Реверсирование двигателей осуществляется изменением направления тока либо в обмотке якоря, либо в обмотке возбуждения. Одновременное изменение направления тока в якоре и в обмотке возбуждения реверса не дает, поэтому если поменять местами («перекрестить») провода на питающем рубильнике нике, то двигатель будет вращаться в прежнем направлении.
Торможение двигателей постоянного тока осуществляется электрическим путем. Оно заключается в том, что изменяется направление вращающего момента, в результате чего двигатель резко замедляет скорость вращения и останавливается. Из трех существующих способов торможения мы рассмотрим только два — динамическое торможение и торможение обратным током. Динамическое торможение основано на свойстве обратимости электрических машин. Благодаря этому свойству любой двигатель постоянного тока, будучи отключен от питающего его источника, сразу же переходит в генераторный режим (вращаясь по инерции) из-за наличия в нем противоэлектродвижущей силы. Следовательно, если одновременно с отключением от источника двигатель замкнуть на небольшое сопротивление, то под действием противоэлектродвижущей силы в замкнутой цепи якорной обмотки возникнет большой ток, который и создаст в двигателе тормозящий момент, т. е. момент, направленный против его вращения. Под действием этого момента двигатель быстро остановится. Так как при отключении от источника тока вращение двигателя поддерживается динамическим моментом (по инерции), то и само торможение называется динамическим. Для более эффективного торможения у шунтового двигателя с параллельным возбуждением параллельная обмотка не должна отсоединяться от источника тока, а у двигателя с последовательным возбуждением одновременно с отсоединением его от источника необходимо переключить концы последовательной обмотки с помощью переключателя, чтобы не допустить размагничивания полюсов под действием обратного тока. Торможение обратным током заключается в том, что у двигателя изменяется направление тока в якорной обмотке, т. е. происходит то же самое, что и при реверсировании на ходу по обычной схеме. При торможении обратным током в схеме двигателя должно быть специальное реле для отключения двигателя от сети в момент его остановки, иначе он пойдет сразу же в обратную сторону.
От особенностей нагревания и охлаждения двигателя зависит время, в течение которого он может отдавать номинальную мощность. Иными словами , продолжительность работы двигателя зависит от режима, для которого он предназначен. Исходя из этого, различают продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный режимы работы электропривода.
При продолжительном режиме (рис а) температура всех частей электрической машины и электропривода через некоторое время достигает установившегося значения Туст и длительность работы электропривода обусловливается этой температурой. Работы электропривода продолжается до тех пор, пока температура всех его частей не превысит Т уст. В кач-ве примера – водяные насосы, вентиляторы, компрессоры.
При кратковременном режиме (рис б) электропривод находится а рабочем состоянии относительно небольшой период и за это время его температура не успевает достигнуть установившегося значения, а за время паузы его температура успевает снизиться до температуры окружающей среды Тос. Длительность периода нагрузки tpне изменой номинально нагрузки для таких двигателей приняты 10,30,60,90 мин. В кратковременном режиме работают электроприводы шасси самолетов, разводных мостов и т.д.
При повторно-кратковременном режиме (рис в) периоды неизменной нагрузки tp чередуются с периодами отключения электрического двигателя t0аузами, причем ни в один из периодов tp температура электропривода не достигается установившегося значения, а в период т0 электропривод не успевает охладиться до Тос.
Продолжителньость одного периода нагрузки и паузы называют циклом:
tц = tр + t0
Повторно кратковременный режим характеризуется относительной (в %) продолжителньостью включения: 
Продолжителньость включения принята равной 15,25,40,60%, а продолжителньость одного цикла не должна превышать 10 минут. В повторно кратковременном режиме работают лифты, прокатные станы, экскаваторы, краны
Показаетлем использования электродвигателя может служить максимальная температура , до которой он нагревается в процессе работы, так как перегрев обмоток и деталей выводит двигатель из строя. Для обеспечения безаварийной работы необходимо знать, в каком из режимов работает двигатель. Поэтому в зависимости от вида режима работы электропривода определяют номинальную мощность электродвигателя.
studfiles.net
Для изменения направления вращения ДНВ нужно изменить направление действия момента, чего можно достичь изменением направления IЯили Ф, как следует из выражения:
О
бычно это осуществляется изменением направленияIЯ, т.к. изменение направления Ф сильно затянуло бы процесс реверса из-за большой индуктивности обмотки возбуждения. Кроме того, в ней при ее отключении и быстром исчезновении Ф может навестись большая ЭДС самоиндукции, которая может вызвать пробой изоляции.
