Конденсаторне гальмування

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ІНСТРУКЦІЇ

до лабораторних робіт з навчальних дисциплін

“АВТОМАТИЗОВАНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД ТИПОВИХ ВИРОБНИЧИХ МЕХАНІЗМІВ”

для студентів спеціальності 7.092203

"Електропривод і автоматизація промислових установок і виробничих комплексів"

та

“ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ЦЕХОВИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ”

для студентів спеціальності 7.092201.

“Електричні системи та комплекси транспортних засобів”

Затверджено

на засіданні кафедри “Електропривод

і автоматизація промислових установок”

Протокол № 3 від 18 листопада 2003 р.

Львів – 2003

Методичні вказівки до лабораторних робіт з навчальних дисциплін “Автоматизований електропривод типових виробничих механізмів” для студентів спеціальності 7.092203 “Електропривод і автоматизація промислових установок і виробничих комплексів” та “Електрообладнання цехових транспортних засобів” для студентів спеціальності 7.092201 “Електричні системи та комплекси транспортних засобів”. / Укл. В.Цяпа, Л.Копчак, Л.Карплюк - Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2003, - с.

Укладачі Цяпа В.Б., ст. викл.,

Копчак Л.С., канд. техн. наук, доц.

Карплюк Л.Ф., канд. техн. наук, ст. викл.

Відповідальний за випуск: Лозинський О.Ю., д-р техн. наук, проф.

Рецинзенти: Щур І.З., д.т.н., проф.

Панченко Б.Я., канд. техн. наук, доц.

Лабораторна робота № 1

Дослідження спеціальних гальмівних режимів асинхронних двигунів.

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ.

Асинхронний електропривод знаходить широке застосування у більшості виробничих механізмів завдяки надійності й простоті обслуговуван­ня. Вдосконалення технологічних процесів, підвищення продуктивно­сті, надійності устаткування обумовлюють необхідність поліпшувати показники роботи асинхронних приводів, зокрема такі, як жорсткість механічних характеристик, діапазон регулювання швидкості. Значний інтерес становлять спеціальні схеми, які використовуються для формування гальмівних режимів роботи асинхронних двигунів. Широке застосування знаходять, зокрема, такі способи:

І) рекуперативне або генераторне гальмування, яке застосовується для швидкостей, вищих від синхронної;

2) гальмування противмиканням;

З) гальмування з використанням несиметричних режимів роботи двигуна;

4) конденсаторне гальмування;

5) динамічне гальмування (в рівних видозмінах);

6) гальмування шляхом живлення двигуна одночасно постійним і змінним струмом.

Розглянемо деякі з цих способів.

Однофазне увімкнення обмоток статора

При однофазному увімкненні статора асинхронного двигуна в мережу згідно з рис. 1.1 а в обмотках статора індукується не обертове, а пульсуюче магнітне поле, його можна розглядати як суму двох однакових обер­тових магнітних полів, напрямлених назустріч одне одному. Кожне з них створює електромагнітний момент відповідного знаку, тобто одержуємо систему з двох асинхронних двигунів, які з’єднані коротким валом і ввімкнені одночасно для обертання в протилежних напрямках. На рис. 1.1 б показані механічні характеристики 1 і 2 цих уявних двигунів при відсутності додаткових опорів у колах роторів, а також їх сумарна результуюча характеристика 3. Її форма не знайшла широкого застосування в гальмівних режимах. Набагато кращою є харак­теристика однофазного увімкнення асинхронного двигуна а фазним рото­ром при введенні в коло ротора додаткового опору. Цей варіант по­яснено на рис. 1.2 а. Додатковий опір ротора повинен бути таким, щоб при трифазному ввімкненні двигуна робоча частина механічної характеристики охоплювала діапазон від w₀ до -w₀, тобто, щоб її критичне ковзання було s_к³2. Характеристики кривої 3 (див. рис. 1.2 б) використовуються в кранових механізмах для приводів піднімання.

Конденсаторне гальмування

Воно знаходить застосування для гальмування асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором і використовується в електроприводах кранових механізмів для обмеження швидкості опускання вантажу.

Від’єднана від мережі обмотка статора разом з конденсаторами згідно з рис. 1.3 а утворює коливний контур, який складається з ємності і індуктивного опору обмотки статора. Якщо цей контур має достатню добротність, тобто якщо його активний опір досить малий порівняно в індуктивним і ємнісним, в ньому, внаслідок впливу зовнішніх збурень (залишковий заряд конденсатора, залишковий магнетизм тощо) виникають коливання певної частоти, які

а) б)

Рис. 1.1. Схема (а) та механічні характеристики (б) при однофазному ввімкненні статора асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором в мережу

а) б)

Рис. 1.2. Схема (а) та механічні характеристики (б) при однофазному ввімкненні статора асинхронного двигуна з фазним ротором в мережу

повільно затухають. Струм, що протікає при цьому в обмотці статора, утворює обертове магнітне поле, швидкість обертання якого визначається цією частотою і кількістю пар полюсів асинхронного двигуна. Якщо швидкість цього обертового поля менша, ніж швидкість ротора, то ковзання є від’ємним, а це означає, що двигун працює в генераторному режимі. При цьому в обмотці ротора наводиться ЕРС, виникає струм і магнітне поле, яке індукує свою ЕРС у статорі. Від неї в статорі виникає струм, діюче значений якого більше, ніж початковий струм коливного контура. Це призводить до зростання потоку статора, а отже, і до збільшення струму ротора, що, в свою чергу, призводить до подальшого зростання струму статора. Таким чином розвивається про­цес самозбудження асинхронного двигуна, який триває доти, доки не наступить рівновага напруг статора і конденсаторів.

а) б)

Рис. 1.3. Схема увімкнення та механічні характеристики асинхронного двигуна при конденсатор­ному гальмуванні

Механічні характеристики асинхронного двигуна при конденсатор­ному гальмуванні показані на рис. 1.З б. Їхній вигляд дозволяє зробити висновок про недоліки цього способу гальмування: по-перше, гальмів­ний момент виникає при досить значній (w > (0,3...0,5)w_н) швидкості двигуна, по-друге, при деякій критичній швидкості почина­ється його різке зменшення - зрив. Крім цього, до недоліків слід віднести також необхідність увімкнення в схему конденсаторів вели­кої ємності для одержання гальмівного ефекту на понижених швид­костях.

Перевагою конденсаторного гальмування є те, що воно реалізу­ється без додаткових зовнішніх джерел енергії.

Дата добавления: 2015-10-24