Как осуществляют пуск двигателей параллельного возбуждения
Перейти к содержимому

Как осуществляют пуск двигателей параллельного возбуждения

Как осуществляют пуск двигателей параллельного возбуждения

Главное меню

Судовые двигатели

Главная Электродвигатели Электродвигатели с параллельным возбуждением Пуск в ход электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Выражение (22) показывает, что в процессе пуска в ход электродвигателя величина тока в обмотке якоря изменяется. В начале пуска, когда п = 0, противо э. д. с. обмотки якоря E = сnФ = 0. Следовательно, пусковой ток электродвигателя

т. е. он ограничивается лишь весьма небольшим сопротивлением якоря и может превышать номинальный ток электродвига­теля в десятки раз. В дальнейшем, по мере разгона электро­двигателя, его противо э. д. с. возрастает, а ток в обмотке якоря снижается.

Значительный толчок тока в начале пуска, с точки зрения нагрева, не опасен для электродвигателя, так как пуск проте­кает довольно быстро и перегреться обмотка якоря не успе­вает. Однако наличие вращающегося токосъемного устройст­ва— коллектора заставляет принимать особые меры для огра­ничения величины пускового тока. Большие толчки пускового тока могут вызывать серьезные нарушения нормальной комму­тации (например, недопустимое искрение на коллекторе). Кро­ме того, большие толчки тока в сети неблагоприятно отража­ются на работе других электродвигателей, в особенности, осве­тительных приборов, включенных в ту же сеть. Имеются также и механические причины, заставляющие ограничивать пусковые

токи электродвигателей. Это связано с тем, что повышенные пусковые токи приводят к пропорциональному повышению пусковых моментов, которые могут вызвать в механизме боль­шие инерционные усилия, опасные для деталей передач. Для ограничения пусковых токов обычно в цепь якоря включают по­следовательно пусковой реостат. Путем подбора соответствую­щего сопротивления пускового реостата можно снизить пусковой ток, а следовательно, и пусковой момент до любой требуемой величины, так как при наличии дополнительного сопротивления R в цепи якоря пусковой ток электродвигателя

Пусковой реостат имеет несколько ступеней, что обеспечивает более плавный пуск электродвигателя. В начале пуска в цепь якоря включается весь пусковой реостат, а в дальнейшем, по мере разгона электродвигателя, отдельные ступени реостата отключаются (шунтируются) вручную или автомати­чески. Пуск электродвигателя заканчивается, когда весь пус­ковой реостат отключен (замкнуты контакты 1У, 2У, 3У на рис. 10).

Расчет пускового реостата может быть произведен графо­аналитическим способом. Для этого необходимо иметь номи­нальные данные электродвигателя и выбирать пределы измене­ния тока или момента при пуске. Обычно принимают:

где М с — момент сопротивления ,при пуске.

Имея номинальные данные электродвигателя, нетрудно построить его естественную механическую или скоростную ха­рактеристики по двум точкам с координатами (0, п 0 ) и (M н , n н ). Величина п 0 может быть вычислена по формуле (34). Да­лее расчет пускового реостата производится в следующем по­рядке:

1. На пусковой диаграмме (рис. 11) вычерчивают в опреде­ленном масштабе естественную характеристику электродвига­теля а и на оси абсцисс откладывают М min и М m ах .

2. Если число ступеней пускового реостата не задано, то приступают к построению пусковых характеристик. При этом имеют в виду, что в первоначальный момент пуска, когда в цепь якоря включен весь пусковой реостат, пусковой момент электродвигателя равен М m ах , т. е. пуск электродвигателя на­чинается с точки 1. Следовательно, первая пусковая характери­стика проходит через точки 1 и п 0 (характеристика d). Таким образом, электродвигатель начинает разгоняться по характери­стике d. В точке 2, когда развиваемый электродвигателем вра­щающий момент станет равным M min должна отключаться первая ступень пускового реостата. При этом ток якоря, а зна­чит, и вращающий момент электродвигателя увеличивается до величины М m ах и электродвигатель переходит на работу по второй пусковой характеристике с, проходящей через точки 3 и п 0 . Дальнейший разгон электродвигателя происходит по этой характеристике до точки 4. Здесь должна быть выключена вто­рая ступень реостата, и электродвигатель перейдет на работу по характеристике b.

