Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 90
Текст из файла (страница 90)
У двигателей переменного тока можно приближенно считать постоянным коэффициент мощности Наконец, магнитный поток можно считать практически постоянным у всех двигателей, кроме двигателей с последовательным и смешанным возбуждением. При таких упрощениях можно считать вращающий момент М =К т', ар вр где К вЂ” постоянная величина, откуда из (17.12) следует, что ар (17.13) М вр эк По эквивалентному моменту и номинальной угловой скорости двигателя со рассчитывается номинальная мощность двигателя Р ном нем =М оэ вр.эк ком' Выбрав номинальную мощность двигателя на основании расчета по методу эквивалентного тока или эквивалентного момента, необходимо зателэ проверить, достаточен ли максимальный момент М двига- тах тела для того, чтобы удовлетворить требованиям кратковременных перегрузок данного привода; иными словами, должно быть выполнено условие; коэффициент перегрузки двигателя Л должен быть мом больцв отнопюния максимального момента М нагрузки к номи.
юах нальному моменту двигателя,т.е. Л )М ВХ мом мах ком' 521 зт.в. вылов видя и типд двигдтвля При длительной неизменной нагрузке задача выбора вида двигателя (постоянного тока, асинхронного, синхронного) относительно проста, Для подобного привода, не требующего регулирования скорости, ПУЭ (Правила устройства электроустановок) рекомендуют независимо от мощности применять синхронные двигатели.
Эта рекоме~шация объясняется тем, что современный синхронный двигатель пускается в ход так жв, как асинхронньй, а его габариты меньше и работа экономичнее, чем асинхронного двигателя той же мощности (выше сов ч~, больше максимальный момент), Но если электродвигатель должен работать в условиях регулируемой частоты вращения, частых пусков, выбросов и сбросов нагрузки и т. п., то при выборе вида двигателя необходима сопоставить условия привода с особенностями механических характеристик различных видов электро,,вигателей, Принято различать естесгвенную и искусственную механические характеристики двигателя.
Первая соответствует номинальным условиям его включения, нормальной схеме соединений и отсутствию каких-либо добавочных элементов в цепях двигателя. Искусственные характеристики получаются при изменении напряжения на двигателе, включении добавочных элемегпов в цепи двигателя и соединении этих цепей по специальным схемам. На рис. 17.8 сопоставлены уже рассмотренные ранее естественные механические характеристики различных двигателей. Важным критерием для оценки механических характеристик служит их жесткосттс а = тьМ/Ьл. (! 7.14) Жесткость может быть различной для отдельных участков характеристики. В зависимости от значения жесткости принято делить механические характеристики на абсолютно жесткие, Ьп =О, а = (сннхронные двигатели), жесткие, у которых изменение частоты вращения мало, а = = 40 е 10 (линейная часть характеристики асинхронного двигателя, хаи рактеристика двигателя параллельного возбуждения), мягкие с большим изменением частоты вращения, у которых а < 1О (характеристнка двигателя последовательного возбуждения, искусственная характе- н Рнч.
17.8 згг ристика асинхронного двигателя с фзэным ротором, искусственная характеристика цвигателя постоянного тока параллельного возбуждения). Требования к жесткости механической характеристики в ряде случаев служат основанием для выбора вида двигателя. Например, для подьемно-транспортных механизмов желательна мягкая характеристика, а для станов холодной прокатки стали нужна очень жесткая характеристика, При частых пусках и непостоянной нагрузке наиболее надежным и простым в эксплуатации н вместе с тем дешевым является асинхронный двигатель с короткоэамкнутым ротором. Двигатель с фаэным ротором дороже, его обслуживание сложнее, габариты больше, а сову гленьпю (иэ-эа большего воздушного зазора). Преимущества фазного ротора в отношении пускового момента незнзчнтельны по сравнению с короткоэамкнутым ротором, имеющим двойнос беличье колесо.
Поэтому цвигатели с контактными кольцами устанавливаются лишь прн наличии особых требований к пусковому моменту или к пусковому току (требований, связанных с ограниченной мощностью трансформаторной подста шин и характером их нагрузки) Таким образом, для мощностей до !00 кВт при нерегулируемом приводе наиболее распространен асинхронный короткоэамкнутый двигатель, При больших гиощностях, если невозможно применить коротко- замкнутый асинхронный двигатель, устзпавливзется асинхронный двигатель с фаэным ротором. В недалеком пропзп1м для регулирования частоты вращения асинхронных двигателей применились широко только два существен~о несовершенных метода включение резисторов в цепи ротора н переключение числа пар полюсов обмотки статора. Но первый метод экономически оправдан лишь прн узких проделал регулирования и постоянстве момента на валу двигателя, з второй обеспечивает лишь ступенчатое регулировзние н практически применяется для металлорежущих станков при небольших мощностях.