Схема реверса двигателя изображена на рис.
В
соответствии с 2-мя направлениями вращения имеют место 2-семейства механических характеристик. Для положительного направления вращения одно семейство пересекается в точке0, а для противоположного направления вращения – в точке -0.Уравнение механической характеристики для обр
атного направления вращения имеет вид:
Эта форма уравнения более удобна при рассмотрении режимов работы, отображенных во II, III, иIVквадрантах.
Процессы торможения для значительного числа электроприводов являются очень ответственными, т.к. нечеткая работа, а тем более отказ в работе тормозного устройства, могут привести к серьезным авариям. Почти во всех рабочих механизмах с электроприводом используется электрическое торможение. Возможны следующие тормозные режимы электродвигателей:
Генераторное с рекуперацией энергии в сеть;
Торможение противовключением;
Электродинамическое, называемое обычно просто динамическим, торможение.
Все тормозные режимы являются генераторными.
Переход двигателя в тормозной режим с отдачей энергии в сеть будет иметь место тогда, когда скорость двигателя будет больше скорости идеального холостого хода0. В этом случае ЭДС двигателя становится больше приложенного напряженияU. Ток якоря
п
ри этом меняет направление. Такой режим имеет место при активном моменте сопротивления, например, при спуске груза, когда момент двигателя действует в направлении спуска груза. Под действием момента двигателя и исполнительного механизма система будет ускоряться. При этом противо ЭДС двигателя начнет расти, а ток падать. По достижении якорем скорости=0, ЭДС станет равной напряжениюUсети и машина не будет потреблять тока. Дальнейшее повышение скорости под влиянием движущего момента исполнительного механизма сделает ЭДС двигателя по абсолютной величине больше напряжение сети и двигатель, перейдя в генераторный режим, будет отдавать энергию в сеть, поскольку токIяизменит направление на противоположное. Момент, развиваемый при этом двигателем, будет тормозным. Двигатель превращается в генератор, преобразующий механическую энергию, подводимую к валу со стороны рабочей машины, в электрическую. Как только растущий тормозной момент двигателя станет равным движущему моменту Мс, создаваемому рабочей машиной, наступит установившийся режим спуска с постоянной скоростью.
Т.к. переход из двигательного в тормозной режим произошел без изменения параметров двигателя и схемы его включения в сеть, уравнение механической характеристики остается прежним, так же, как и жесткость характеристики. Графически механические характеристики для режима рекуперации энергии в сеть являются естественными продолжением характеристик двигательного режима в область IIквадранта (см. рис.).
У
величение сопротивления цепи якоря увеличивает крутизну механической характеристики. При этом то же значение тормозного момента получается при большей скорости. Практически этот способ электрического торможения применяется при спуске тяжелых грузов со скоростью, превышающей скорость0, как показано на следующем рис.
Характеристика двигателя при его разгоне (он включается в направлении спуска груза) пойдет из IIIквадранта вIV. После достижения скорости -0система будет разгоняться менее интенсивно, т.к. знак момента двигателя меняется на обратный. При некоторой скорости наступит равновесие моментов Мдв=Мс. Груз будет спускаться с постоянной скоростьюУ.
Р
ежим рекуперативного торможения возможен и при реактивном моменте сопротивления. Если двигатель, работающий, например, при номинальном напряжении, мгновенно переключить на пониженное напряжение (что возможно в системах ГД, ТП-Д), то в 1-й момент в силу инерционности скорость мгновенно не изменится, а двигатель окажется работающим на искусственной характеристике, соответствующей пониженному напряжению (см. рис.) в т.2 в генераторном режиме, развивая тормозной момент. Скорость, так же и тормозной момент, начнут уменьшаться, причем до т. А торможение сопровождается отдачей энергии в сеть, а с т. А до новой установившейся скорости2в т.2, начнется замедление с потреблением энергии из сети.