Дальнейшее построение пусковой диаграммы производится до тех пор, пока с последним переключением реостата электро­двигатель не перейдет на работу по естественной характеристи­ке а. Разгон электродвигателя прекратится в точке 8, когда развиваемый двигателем момент станет равным моменту со­противления М с .

Если число ступеней пускового реостата заранее задано или выбрано, исходя из требуемой плавности пуска, то пост­роение пусковой диаграммы производится таким же способом. При этом может оказаться, что при выключении последней ступени реостата электродвигатель переходит на работу по есте­ственной характеристике в точке, не лежащей на вертикали М max . В таком случае следует несколько изменить значе­ния M max и M min и построить новую пусковую диаграмму, в которой бы полностью соблюдались выбранные пределы изме­нения вращающего момента при пуске.

3. Когда пусковая диаграмма построена, нетрудно рассчи­тать общее сопротивление пускового реостата и отдельных его ступеней, так как отрезок 17 пропорционален общему сопро­тивлению реостата, а отрезки 13, 35 и 57 пропорциональ­ны соответственно сопротивлениям первой, второй и третьей ступеней. Это можно доказать следующим образом. Очевидно, что естественной характеристике а соответствует сопротивле­ние R я , а характеристике b —сопротивление R я + R 3 , где R 3 —сопротивление третьей ступени реостата. При некоторой заданной силе тока, например I m ах , числа оборотов электро­двигателя на этих характеристиках будут п 7 =(1—7) и n 5 = (1—5). Используя выражения (25), (27) и (33), можно составить следующие отношения:

Таким образом, отрезок (79) в масштабе равен величине сопротивления якоря, а отрезок (57) — величине сопротив­ления третьей ступени реостата. Аналогично отрезок (35) равен величине сопротивления второй ступени, а отрезок (13) —величине сопротивления первой ступени. Очевидно, что масштаб сопротивлений

В ряде случаев дополнительно к рассмотренным выше пус­ковым сопротивлениям в первый момент пуска включают еще так называемую предварительную ступень, которая снижает пусковой момент электродвигателя до величины, меньшей мо­мента сопротивления (характеристика е на рис. 11). Предварительная ступень служит для устранения люфтов, слабины канатов и цепей, наличие которых может приводить к большим динамическим ударам при пуске.

Следует иметь в виду, что пусковые реостаты рассчитаны на кратковременный режим работы, поэтому находиться под током длительное время они не могут. Если же имеется необ­ходимость в регулировании скорости изменением сопротивле­ния в цепи якоря, необходимо использовать либо специальный реостат, либо пусковой реостат, рассчитанный соответствую­щим образом на нагрев.

Пуск электродвигателя с помощью реостата является весь­ма неэкономичным, поскольку при этом в реостате и в якоре имеют место большие потери энергии, пропорциональные квад­рату пускового тока. Однако данный способ пуска является наиболее простым и удобным и применяется очень часто.

Пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

Если двигатель включить в сеть напряжением U, то в начальный момент пуска якорь двигателя в силу инерции остается неподвижным (n==0) и противо-э.д.с. E отсутствует. Поэтому ток Iя в начальный момент пуска, определяемый формулой:

Схема включения двигателя параллельного возбуждения.

во много раз превышает ток Iя.н двига­теля. Чтобы предохранить двигатель от чрезмерно большого пускового тока Iк, опасного для целости обмотки яко­ря и коллектора, последовательно с якорем включают пусковой реостат rп (рисунок по теме ). Благодаря этому ток якоря в начальный момент пуска

Так как продолжительность пуска невелика, то величину пускового тока можно допустить равной 1,2—2 Iя.н. Начальный пусковой момент двигателя, пропорциональный току якоря Iя.пуск,

при этом будет также превышать номи­нальный момент двигателя в 1,2—2 раза, т. е. Мпуск. нач.= (1,2—2) Мн (чем больше пусковой момент электродвигателя, тем при прочих равных условиях меньше продолжительность пуска).

