Билет 11

Методы асинхронного пуска синхронного двигателя, особенности асинхронного

момента синхронной машины.

Синхронный двигатель не имеет начального пускового момента.для пуска синхронного двигателя необходимо разогнать его ротор с помощью внешнего момента до частоты вращения, близкой к синхронной.В настоящее время для этой цели применяют метод асинхронного пуска. При этом методе синхронный двигатель пускают как асинхронный, для чего его снабжают специальной коротко-замкнутой пусковой обмоткой, выполненной по типу «беличья клетка». Чтобы увеличить сопротивление стержней, клетку изготовляют из латуни. При включении трехфазной обмотки статора в сеть образуется вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с током Iпв пусковой обмотке,создает электромагнитные силы F и увлекает за собой ротор. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, постоянный ток, проходящий по обмотке возбуждения, создает синхронизирующий момент, который втягивает ротор в синхронизм. Применяют две основные схемы пуска синхронного двигателя. При 1 схеме, обмотку возбуждения сначала замыкают на гасящий резистор, сопротивление которого Rдоб превышает в 8 — 12 раз активное сопротивление Rв обмотки возбуждения. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной (при s ≈ 0,05), обмотку возбуждения отключают от гасящего резистора и подключают к источнику постоянного тока (возбудителю), вследствие чего ротор втягивается в синхронизм. При 2 схеме обмотка возбуждения постоянно подключена к возбудителю, сопротивление которого по сравнению с сопротивлением Rв весьма мало, поэтому эту обмотку в режиме асинхронного пуска можно считать замкнутой накоротко. С уменьшением скольжения до s = 0,3 ÷ 0,4 возбудитель возбуждается и в обмотку возбуждения подается постоянный ток, обеспечивающий при s ≈ 0,05 втягивание ротора в синхронизм. Различие пусковых схем обусловлено тем, что не во всех случаях может быть применена более простая схема с постоянно подключенной к возбудителю обмоткой возбуждения, так как она имеет худшие пусковые характеристики. Главной причиной ухудшения пусковых характеристик является возникновение одноосного эффекта — влияние тока, индуцируемого в обмотке возбуждения при пуске, на характеристику пускового момента. Наличие пусковой обмотки на роторе существенно уменьшает обратное магнитное поле и создаваемый им момент.включение гасящего сопротивления в цепь обмотки возбуждения на период пуска уменьшает ток в этой обмотке и улучшает форму кривой пускового момента. Следует отметить, что если обмотку возбуждения при пуске не отключить от возбудителя, то по якорю возбудителя в период пуска проходит переменный ток, что может вызвать искренне щеток. Поэтому такую схему пуска применяют в Случае небольшого нагрузочного момента — не более 50 % от Номинального, при сравнительно небольшой мощности двигателя.

Пуск с разрядным сопротивлением:

Пуск с наглухо подключенным возбудителем

Обычно производится прямой асинхронный пуск СД путум включения на полное напряжение сети. При тяжелых условиях пуска производится реакторный или трансформаторный пуск при пониженным напряжении, как и у АД с короткозамкнутым ротором.

В общем случае асинхронный вращающий момент:

где М₁ – вращающий момент, М₂ – величина момента, созданного токами I₂

2. Методы регулирования скорости двигателя постоянного тока параллельного возбуждения: механические и токовые характеристики, основные уравнения.

E+I_ЯR_Я=U_Я (1) E= U_Я - I_ЯR_Я (2) E=cФω (3) ω= (4)

M=cФIя (5) ω= М (6)

ω ₀ =U/cФ (7) ω= ω ₀ -βM (8)

β= (7)

В двиг. Реж. Амплитуда пит. U > амплитуды ЭДС. Эл.магн. момент является положит. В ген.реж. амплит. ЭДС >амплит. пит. U. Ур (1) – ур напряжения обмотки эл.двигателя постоянного тока. Ур (3) – ЭДС в обм якоря машины пост тока. ω – скорость вращения ротора. Ур (4)-скоростная характеристика маш.пост тока (зав-ть частоты вращения ротора от тока нагрузки, тока якоря). - сумма всех активных сопрот. Цепи якоря, подключенных к пит.напряжению. Ур (5) – ур. Момента машины пост.тока. 6,8–ур мех. х-ки.

Рис 2 –мех характеристика двигателя постоянного тока, которая представляет собой прямую линию с малым углом наклона к горизонтали. Существуют три основных мотода пуска и регулирования скорости вращения ротора.

1 метод: введение добавочного сопротивления в цепь обм. Якоря.

(9)

Ур (9.1)-ток прямого пуска машины. Т.к. ток прямого пуска превышает Iном в 10 и > раз, то по усл. Термич. Стойкости иозоляции, такой метод используется в двигателях малой мощности. Ур (9.2)-пусковой ток для случ.реостатного пуска двигателя. Рис3-группа мех.хар-к для режима реостатного пуска. «+»: простота, дешево. «-«: низкая энергетическая еффективность из-за наличия динамических потерь в

реостате.

β=tgα – критерий жесткости мех.хар-ки. Чем меньше α, тем жестче характеристика.

2 метод. Основан на изменении амплитуды питающего напряжения, подаваемого на обмотку якоря.

Изменение амплитуды питающего напряжения: ω=(U-Iа )/сФ (1) М=СФIа (2) Iа=М/сФ (3)

ω= U/сФ - М (4)

Данный метод реализуем, если обм.якоря двигателя питается от источника напряжения регулируемой амплитуды (управляемого тирристорного или транзисторного выпрямителя). Данный метод позволяет сократить жесткость мех.хар-к машины, что особенно важно в режиме регулирования скорости под нагрузкой. По рис1 жесткость мех.хак-ки попределяется углом наклона к горизонтали α. Ур 5,6 позволяют рассчитать tgα, tgα не зависит от амплитуды пит.напряжения. жесткость мех.хар-ки неизменна. При этом изменяется скорость идеального ХХ ω _0. Рис 2 приведена группа мех.хар-к машины для данного метода регулирования машины.

3 метод. Основан на изменении магнитного потока возбуждения. ω= U/сФ - М, y=a-bx.

Магнитный поток изменяется либо изменением тока в обмотке возбуждения (для этого обм.возбуждения также должна питаться от источника регулируемого напряжения, управляемый управляемый выпрямитель). Второй, более дешевый вариант: релейная контактная схема с реостатом в цеппи возбуждения => изм-ся сопротивление ОВ, что определяет изменение тока возбуждения и магнитного потока.

Недостатки: снижается жесткость мех.хар-ки => уменьшает устойчивость работы под нагрузкой. Увеличение магнитного потока в машине приведет к тому, что Iв превысит ном. Значение, выходящее за паспортный режим работы. Диапазон регулирования скорости ограничен.

Дата добавления: 2015-07-15