В настоящее времн положение существенно изменилось благодаря внедрению силовых полупроводниковых преобразователей. Онн дают возможность преобразовывать частоту переменного тока, что позволяет плавно и в широких пределах регулировать угловую скорость вращающегося магнитного поля, а слсдонзтельпо, экономично и плавно регули.
ровать частоту вращения асинхронных н синхронных двигателей. Двигатель постоянного тока стоит зпа ппельно дороже, требует большего ухода и иэнзшивзстсн быстрее, чем двигатель переменного тока. Тем не менее в ряде случаев предпочтение отцзется двигателю постоннного тока, позволяющему простымп срецствамн изменять частоту врюпення электропривода в широких пределах !3 1, 4 1 и более), В качестве примеров приводов, для которых рекомендуется постоянный ток, назовем следующие в металлургической промы|пченности— 523 реверсивные прокатные станы, регулируемые нереверсивные станы при многодвигательном приводе, вспомогательные механизмы повторно- кратковременного режима работы, ломсннью подъемники; в металлообрабатывающей промышленности — токарные специальные станки. Конструкцию 1'тип) двигателя выбирают в зависимости от условий окружающей среды.
Приходится учитывать необходимость зашиты среды от возможных искрообразовзний в двигателе (при наличии горючей пыли, взрывоопасных смесей и т. и,), а также самих двигателей от попадания в них влаги, пыли, агрессивных химических веществ из окружаняцей среды Различают несколько основных типов конструкции двигателей. Двигатели открытого типа с большими вентиляцнощппми отьерстиями в подщипниковых щитах и станине для лучших условий охлаждения целесообразно применять в немногих случаях: приходится считаться с легкостью засорения такого двигателя в производственных условиях и опасностью поражения током обслуживающего персонала при прикосновении к открьпым токоведушим частям. Двигатели защищенного типа имеют вентиляционные отверстия, которые закрьпы решетками, защищающими двигатель от попадания внутрь капель дождя, лосторощщх частиц, опилок и т. и, но не пыли.
Такие двигатели могут устанзвлнвзться на открытом воздухе, Двигатели закрытого типа усгапзвливаются в запыленных помещениях при наличии в воздухе паров едких испарений и т. и. Для улучшения охлаждения таких двигателей применяется продувание охлаждающего воздуха, Последний подводится и отводится ло специальным воэдухопроводам. В сырых помещениях применяю~ел зшлищенныс двигатели со специальной влагостойкой изоляцией. Во вэрывоопзспых помещениях, содержзлв~х ~ орючне газы или пары, устзнавливзются вэрывозащишенные лвигатели эт,в. упвявл вниз злв ктвопвиводом Управление электроприводами заключается в осуществлении пуска, регулировании скорости, торможения, реверсировзния, а также в поддержании режимов работы привода в соответствии с требовзниями тех.
нологического процесса. Для управления электроприводами служат релейно-контакторные аппаратьц датчики состояния элсктроприводз, управляющие ЭВЧ, встроенные микропроцессорные системы, преобразовате1щ и т, и. Различают разомкнутые н замкнутые (см. рнс, 17.1) системы управления, Разомкнутые систеглы нс содержат обратных связей и поэтому возмущающее воздействие (например, нагрузка нз валу двнгзтеля) приводит к изменению режима работы привода. В замкнутых системах заданный режим работы привода не занисит от возмущающих воздействий и подцерхс4взется звтомепически благодаря наличию обратных связей. 524 Ограничимся здесь описанием принципов управления в разомкнутых системах. В приводах с нерегулируемым или ступенчато регулируемым режимом работы применяется управление на основе релейно-контакторной аппаратуры (см. рис.
16.14), в более сложных — на основе управляемых тиристорных преобразователей. А, Элентропрнвод переменного тока, Для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя тиристоры включаются в цепь статора или ротора. В первом случае модно регулировать амплитуду (фазное регулирование) или частоту (частотное регулирование) напряжения на обмотках статора и, следовательно, вращающий момент на валу двигателя !см.
(14.35) ], Во втором случае можно изменять активное сопротивление цепи ротора и таким образом (см. рис. !4.27) регулировать его частоту вращения. На рис. !7.9 приведена схема преобразователя (регулятора) леременного напряжения на обмотках статора асинхронного двигателя с двумя встречно-параллельными тиристорами в каждой фазе. Система управления СУ синхронно открывает тиристоры в порядке чередования фаз. Изменяя момент времени включения тиристоров (см. рис. 10,42), можно регулировать амплитуду напряжения основной гармоники. Выключение тиристоров осуществляется автоматически при изменении полярности напряжения соответствующей фазы.
Такой режим назьвается естественной коммутацией. Искусственной коммутацией называется выключение тиристора при подключении к его выводам какого-либо источника энергии, создающего в нем ток обратного направления. Применение искусственной коммутации рассмазривалось ранее в автономных инверторах (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