По мере разгона двигателя индуктируемая в обмотке якоря про­тиво-э.д.с. возрастает, что влечет за собой уменьшение тока якоря и снижение развиваемого двигателем вращающего момента. Для поддержания вращающего момента на определенном уровне много­ступенчатый пусковой реостат постепенно выводится из цепи якоря. При достижении двигателем полной скорости пусковой реостат целиком выключается.

Дата добавления: 2016-06-09 ; просмотров: 5730 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Способы пуска двигателей постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.

Для двигателей постоянного тока могут быть применены.

Прямой пуск. Обмотка якоря подключается к сети. Пуск применяют для двигателей малой мощности. Iп = (4 ÷ 6)Iном .

Переходный процесс изменения частоты вращения n и тока якоря ia определяется нагрузкой двигателя и Тм .

При Tм > 4Ta апериодический процесс изменения ia и n. Сначала ток ia возрастает (рис) ia = Iнач (1- е — t / Ta ).

по истечении времени tз якорь двигателя вращается и n возрастает и возникающая в обмотке якоря ЭДС стремится уменьшить ток ia. Время запаздывания tз = Та ln[Iнач /(IначIн )].

В действительности время tз несколько больше из-за тормозящего действия вихревых токов, возникающих в массивных частях магнитопровода машины.

Максимальное значение тока якоря

Imax = [- U/(p2La )](p2 /p1 )p1/(p1p2). Пунктиром как возрастает ток ia, если якорь не сможет прийти во вращение.

На рис. Кривые построены по n = nн(1 — е-t/Tм); ia = (IначIн )е —t/Tм + Iн зависимости n и ia. Время переходного процесса при пуске (3 ÷ 4) Tм. За это время частота вращения n= (0,95 —0,98) от установившегося значения, а ток якоря Iа

приближается к установившемуся значению.

Пуск путем плавного повышения питающего напряжения. При реостатном пуске возникают значительные потери энергии в пусковом реостате. Это можно устранить, если пуск двигателя осуществить путем плавного повышения напряжения, подаваемого на его обмотку, но необходимо иметь отдельный источник постоянного тока с регулируемым напряжением.

Реостатный пуск. В начальный момент пуска при n = 0 ток Iп = U/(ΣRа + Rп ). Максимальное Rп подбирается так, чтобы для машин большой и средней мощности
Iп = (1,4 ÷ 1,8) Iном , а малой мощности Iп = (2 ÷ 2,5) Iном .

(первый рисунок) двигатель с параллельным возбуждением. Пуск осуществляется по реостатной характеристике 6двигатель развивает максимальный пусковой момент Мпmах . Регулировочный реостат Rр.в выводится так, чтобы ток Iв и Ф были максимальными. С увеличением частоты вращения возрастает ЭДС и уменьшается ток якоря Iа = (U — E)/(ΣRa + Rп ). При Мпmin часть сопротивления пускового реостата выводится и момент снова возрастает до Мпmах переходит на кривую 5 и разгоняется до Мпmin.Уменьшая сопротивление пускового реостата, осуществляют разгон двигателя по кривым 6, 5, 4, 3 и 2 до естественной 1. Мп.ср = 0,5 (Мпmах + Мпmin ) = const двигатель разгоняется с некоторым постоянным ускорением.

Таким же способом пускается двигатель с последовательным возбуждением. Количество ступеней зависит от жесткости естественной характеристики.

При выводе отдельных ступеней пускового реостата ток якоря Iа достигает некоторого максимального значения, затем уменьшается до минимального. С изменением тока якоря изменяется и электромагнитный момент М. Мдин = М — Мн, обеспечивает разгон двигателя до установившейся частоты вращения.

