для управления электромагнитными пускателями.
К – контакт теплового реле.
М – мотор
По элементам разобрались. Теперь давайте поговорим о том, как работает эта схема.
Для того чтобы запустить в работу электродвигатель, мы должны подать на него напряжение. Для этого включаем автоматический выключатель QF. Напряжение подаётся на контакты пускателей, и на цепь управления.
Теперь, чтобы двигатель начал вращаться нажимаем кнопку SB1. Этим действием мы подаём напряжение на катушку пускателя КМ1, пускатель втягивается, замыкаются силовые контакты и так же замыкается блок-контакт КМ1, а блок-контакт КМ2 размыкается. Двигатель при этом начинает вращаться
Теперь, чтобы запустить двигатель в другую сторону, нам нужно его сначала остановить. Для этого нажимаем кнопку SB3. Этим движением мы прекращаем подачу напряжения на цепь управления, и двигатель в любом случае остановиться, независимо от того в какую сторону он вращался.
Теперь для запуска электродвигателя в противоположную сторону. Нажимаем кнопку SB2. Напряжение подаются на катушку второго пускателя, он втягивается, замыкаются силовые контакты, замыкаются блок-контакты для подхвата, и размыкаются дополнительные блок-контакты. Двигатель начинает вращаться.
По сути, если разобраться, то схема очень простая. Главное понять принцип действия, и тогда вы легко сможете эту схему, переделать под свой какой-то вариант.
На этом у меня всё. Если есть вопросы, то задавайте их в комментариях. Если статья была вам полезной, то поделитесь нею со своими друзьями в социальных сетях, вступайте в группу и подписывайтесь на обновления сайта. Пока.
С уважением Александр!
fazanet.ru
Пуск. Условием пуска двигателя является неравенство Мп>Мст ; если это условие выполняется, то при включении двигателя в сеть ротор приходит в движение и разгоняется до установившегося режима. При пуске ( ω2= 0, S= 1) ток в роторе достигает наибольшего значения (см. (2.15)). Соответственно велики пусковые токи и в обмотке статора, электродинамические усилия, действующие на обмотку, токовые перегрузки в питающей сети. У асинхронных двигателей малой мощности и специальных двигателей с повышенным критическим скольжением обычно кратность пускового тока Кiп ≤ 6 и допускается непосредственное включение двигателя в сеть. Если Кiп > 6 или требуется более сильно ограничить пусковой ток, то приходится применять специальные способы пуска. У двигателей с короткозамкнутым ротором это в основном способы пуска при пониженном напряжении питания. По мере разгона ротора токи в обмотках уменьшаются и напряжение может быть повышено до номинального значения. Недостатком способов пуска при пониженном напряжении является то, что пропорционально квадрату фазного напряжения уменьшается пусковой момент (см. (2.22)). У двигателей с рабочей схемой соединения обмоток статора в “треугольник” возможен пуск переключением со “звезды” на “треугольник”. Пуск происходит при соединении обмоток статора в “звезду”. Фазные напряжения и токи в раз, а линейный ток в √3 раза меньше, чем при прямом пуске на схеме “треугольник”. После разгона обмотки статора переключают на рабочую схему “треугольник”. Однако, как уже отмечалось, уменьшается и пусковой момент – в 3 раза. У двигателей с контактными кольцами чаще применяется р е о с т а т н ы й способ пуска, основанный на изменении добавочного активного сопротивления – пускового реостата R, включаемого в цепь ротора (рис. 2.13,a).
Рис.2.13
Включение в цепь ротора активного сопротивления уменьшает ток в роторе и одновременно, как показано на рис. 2.13,б, увеличивает пусковой момент: при RПD>RПС>RПB>RПА пусковой момент МпD>МпC>МпB>МпA. Пуск осуществляют путем постепенного, обычно ступенчатого, уменьшения сопротивления Rп (жирные линии на рис. 2.13, б). Максимальное значение сопротивления Rп и его ступени ( RпA, RпB, RпC, RпD ) выбирают так, чтобы пики тока не превышали допустимых и пусковой момент Мп был больше момента сопротивления Мст. Однако эти двигатели более сложные и дорогие и их целесообразно применять только при тяжелых условиях пуска, когда необходим максимальный пусковой момент и мала мощность питающей сети. Более современным способом пуска двигателя с контактными кольцами, основанным на изменении добавочного активного сопротивления в цепи ротора, является и м п у л ь с н ы й способ (рис. 2.14,а).
Рис.2.14
Пусковое сопротивление Rп подсоединяют последовательно к обмотке ротора через неуправляемый выпрямитель В. Периодическое подключение Rп производится силовым тиристором Т. Если тиристор Т включен, его сопротивление практически равно нулю, т.е. Rп шунтируется. Если тиристор Т отключен, его сопротивление существенно больше сопротивления Rп и можно считать, что цепь ротора по тиристору разомкнута, а замкнута через сопротивление Rп. Это можно представить как подключение к цепи ротора некоторого пускового сопротивления, среднее значение которого изменяется при изменении относительной продолжительности ε включения тиристора: Rп.cp = Rп (1- ε ) (рис.2.14.б), где ε =tи /Tи. Относительная продолжительность может изменяться от I до 0, соответственно, Rп.cp - от 0 до Rп. Семейство механических характеристик при различной скважности будет иметь такой же вид, что и при обычном реостатном пуске (см. рис. 2.13,6), причем характеристике RпА=0 соответствует ε =1, характеристике RпD=Rп соответствует ε =0. Преимущества рассмотренного импульсного способа по сравнению с обычным реостатным заключается прежде всего в том, что пуск может быть плавным и что способ удобен для реализации автоматического пуска.
Реверсирование двигателя. Изменение направления вращения ротора осуществляется изменением направления вращения поля статора. Для этого достаточно поменять местами выводы двух любых фаз.
Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей:.
11.2. Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в обмотках статора.
11.3. Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора.
11.4. Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора.
11.6. Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения.
studfiles.net
Категория:
Электрооборудование строительных машин
Регулирование скорости вращения и реверсирование асинхронных электродвигателейИз этого уравнения следует, что скорость вращения можно регулировать путем:а) изменения скольжения s;б) изменения числа пар полюсов статорной обмотки р;в) изменения частоты тока питающей сети f.
Регулирование скорости путем изменения скольжения.
Наиболее простым и распространенным способом регулирования скорости двигателей с контакными кольцами является введение в цепь ротора дополнительного сопротивления. В результате этого изменяется величина скольжения и, следовательно .изменяется и скорость. Величина максимального момента ММакс остается постоянной, а величина соответствующего ему скольжения и наклон характеристики меняются. Таким образом, скорость можно регулировать только вниз от номинальной скорости с диапазоном (2—3) : 1. Плавность регулирования скорости зависит от числа ступеней включаемого сопротивления. Регулировочные сопротивления должны быть рассчитаны на длительную нагрузку током.
Регулируя скорость таким образом, следует иметь в виду, что при мощности, уменьшающейся пропорционально скорости вращения, работа допускается в течение коротких отрезков времени (не свыше 0,5 ч) с интервалами, превышающими длительность рабочего периода в 3—4 раза. Длительная работа двигателя на пониженной скорости допустима только при соответствующем снижении момента вращения.
Регулирование скорости с помощью добавочного сопротивления в цепи ротора имеет недостатки: при нем неизбежны значительные потери энергии и снижение жесткости механической характеристики. Кроме того, оно приводит к неустойчивой работе электродвигателя на малых оборотах; в этом случае приходится включать большие сопротивления, что увеличивает крутизну характеристик и влечет за собой колебания скорости вращения при небольших изменениях момента сопротивления нагрузки. Вместе с тем данный способ регулирования скорости находит сравнительно широкое применение для электропривода механизмов с повторно-кратковременным режимом работы, как, например, в крановых установках, а также в приводах с вентиляторным моментом.
Искусственные механические характеристики при различных сопротивлениях в цепи ротора были приведены на рис. 25.
Регулирование скорости вращения двигателя изменением числа пар полюсов. Переключая обмотки статора на различные соединения, дающие разное число пар полюсов, можно изменять ступенями скорость вращения двигателя. Такое регулирование скорости экономично и дает механические характеристики, обладающие большой жесткостью, вследствие чего двигатели с изменением числа полюсов — многоскоростные — находят широкое применение в приводных, не требующих плавного регулирования скорости. Переключение числа пар полюсов достигается изменением схемы соединений статорной обмотки. Чтобы не производить переключений в роторной обмотке, двигатели с переключением полюсов выполняются с короткозамкнутым ротором. Промышленность выпускает двух-, трех- и четырехскоростные двигатели с короткозамкнутым ротором.
При выборе многоскоростного двигателя следует обращать внимание на характер изменения номинального момента и номинальной мощности при переходе от одной скорости к другой.
Для четырехскоростных двигателей можно получать следующие синхронные скорости вращения в об/мин: 3000/1500/1000/500; 3000/1500/750/375; 1500/1000/750/500; 1000/750/500/375. Диапазон регулирования скорости достигает (6: 1) — (8: 1). На рис. 29 приведены механические характеристики двухскоростных асинхронных двигателей. При переходе с высшей скорости вращения на низшую двигатель переходит в генераторный режим с отдачей энергии в сеть.
Регулирование скорости изменением частоты питающего тока. Регулирование скорости двигателя путем изменения частоты питающего тока позволяет иметь плавное регулирование в широком диапазоне (10: 1). Механические характеристики двигателя при этом достаточно жесткие и обеспечивают стабильную работу привода. В случае поддержания магнитного потока двигателя неизменным регулирование его скорости производится при постоянном моменте. Для этого необходимо при изменении частоты в том же направлении и в той же кратности изменять и величину напряжения, т. е. обеспечивать постоянство отношения —.
Рассматриваемый способ регулирования скорости может быть применен для одного или нескольких асинхронных двигателей, работающих в одном и том же режиме.
Рис. 29. Механические характеристики двухскоростных асинхронных двигателей трехфазного тока а — при постоянном моменте и различных номинальных мощностях при высшей и низшей скоростях; б — постоянная номинальная мощность, но различные номинальные
Ток различной частоты получается при помощи независимого источника энергии, частота которого может быть регулируемой. К таким источникам относятся преобразователи частоты электромашинные, электронно-ионные и полупроводниковые.
Несмотря на высокие начальные затраты на оборудование и сложную схему, частотный принцип регулирования скорости применяется в некоторых случаях в промышленности, главным образом для одновременного регулирования скорости вращения группы асинхронных двигателей одного производственного механизма. В электроприводах строительных машин этот способ регулирования скорости пока еще не нашел применения.
Регулирование скорости при помощи дросселей насыщения. Основным элементом управления при этом способе регулирования является дроссель насыщения (рис.30). На сердечнике дросселя имеется обмотка постоянного тока, включаемая в цепь управления. Вторая обмотка переменного тока находится в силовой цепи, подающей питание к обмотке статора двигателя. При изменении величины постоянного тока в обмотке управления дросселя изменяется индуктивное сопротивление его основной обмотки переменного тока, включенной в цепь статора. Вследствие этого изменяется напряжение, подводимое к статору двигателя. Мощность, потребляемая в цепи управления постоянного тока, незначительна, порядка одного или нескольких процентов от мощности силовой цепи.
Рис. 30. Схема асинхронного двигателяа — с дросселями насыщения в цепи статора; б — механические характеристики двигателя без добавочного сопротивления; в — то же, с добавочным сопротивлением в цепи ротора двигателя
Большие преимущества дроссельное регулирование имеет при управлении кранами. Они заключаются в том, что эта система управления обеспечивает: широкий диапазон регулирования скорости, плавность изменения скорости при спуске груза и торможении, достаточную независимость регулирования скорости от нагрузки, контроль за величиной ускорения. Кроме того, она ограничивает величину поднимаемого груза и позволяет управление мощным силовым приводом выполнять путем изменения небольшого по величине тока в цепи намагничивания дросселя. Дроссельное управление целесообразно применять для строительных и других видов кранов с большой высотой подъема в тех случаях, когда наряду с высокой скоростью, необходимой для обеспечения достаточной производительности, требуются малые посадочные скорости, а толчки и раскачивание грузов недопустимы.
Асинхронный электропривод с дросселями насыщения находит также применение для механизмов, работающих в тяжелых условиях (при наличии агрессивной или взрывоопасной среды), поскольку в таком приводе можно создать схемы бесконтактного управления им.
Наиболее благоприятным видом нагрузки для рассматриваемого метода регулирования является вентиляторная нагрузка (центробежные насосы и вентиляторы), так как в этом случае при снижении скорости, а следовательно, и возрастании скольжения уменьшается величина момента, благодаря чему потери в цепи ротора при расширении диапазона регулирования не увеличиваются.
Недостатком дроссельного регулирования является значительное уменьшение максимального вращающего момента двигателя при снижении напряжения в цепи статора, так как у асинхронных двигателей момент пропорционален квадрату напряжения. Кроме того, включение дросселя насыщения, обладающего большой индуктивностью, приводит к снижению коэффициента мощности установки.
Регулирование скорости вращения при помощи электромагнитной муфты скольжения. Этот метод регулирования скорости предусматривает установку между валом приводного двигателя и валом производственного механизма электромагнитной муфты скольжения. Обе части муфты вращаются, причем ведущая часть соединена с приводным двигателем, работающим практически с неизменной скоростью (рис. 31). Ведомая часть муфты соединяется с производственным механизмом, скорость которого должна регулироваться; эта часть муфты не имеет механической связи с ведущей.
При вращении ведущей части муфты магнитное поле индуктора пересекает якорь и наводит в нем токи, взаимодействие которых с магнитным полем индуктора создает вращающий момент. Таким образом, за счет магнитной связи ведущая часть муфты увлекает за собой ведомую. С целью повышения жесткости характеристик и увеличения диапазона регулирования скорости обычно вводят обратные связи по скорости с помощью центро-)ежного регулятора или тахогенератора. Рассматриваемый метод регулирования скорости обеспечивает плавное и в широком диапазоне (примерно 8 : 1) регулирование. Общий к. п. д. привода определяется произведением к. п. д. муфты и к. п. д. приводного двигателя. Потери в самой муфте определяются в основном потерями скольжения, выделяющимися в якоре муфты. Если принять за 100% мощность, потребляемую производственным механизмом, то установленная мощность электропривода с электромагнитной муфтой должна составлять 200%. В последние годы рассматриваемый способ регулирования скорости начинает широко применяться.
Рис. 31. Электромагнитная муфта скольжения1 — ротор, связанный с валом электродвигателя; 2 — якорь; 3 — зубцы с обмоткой; 4 — контактные кольца; 5 — щетки; 6 — ведомый вал механизма
Получение устойчивых низких скоростей асинхронного привода. В подъемных и других установках иногда необходимо осуществлять достаточно плавную остановку. С этой целью важно перед полной остановкой производить торможение с малой скоростью.
Получение пониженной скорости возможно при совместной работе двух связанных асинхронных двигателей, один из которых работает в двигательном режиме, другой— в режиме противовключения. Электрическая часть и механические характеристики привода приведены на рис. 32.
Более жесткую механическую характеристику при пониженной скорости можно получить в том случае, когда первая машина работает в двигательном режиме, а вторая — в режиме динамического торможения. Режим динамического торможения второй машины осуществляется путем подключения обмоток статора к источнику постоянного тока. Электрическая схема и механическая характеристика приведены на рис. 33.
Работа на пониженной скорости может быть достигнута также и при одном асинхронном двигателе. Применяемая для этого электрическая схема и механические характеристики приведены на рис. 34. Введением полупроводникового выпрямителя ВП достигается совмещение двигательного и тормозного режимов. Результирующая характеристика 2 на рис. 34 обладает значительной жесткостью при малых скоростях.
Рассмотренные способы регулирования для получения низких скоростей обладают малым к.п.д., поэтому не применяются при длительных режимах работы.
Рис. 32. Механические характеристики двух асинхронных двигателей’ при работе одного из них в режиме противовключения
Рис. 33. Механические характеристики двух асинхронных двигателей при работе одного из них в режиме динамического торможения
Рис. 34. Механические характеристики асинхронного двигателя (работа на пониженной скорости) 1 — реостатная; 2 — при совмещении двигательного и тормозного режимов
Существуют также более сложные системы регулирования скорости вращения асинхронных двигателей, например импульсная, каскадная и некоторые другие.
Читать далее: Механическая и угловая характеристики синхронных электродвигателей
Категория: - Электрооборудование строительных машин
stroy-technics.ru
После отключения от сети электродвигатель продолжает движение по инерции. При этом кинетическая энергия расходуется на преодоление всех видов сопротивлений движению. Поэтому скорость электродвигателя через промежуток времени, в течение которого будет израсходована вся кинетическая энергия, становится равной нулю.
Такая остановка электродвигателя при движении по инерции называется свободным выбегом. Многие электродвигатели, работающие в продолжительном режиме или со значительными нагрузками, останавливают путем свободного выбега.
В тех же случаях, когда продолжительность свободного выбега значительна и оказывает влияние на производительность электродвигателя (работа с частыми пусками), для сокращения времени остановки применяют искусственный метод преобразования кинетической энергии, запасенной в движущейся системе, называемый торможением.
Все способы торможения электродвигателей можно разделить на два основных вида:
Наиболее совершенными считают такие схемы торможения, при которых механические напряжения в элементах электродвигателя незначительны.
Чаще всего используется так называемое реверсирование асинхронного двигателя. После отключения двигателя от сети его кратковременно включают на вращение в обратную сторону. Осуществляется оно путем изменения порядка чередования фаз обмотки статора.
На рисунке показана схема изменения направления вращения вала двигателя. Как только оставшаяся частота вращения ротора n2 станет равной нулю, двигатель отключается от сети.
Более сложные схемы торможения асинхронного двигателя рассмотрим далее.
www.mtomd.info