Р
и станет большеUc. Ток изменит направление на противоположное, момент машины станет тормозным. Двигатель с т.2 начнет тормозится сначала с отдачей энергии в сеть,(до т. А), а затем с потреблением энергии из сети. В т.3 М станет равным Мси наступит установившийся режим работы со скоростью, соответствующей новому значению магнитного потока.Генераторное торможение с отдачей энергии в сеть экономично, т.к. сопровождается отдачей энергии в сеть. Мощность, отдаваемая в сеть 
, гдеRД– добавочное сопротивление, которое в общем случае может иметься. КПД машины в этом режиме
studfiles.net
Электромагнитный момент 
Е
сли изменить направление тока в якоре, то сила действующая на проводник с током изменит направление, а, следовательно, изменится и направление вращения рис. 42. К такому же результату приведет изменение полюсов (изменение направления тока обмотки возбуждения). Таким образом, для реверсирования необходимо либо изменить направление тока в якоре, либо изменить направление тока в обмотке возбуждения (изменить полюса). Если на входе двигателя изменить + на - , то поток
и ток якоря
изменят направление, а момент останется тем же как и направление вращения.
Двигатели постоянного тока классифицируются в зависимости от способа соединения обмотки возбуждения с якорем:
1. Двигатель параллельного возбуждения (если напряжение обмотки возбуждения иное, то такой двигатель называется двигателем независимого возбуждения).
2. Двигатель последовательного возбуждения.
3. Двигатель смешанного возбуждения.
Двигатели параллельного возбуждения
1.Скоростная характеристика, зависимость 
, 
, 
С
коростная характеристика при 
называется естественной, рис. 44. Если 
, то характеристика называется реостатной. Так как сопротивление якоря 
, как правило мало, то с увеличением тока якоря падение напряжения в якорной цепи мало и скорость уменьшается незначительно. Поэтому, естественная характеристика двигателя получается жесткой.
2.Моментная характеристика, зависимость 
,
. На рис. 44. Представлена моментная характеристика, где
3.Механическая характеристика, зависимость скорости 
от момента,
.
, определим ток якоря 
через момент,
, откуда
, это выражение подставим в исходное уравнение, получим механическую характеристику:
,
.
М
еханические характеристики при разных сопротивлениях
представлены на рис. 45, где
, т. е. механическая характеристика при
также жесткая. Это определяет область использования этих двигателей (трансмиссии, вентиляторы, системы ГД для привода станков).
Условия устойчивой работы агрегата
Установившийся процесс, когда 
,
,
,
Если 
,
,
.
Если 
,
,
.
у
словием устойчивой работы агрегата является:
, точка
будет соответствовать устойчивой работе агрегата.
4. Рабочие характеристики, это зависимость 
.
Рабочие характеристики двигателя – это зависимость потребляемой мощности 
, тока
, кпд, скорости и момента от мощности на валу.
Двигатели последовательного возбуждения
Обмотка возбуждения двигателя включена последовательно с якорем, рис. 45. Ток якоря равен току возбуждения. Поэтому обмотка возбуждения имеет большое сечение и малое число витков. Последовательное соединение обмотки возбуждения является отличительной особенностью этого двигателя и влияет на вид характеристик. С увеличением тока якоря, увеличивается поток, скорость двигателя резко падает, т. е. получается мягкая скоростная характеристика, рис. 46.
1
.Скоростная характеристика
,
. В общем виде, за счет насыщения, не имеет решение, аналитическое выражение скоростной характеристики можно получить только для ненасыщенной машины, когда
, рис. 46.
М
омент
, при
,
, т. е. если ток нагрузки возрастает в 2 раза, то момент в 4 раза. Это условие и определяет область применения этих двигателей, т. е. используются там, где при пуске нужен большой пусковой момент (тяговый привод). Скоростная характеристика при
, запишется:
.
2. Моментная характеристика, 
,
, при
,
, рис. 46.
3. Механическая характеристика, 
. Аналитическое выражение характеристики может быть записано при условии
.
, 
,
, если подставить ток
в исходное уравнение, получим:
,
, где
.
Общий вид механических характеристик представлен на рис. 47.
Двигатель последовательного возбуждения пойдет на разнос при работе его в холостую. Это может привести к механическим поломкам двигателя. Поэтому, минимальный ток двигателя должен быть не менее 
.
3. Двигатель смешанного возбуждения
Принципиальная схема включения двигателя представлена на рис. 48. В зависимости от того, какая из обмоток преобладает по потоку, двигатели подразделяются на две разновидности:
1)Двигатель параллельного возбуждения с добавочной, последовательной обмоткой. Характеристики такого двигателя приближаются к двигателю параллельного возбуждения, рис. 49. Характеристика (1), естественная. Характеристика (2) соответствует встречному включению потоков 
, при согласном включении,
получаем характеристику (3).
2
)Двигатель последовательного возбуждения с добавочной параллельной обмоткой. Характеристики такого двигателя приближаются к характеристикам двигателя последовательного возбуждения. Характеристика 4 - характеристика двигателя последовательного возбуждения, характеристика 5 - характеристика двигателя смешанного возбуждения, при этом, обмотки включаются только согласно. Такая характеристика имеет скорость идеального холостого хода и двигатель не пойдет в разнос при холостом ходе. У такого двигателя частота вращения и момент зависят от двух потоков.
, 
.
При согласном включении обмоток, при том же токе якоря, можно получить повышенный момент. Такой двигатель используется для тяговых установок и там, где имеются резкие изменения нагрузки.
studfiles.net
Категория:
Устройство и работа двигателя
Пуск и реверсирование двигателейПосле ознакомления с принципом действия двигателей внутреннего сгорания становится очевидным, что пуск двигателя возможен только в том случае, если коленчатый вал приводится во вращение вспомогательным устройством. Проворачивание коленчатого вала от постороннего источника энергии — необходимое условие пуска двигателя, так как наполнение цилиндра свежим зарядом, образование горючей смеси, воспламенение и горение топлива происходят в результате перемещения поршня и клапанов, а также работы агрегатов двигателя, приводимых в движение от коленчатого вала.
Источник энергии и пусковое устройство составляют систему пуска двигателя.
Независимо от типа двигателя стремятся обеспечить пуск при минимально допустимой частоте вращения коленчатого вала, поскольку чем выше частота вращения, тем больше должны быть мощность источника энергии, габаритные размеры и масса пускового устройства. Минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала карбюраторных двигателей равна приблизительно 50 об/мин; автомобильных и тракторных дизелей 120…240 об/мин; судовых и тепловозных дизелей 1/3 номинальной.
Рассмотрим факторы, определяющие выбор минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала. В карбюраторных двигателях учитывают главным образом особенности смесеобразования, так как условия распыливания бензина в карбюраторе и его испарения при низкой — пусковой — частоте вращения коленчатого вала получаются не вполне удовлетворительными. Получить при пуске горючую смесь подходящего состава можно лишь при некоторой определенной скорости потока воздуха в карбюраторе. Обеспечение необходимой мощности электрической искры между электродами свечи зажигания не представляет при пуске ка-ких-либо трудностей.
Минимальная частота вращения коленчатого вала при пуске дизеля зависит не только от условий смесеобразования, но и от условий воспламенения топлива. Температура заряда в конце сжатия в цилиндре дизеля должна быть несколько выше температуры самовоспламенения топлива, равной 230…250 °С. При пуске дизеля, особенно в холодном его состоянии, условия испарения и воспламенения топлива менее благоприятные, чем при нормальной работе. Сказывается значительное увеличение теплоотдачи ввиду низкой температуры стенок цилиндра и увеличения времени цикла, так как частота вращения при пуске невелика. Кроме того, в процессе сжатия происходит утечка свежего заряда через зазоры между поршнем и цилиндром, особенно через зазоры в замках поршневых колец. Их доля от массы заряда цилиндра в начале сжатия составляет при пусковых условиях 20…45 %. Дополнительно 10… 15 % массы заряда вытекает из цилиндра во впускной трубопровод через впускной клапан, так как он закрывается после НМТ, с запаздыванием на 40…60° угла поворота коленчатого вала.
Увеличение теплоотдачи к стенке и утечка свежего заряда тем больше, чем меньше частота вращения коленчатого вала, поэтому при низкой частоте вращения или при низкой температуре атмосферного воздуха температура заряда в конце сжатия может оказаться ниже температуры самовоспламенения и пуск становится невозможным.
Пусковые устройства
Широко применяют электрические системы пуска и воздушный (или цилиндровый) пуск. Менее распространен пуск вспомогательным поршневым двигателем внутреннего сгорания. Ручной пуск, системы пуска с пневмостартером и инерционным стартером встречаются сравнительно редко. Пуск пневмостартером применяют в основном на двигателях мотовозов, работающих в шахтах и на рудниках, где опасность взрыва рудничных газов от искрения исключает применение электростартеров.
Электрические системы пуска с питанием от аккумуляторной батареи удобны в эксплуатации и требуют минимальных затрат на обслуживание; в этом их главные преимущества. На автомобильных и тракторных двигателях только для пуска предназначены электрические двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением — электростартеры. Крутящий момент с вала 6 привода передается на коленчатый вал двигателя посредством зубчатого колеса 5, которое на время пуска электромагнитным реле вводится в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя.
Судовые и тепловозные дизель-генераторы постоянного тока пускают способом обращения силового генератора в режим электродвигателя. По такому же принципу используют для пуска вспомогательные генераторы постоянного тока, которые называют стартер-генераторами. Вал стар-тер-генератора приводится во вращение либо от вала силового генератора, либо от распределительного вала дизеля. Во время работы двигателя вспомогательные генераторы дают ток системе электроснабжения, например судна, и подзаряжают при необходимости аккумуляторную батарею.
Воздушный пуск применяют на дизелях средней и большой мощности. В системах воздушного пуска в цилиндры в такте расширения поступает сжатый воздух из пусковых баллонов и приводит в движение кривошипно-шатунный механизм. Объем пусковых баллонов рассчитан на несколько повторных пусков без подачи воздуха.
Система воздушного пуска — пневмостартером — используется на двигателях мотовозов, работающих в шахтах и на рудниках, т. е. там, где существует опасность взрыва и исключается применение электростартеров.
Рис. 1. Электростартер СТ-212 Б1: 1 — электромагнитное тяговое реле; 2 — сердечник-якорь тягового реле; 3— вильчатый рычаг; 4 — муфта свободного хода; 5—зубчатое колесо; 6 — вал привода; 7—муфта привода; 8—промежуточный подшипник; 9—корпус; 10 — якорь стартера; 11 — коллектор
Система воздушного пуска, помимо пусковых баллонов с арматурой, компрессора и воздухопроводов, включает воздухораспределитель и пусковые клапаны, по одному на каждый цилиндр. В системах пуска судовых двигателей применяют, кроме того, главный пусковой клапан, который располагают на воздухопроводе от баллонов со сжатым воздухом к двигателю. Он позволяет выполнять несколько последовательных пусков при маневрах судна «передний ход», «задний ход», не закрывая после каждого пуска вентили пусковых баллонов. Это облегчает управление двигателем и сокращает время маневра.
Через пусковые клапаны, которые устанавливают на крышках цилиндров, сжатый воздух поступает в цилиндры и производит в такте расширения работу, достаточную для проворачивания кривошип-но-шатунного механизма. В результате расширения воздуха при истечении из пускового клапана в цилиндр его температура при большом перепаде давлений в клапане может понизиться настолько, что температура в конце сжатия в цилиндре окажется недостаточной для воспламенения топлива. Поэтому целесообразно заполнять баллоны воздухом, который сжимается в компрессоре незадолго перед пуском.
По принципу действия различают управляемые пусковые клапаны и автоматические. Управляемые клапаны — с механическим и, чаще, с пневматическим управлением применяют на двигателях со средними и большими размерами цилиндров. Преимущество системы с пневматическим управлением пусковыми клапанами заключается в том, что через воздухораспределитель, с помощью которого устанавливают требуемые фазы открытия пускового клапана, проходит лишь небольшое количество воздуха, нужного для воздействия на управляющий поршень пускового клапана. В цилиндры пусковой воздух поступает помимо воздухораспределивала может оказаться ниже минимальнои для пуска и двигатель не пускается.
Показатели пусковых качеств двигателей назначают с учетом условий эксплуатации двигателей. Тракторные и автомобильные дизели, для смазывания которых применяют обычные масла, пускают при температуре до — 10 °С без затруднений. Продолжительность пуска при такой температуре не превышает 5… 10 мин.
Пусковые свойства дизеля зависят от цетанового числа и фракционного состава топлива. Чем раньше закрывается пусковой клапан после НМТ, тем лучше пускается двигатель, так как уменьшается обратный выброс свежего заряда в начале сжатия.
Пусковые свойства карбюраторного двигателя определяются эффективностью работы пусковых устройств и системы холостого хода карбюратора и мощностью электрической искры.
Пуск судовых и тепловозных дизелей без предварительного подогрева воды и масла разрешается при температуре не ниже -f-8 °С во избежание задиров подшипников. Во время длительных остановок двигателя температура воды и масла поддерживается на необходимом уровне подогревательными устройствами.
Средства, обеспечивающие пуск двигателя при низкой температуре, предназначены, с одной стороны, для достижения необходимой минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала, а с другой стороны, для облегчения воспламенения топлива (в дизелях) при неблагоприятных условиях пуска.
Устройства для подогрева охлаждающей жидкости и масла в смазочной системе обеспечивают надежный пуск при очень низкой температуре. Их применяют на машинах, предназначенных для автономной эксплуатации в северных районах страны.
Минимальная пусковая частота вращения при низкой температуре может быть обеспечена двумя способами.
1. Уменьшением момента сопротивления при прокручивании коленчатого вала, которое достигается применением всесезон-ных масел, вязкость которых при низких температурах заметно меньше, чем обычных масел. На некоторых дизелях применяют с той же целью декомпрессионные устройства, с помощью которых впускные и выпускные клапаны — чаще только впускные — удерживаются в приоткрытом состоянии (рис. 2).
Рис. 2. Декомпрессионное устройство: а — с воздействием на коромысло; б — с воздействием на толкатель; 1 и 3 — валики с кулачками; 2 — рукоятка; 4 — толкатель; 5 — распределительный вал
2. Утеплением и подогревом аккумуляторных батарей, что повышает их работоспособность при отрицательных температурах.
Для надежного воспламенения топлива при пуске используют следующее.
Обогащение смеси путем увеличения цикловой подачи топлива в 1,8…2,5 раза, что.улучшает условия образования топ-ливно-воздушной смеси горючей концентрации.
Различные способы повышения температуры заряда в дизелях. На дизелях с небольшим объемом цилиндров воздух во впускном трубопроводе нагревается свечами накаливания или электрофакельным устройством — термостартом.
Свечи накаливания с элементом из проволочной спирали устанавливаются в неразделенных и разделенных камерах сгорания. Больше распространены свечи с открытым нагревательным элементом, хотя свечи, в которых нагревательный элемент закрыт оболочкой из жаропрочного сплава, более долговечны. Последние обычно используют на дизелях с разделенными камерами сгорания.
Легко воспламеняющиеся жидкости «Холод Д-40» для дизелей и «Арктика» для карбюраторных двигателей при эксплуатации в районах с суровым климатом.
Реверсирование двигателей
Реверсирование двигателя, т. е. изменение направления вращения коленчатого вала, требуется при маневрах судна, если коленчатый вал главного двигателя соединен с гребным валом непосредственно или через непереключаемый редуктор. В судовых силовых установках большой мощности с прямой передачей мощности на гребной винт используются главным образом средне- и малооборотные дизели с наддувом, как двух-, так и четырехтактные.
Вполне очевидно, что все механизмы, системы и вспомогательные агрегаты реверсивного двигателя должны нормально функционировать при прямом и обратном вращении. При реверсировании должны быть обеспечены надлежащие фазы газораспределения, фазы подачи топлива и пускового воздуха в цилиндры двигателя.
Конструкция привода механизма газораспределения реверсивных двигателей может быть выполнена с двумя или с одним комплектом кулачков на распределительном валу. Два комплекта кулачков — один для прямого хода и один для обратного — размещают на распределительном валу рядом. При реверсировании толкатели привода клапанов (или рычаги) переставляют с одного комплекта кулачков на другой перемещением либо самих толкателей, либо распределительного вала.
Для определения времени технического обслуживания сухие воздушные фильтры снабжаются индикаторами запыленности.
В механизме реверса с одним комплектом кулачков на распределительном валу требуемое угловое расположение распределительного вала относительно коленчатого вала достигается при реверсе перестановкой зубчатого колеса в приводе распределительного вала. Такой же метод применяется для реверсирования воздухо-распределения в системе воздушного пуска.
Сервомоторы (роторно-лопастные машины, жидкостные или пневматические) исключают необходимость приложения больших физических усилий при перестановке механизмов двигателя во время реверсирования.
Читать далее: Фильтрация воздуха
Категория: - Устройство и работа двигателя
stroy-technics.ru
для реверсирования двигателя постоянного тока параллельного возбуждения необходимо поменять местами зажимы обмотки возбуждения или якоря. Предварительно от двигателя отключается питание, он механически тормозится, меняются зажимы либо обмотки либо якоря (что-то ОДНО!!!), и выполняется пуск при другом направлении вращения.
20. Вал якоря исправного генератора постоянного тока параллельного возбуждения приводится во вращение двигателем. В цепь якоря включены лампы накаливания, но они не горят. Почему и что необходимо сделать, чтобы лампы загорелись?
Для того, чтобы разобраться в причине, необходимо проверить условия самовозбуждения генератора:
1.Самое главное условие, которое надо сказать в первую очередь: Сопротивление внешней цепи генератора должно быть меньше критической величины Rкр.
(Если мало, добавить остальные два!!!)
2. Наличие остаточной ЭДС в обмотке якоря (то есть генератор должен быть запущен хотя бы один раз).
3. Силовые линии остаточного магнитного потока должны совпадать по направлению с силовыми линиями магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения (при их верном направлении, силовые линии складываются, при различном - вычитаются).
Для того, чтобы лампы загорелись необходимо подключать ПАРАЛЛЕЛЬНО (!!!) дополнительные лампы (при добавлении ламп сопротивление нагрузки будет падать).
21. Как изменится напряжение на зажимах генератора постоянного тока параллельного возбуждения, если при неизменном значении тока возбуждения вдвое уменьшить скорость приводного двигателя, и при неизменной угловой скорости вдвое уменьшить ток возбуждения? Показать изменения напряжения на характеристике холостого хода генератора.
22. Два генератора постоянного тока (один независимого возбуждения, другой параллельного) с одинаковыми номинальными напряжениями включены на общую нагрузку. На зажимах нагрузки произошло короткое замыкание. Какой из генераторов будет находиться в более тяжелых условиях и почему?
В более тяжелых условиях будет находиться генератор независимого возбуждения. Генератор параллельного возбуждения может выдержать КЗ, просто перестанет вырабатывать ток.
Частота вращения якоря двигателя при любой схеме возбуждения определяется следующим выражением:n = (U - I(Rя - Rв))/СФ, где Rc — сопротивление последовательной обмотки возбуждения (для двигателя параллельного возбуждения Rс = 0). Это выражение показывает, что частота вращения двигателя зависит от напряжения сети, сопротивления цепи якоря и магнитного потока.
Частоту вращения регулируют путем изменения напряжения сети в том случае, когда источником электрической энергии двигателя является какой-либо генератор.
Для регулирования частоты вращения двигателя изменением сопротивления цепи якоря используют регулировочный реостат, включенный последовательно с якорем. В отличие от пускового регулировочный реостат должен быть рассчитан на длительное прохождение тока. В сопротивлении регулировочного реостата происходит большая потеря энергии, вследствие чего резко уменьшается кпд двигателя.
Регулируют частоту вращения якоря двигателя изменением магнитного потока, который зависит от тока в обмотке возбуждения. В двигателях параллельного и смешанного возбуждения для изменения тока включают регулировочный реостат, а в двигателях последовательного возбуждения для этой цели шунтируют обмотку возбуждения каким-либо регулируемым сопротивлением. Последний способ регулирования частоты практически не создает дополнительных потерь и экономичен. (более предпочтителен)
24. Напряжение сети, питающей двигатель постоянного тока параллельного возбуждения, понизилось. Как изменятся частота вращения вала, ток якоря и мощность двигателя при неизменном моменте на валу? Считать, что изменение магнитного потока влияет на частоту вращения в большей степени, чем уменьшение напряжения.
studfiles.net
www.szemo.ru
Большинство современных двигателей средней и большой мощности являются реверсивными, т. е. имеют возможность изменять направление вращения коленчатого вала. По требованиям Регистра СССР процесс реверсирования должен быть кратковременным, не более 10—15 с.
Для осуществления реверса на распределительном валу у каждого цилиндра располагают рядом по две кулачковые шайбы для каждого клапана: одну для переднего, другую для заднего хода. Чтобы изменить направление вращения, необходимо вначале остановить двигатель путем выключения топливных насосов. Затем под ролики клапанного механизма и пускового распределителя воздуха должны быть подведены кулачковые шайбы другого направления, после чего производят пуск двигателя при новом направлении вращения коленчатого вала. Операции реверсирования выполняют с помощью специальных механизмов — реверсивных устройств, связанных непосредственно с устройствами для пуска. В зависимости от конструкции реверсивного механизма и мощности двигателя реверс может производиться вручную или специальными сервомоторами.
Схема реверсивного устройства четырехтактного дизеля, в которой применен сервомотор, приведена на рис. 61. Перевод двигателя с переднего хода на задний осуществляют поворотом маховика 8 и вала 7 против часовой стрелки. При этом поворачивается сектор 11, который упирается в конец плавающего коромысла 12, открывающего клапан реверса 10. При открытом клапане 10 сжатый воздух из пусковой магистрали 43 по трубе 6 через главный пусковой клапан 5 поступает в коробку 13 клапанов реверса и, пройдя клапан 10, по трубе 9 направляется в масляный баллон 22. Под давлением воздуха масло, находящееся в баллоне 22, поступит по трубе 23 в цилиндр 18 сервомотора реверса, повернет крыло 17 сервомотора и будет перетекать по трубе 19 в баллон 21.
Рис. 61. Схема реверсивного устройства четырехтактного двигателя.
Воздух, попавший в баллон 21, по трубе 20 будет удаляться в атмосферу через коробку 13 клапанов реверса.
Одновременно с поворотом крыла 17 шестерня 26, закрепленная на его валике, поворачивает на 360° валик 28, соединенный с осями 29 клапанных рычагов. За первые 120° поворота валика 28 ролики 39 и штанги 34 впускных и выпускных клапанов займут положение, при котором распределительный вал 42 может свободно передвинуться вдоль своей оси. За вторые 120° поворота ролик 25, перемещаясь в канавке цилиндрического кулачка 24, повернет вертикальный вал 37 и рычаг 3. Этот рычаг посредством кольца 2 при повороте вала 37 передвинет распределительный вал так, что под ролики 39 клапанов встанут кулачковые шайбы 1, 40 и 41 заднего хода. За оставшиеся 120° поворота валика 28 ролики опустятся на эти шайбы. Однако осевое перемещение распределительного вала не повлияет на работу топливного насоса 38 и пускового воздухораспределителя 4, получающих движение от этого вала.
Во время поворота крыла 17 сервомотора шайба 27, имеющая канавку специальной формы, переставляет при помощи планок 15, 36 и рычагов 14, 16 плавающее коромысло 12 в положение, при котором сектор 11 может поворачиваться. Эта перестановка заканчивается после осуществления реверса двигателя.
В период реверса штырь 31, проходящий через втулку 32, предназначенный для стопорения осей клапанных рычагов во время работы двигателя, выходит из выреза стопорной шайбы 30 валика 28 и его нижний конец нажимает на двуплечий рычаг 33, который другим концом нажимает на блокировочную шайбу 35 и не позволяет повернуть маховик 8 до завершения реверса.
По окончании реверса плавающее коромысло 12, не имея опоры на секторе, под действием пружины клапана 10 опустится, клапан закроется, а поступающий из пускового баллона воздух будет стравливаться в атмосферу. В этот момент дальнейшим поворотом маховика 8 производят пуск двигателя сжатым воздухом, но уже с обратным направлением вращения коленчатого вала. При появлении первых вспышек в цилиндрах двигателя подачу пускового воздуха прекращают и одновременно дальнейшим поворотом маховика 8 увеличивают подачу топлива для получения необходимой частоты вращения вала в заданном направлении.
Следует отметить, что рассмотренная схема позволяет не только осуществить реверс двигателя, но и производить его пуск и остановку, т. е. по существу представляет собой реверсивно-пусковую систему. Применение такой системы дает возможность производить управление двигателем как со штатного поста управления (ПУ), расположенного рядом с двигателем, так и с центрального поста управления (ЦПУ), находящегося в специальном помещении машинного отделения.
www.stroitelstvo-new.ru