3.упрощенный метод определения эффективного числа электроприемников

Под эффективным числом электроприемников понимается такое число приемников, равновеликих по мощности и однородных по режиму работы, которое обуславливает ту же величину расчетного максимума, что и группа приемников различных по мощности и режиму работы.

Эффективное число электроприемников

По величине nэ и коэффициенту использования, определяется коэффициент максимума КМ и получасовой максимум активной нагрузки

При одинаковой мощности электроприемников,

при одинаковых или мало отличающихся мощностях электроприемников группы определение КМ рекомендуется производить по фактическому числу электроприемников.

среднее значение коэффициента использования:

Метод эффективного числа электроприемников применим для любых групп электроприемников, в том числе и для электроприемников повторно-кратковременного режима работы. В последнем случае установленная мощность Ру приводится к ПВ= 100%, т. е. к длительному режиму работы.

Метод эффективного числа электроприемников лучше других методов тем, что в определении нагрузки участвует коэффициент максимума, являющийся функцией числа электроприемников. Чтобы подсчитать реактивную составляющую нагрузки Q30 по найденному значению Р30, необходимо определить tanφ.

применяют упрощенный метод определения пэ в зависимости от относительного значения аффективного числа электроприемников п’э = nэ/n.

Это число находят по справочным таблицам в зависимости от:

где n1 — число электроприемников, каждый из которых обладает мощностью, не меньшей половины мощности наиболее мощного электроприемника, ΣРупг1 — сумма установленных мощностей этих электроприемников, n — число всех электроприемников, ΣPу—сумма установленных мощностей всех электроприемников.

1.Понятие о главной схеме электрических соединений. Основные факторы и требования при выборе схем

Главная схема электрических соединений электростанции — это совокупность основного электрооборудования, сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, он определяет полный состав элементов и связей между ними. Главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений.

На главной схеме изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении все элементы установки.

В условиях эксплуатации применяются упрощенные оперативные схемы, в которых указывается основное оборудование.

При проектировании до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи мощности. Они служат для разработки более подробных и полных принципиальных схем.

При выборе схем электроустановок должны учитываться:

значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы.

Пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

При прямом включении в сеть двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением ток якоря IЯ сначала возрастает, а затем уменьшается до установившегося значения I2, а частота вращения якоря увеличивается и достигает установившегося значения ω2.

Рисунок 3.2 Кривые изменения тока якоря и частоты вращения двигателя

Изменение тока и частоты вращения двигателя описываются уравнениями:

где RЯ и LЯ — сопротивление и индуктивность обмотки якоря;

Ф, J и МС — магнитный поток, момент инерции и момент сопротивления;

СМ — конструктивная постоянная машины.

При этом принято, что обмотка возбуждения подключена к питающей сети и магнитный поток является постоянным (Ф=const), сеть считается достаточно мощной (U=const), пуск производится при постоянном статическом моменте (Мс=const).

В двигателях малой мощности максимальное значение тока допускает прямой пуск. В двигателях большой мощности электромеханическая постоянная времени ТЭМ во много раз больше электромагнитной постоянной ТЯ, находимые по формулам:

где ω0 — частота вращения идеального холостого хода, рад/с;

IЯП — пусковой ток, равный IЯП = U/RЯ, А.

Следовательно, в начале пуска при t=0 пусковой ток, протекающий в обмотке якоря IЯП, может в десятки раз превышать номинальный ток якоря IЯН. Для ограничения всплесков пусковых токов используются пускорегулирующие сопротивления, величины которых при условии ω=0 выбираются так, чтобы пусковой ток якоря был равен:

В режиме разгона двигателя возрастание противоэлектродвижущей силы Е стремится уменьшить ток IЯ по мере увеличения частоты вращения ω (Е= =СМ·Ф·ω), поэтому для поддержания значительного по величине тока следует уменьшать сопротивление в цепи якоря SRЯП.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *