Презентация на тему по ПМ 01. МДК 01.04 Раздел 4.1 Электрический привод для специальности 13.02.11 на тему Пуск, тороможение и реверс асинхронного двигателя

двигателя от сети неизменного напряжения, напряжение на статор подается

скачком. Пуск производится на естественной механической характеристике. При пусковом (s = 1) моменте МП = 0,8…1,8 МН пусковой ток статора I1П достигает значения 5…7·I 1Н. Падение напряжения в сети, питающей двигатель, при пуске может превысить допускаемое по условиям эксплуатации –10% UН.
– реакторный (реже автотрансформаторный) – в цепь статора на время пуска включают либо реакторы, либо автотрансформатор с целью ограничения пускового тока и достижения падением напряжения в сети допускаемого значения. При пуске асинхронного двигателя с фазным ротором с целью обеспечения технологических требований, предъявляемых к пуску (форсированный, с ограничением по ускорению рабочего органа, нормальный пуск) в цепь ротора включают добавочные сопротивления R2ДОБ. Увеличение сопротивления ротора приводит к снижению тока ротора I2 при одновременном росте его активной составляющей I2А и соответственно к увеличению пускового момента МП.

схема силовых цепей реостатного пуска двигателя. Реостатный пуск предусматривает

при подаче напряжения на статор введение добавочного сопротивления, ограничивающего величину тока ротора допустимым значением по технологическим условиям пуска. Также приведены механические характеристики, обеспечивающие пуск двигателя.

и одного из контакторов направления КВ (или КН) ток

ротора I2 протекает через обмотку ротора и добавочные сопротивления R1ДОБ и R2ДОБ, создается момент М1. Контактор режима противовключения КПВ во время пуска включен, и сопротивление RПВ ДОБ зашунтировано. Двигатель разгоняется по характеристике с R1ДОБ + R2ДОБ , ток ротора снижается, и моменте переключения М2 включается контактор КУ1, шунтируя R1ДОБ. Двигатель переводится на характеристику с R2ДОБ. Ток ротора вновь увеличивается, момент нарастает до значения М1. Происходит разгон до скорости, где при моменте переключения М2 включается контактор КУ2, переводя двигатель на естественную характеристику. На этой характеристике продолжается разгон до скорости ωС, где при М = МС двигатель переходит в установившийся режим работы (точка 1). В процессе разгона двигателя добавочное сопротивление уменьшают по величине, обеспечивая переключение ступеней пусковых сопротивлений по правильной пусковой диаграмме. Переключение ступеней выполняется автоматически в функции времени, тока, скорости.

поддержания постоянства среднего пускового момента двигателя, обеспечивая равенство максимальных

моментов М1 на каждой из пусковых характеристик, а также равенство моментов переключения М2.
Пусковые резисторы рассчитываются аналогично рассмотренному выше расчету для ДПТ:
– определяется полное сопротивление цепи ротора при пуске R2;
– выполняется разбиение R2 на ступени, обеспечивающие правильную пусковую диаграмму.
С учетом падения напряжения в сети при пуске (ΔU1 = 0,1·U1Н) принимают максимальный пусковой момент М1 ≤ ММАКС = 0,8·МК. Момент переключения выбирают М2 ≥ 1,2·MC для исключения застревания на промежуточной характеристике.
В связи с нелинейностью механических характеристик точные аналитические расчеты сложны и практически ими не пользуются.

способной работать как в двигательном, так и в генераторном

режиме. При появлении на валу избыточной механической энергии двигатель переходит в генераторный режим.
С точки зрения потребления избыточной электрической энергии АД работает в таких же тормозных режимах, как и рассмотренный ранее двигатель постоянного тока:
рекуперативного торможения,
динамического торможения,
торможения противовключением.

избыточная активная электрическая энергия возвращается в сеть за вычетом

потерь в статорных и роторных цепях машины. Избыточная мощность с вала двигателя увеличивает скорость двигателя до значений, превышающих скорость вращения магнитного потока (синхронную скорость). Проводники ротора опережают поле статора и в них наводится ЭДС, вектор которой меняет направление на обратное по отношению к двигательному режиму. Появляется ток ротора, от взаимодействия тока ротора с потоком возникает тормозной момент. Направление потока мощности по сравнению с двигательным режимом – обратное, с вала двигателя в сеть.
При переходе в режим рекуперативного торможения двигатель проходит характерные точки:
1) холостой ход (РВ = 0) – потери мощности в машине покрываются со стороны сети;
2) идеальный холостой ход – ЭДС и ток ротора равны нулю, МЭМ = 0, механические потери покрываются с вала двигателя, потери мощности в цепи статора потребляются из сети;
3) активная мощность, потребляемая из сети, равна нулю Р1 = 0, потери мощности в цепях машины покрываются со стороны вала двигателя.

ω > ω0Н, когда меняется направление активной мощности Р1

< 0. Варианты обеспечения рекуперативного торможения похожи на аналогичные для ДНВ, если рассматривать рабочий участок механической характеристики:
1) изменение знака статического момента от МС на МС1 < 0, двигатель переходит из двигательного режима работы в режим рекуперации через точку синхронной скорости ω0;
2) спуск груза – при неизменном знаке МС двигатель вращается в обратную сторону, и под действием груза переходит в режим рекуперации со скоростью выше синхронной скорости (ω > ω0Н);
3) при снижении частоты напряжения на статоре (вариант питания двигателя от преобразователя частоты) снижается синхронная скорость ω0 < ω0Н. Двигатель осуществляет переход из двигательного режима работы в режим рекуперации. На участке механической характеристики – от начальной скорости до ω0 – двигатель работает в режиме рекуперативного торможения.

ДПТ НВ:
1) жёсткие механические характеристики;
2) высокая экономичность, избыточная

электрическая энергия возвращается в сеть.
3) необходимость наличия потребителя энергии рекуперации отпадает при распределении электроэнергии на переменном токе.
Недостатком режима РТ является потребление из сети реактивной энергии при возвращении в сеть активной энергии, в результате токовая нагрузка сети практически не снижается.
Область применения рекуперативного торможения ограничена грузоподъемными механизмами и системами ПЧ – АД.

для одного направления вращения, но под действием внешних сил

вращается в противоположную сторону.
Двигатель получает избыточную механическую энергию с вала, преобразует ее в электрическую энергию. Статор двигателя для обеспечения режима ПВ подключен к сети, из сети потребляется энергия. Так избыточная механическая энергия с вала, преобразованная в электрическую, и электрическая энергия из сети рассеиваются на добавочных сопротивлениях.
Режим ПВ обеспечивается:
– при активном статическом моменте МС путем увеличения добавочного сопротивления в цепи ротора до значения R1ДОБ+R2ДОБ+RПВДОБ, когда момент короткого замыкания МКЗ станет меньше статического момента МС (МКЗ < МС) – двигатель работает в точке 2;
– для остановки двигателя по окончании движения в одном направлении реверсируется напряжение на статоре, а в цепь ротора вводятся добавочные сопротивления. В результате этих переключений двигатель из точки 1 двигательного режима переходит на характеристику 3 режима противовключения и снижает скорость до остановки в точке 4. В точке 4 следует отключить двигатель от сети во избежание разгона в обратную сторону.

до полной остановки, простота осуществления) и его недостатки (неудовлетворительная

энергетика, мягкие характеристики, необходимость отключения привода при скорости, близкой к нулю) определяют область применения режима. Она распространяется на электроприводы относительно небольшой мощности, где потери относительно невелики, а простота осуществления режима имеет существенное значение.

торможения, когда двигатель избыточную электрическую энергию рассеивает на отдельно

включённый резистор. При этом обмотка статора обеспечивает поток в машине, а роторные обмотки замыкаются на добавочное сопротивление.
Для асинхронного двигателя разработано несколько вариантов схем. Их основное отличие – обеспечение независимого возбуждения или создание условий для самовозбуждения двигателя. На рис. приведены некоторые из них. Наиболее распространенными являются схемы с независимым возбуждением, когда обмотки статора подключаются к источнику постоянного тока:
– к сети через добавочное сопротивление RДТ (схема а);
– через понижающий трансформатор TV и выпрямитель VT (схема б).
В схемах с самовозбуждением используется поток остаточного намагничивания с последующим ростом потока за счет подключения ЭДС ротора к обмоткам статора (схема в) или за счет создания колебательного контура индуктивного сопротивления обмоток с подключенными к обмоткам статора емкостями С.

возбуждением (схемы а, б). По обмоткам статора протекает постоянный

ток, создавая неподвижное в пространстве магнитное поле. В обмотке ротора наводится ЭДС, амплитуда и частота которой соответствует скорости вращения ротора. В короткозамкнутом роторе (при замыкании фазного ротора на сопротивление) протекает ток, от взаимодействия которого с потоком создается тормозной момент. Под действием этого момента М и статического момента МС скорость ротора снижается, уменьшается ЭДС, а вместе с ней – ток и момент двигателя. При ω = 0 ЭДС, ток ротора и момент двигателя отсутствуют.

поменять местами две из трех фаз статорной обмотки. После

этого вращающееся магнитное поле статора изменит свое направление вращения, но ротор вращаясь в прежнем направлении и обладая инерцией под действием магнитного поля статора начнет затормаживаться до полной остановки, а затем начнет вращаться в новом направлении.

nном=1465 об/мин, I1ном=29,3 А, λк=Мк/Мном=2,3, KI=Iпуск/Iном=7, р=2, f1ном=50 Гц,

U1ном=380 В рассчитать добавочное сопротивление Rд, включение которого в три фазы двигателя уменьшит пусковой ток в 2 раза (α=0,5).
Решение:
Определяем пусковой ток статора без резистора:
Определим по формуле полное сопротивление КЗ:
Принимая коэффициент мощности при пуске cosφпуск=0,4 определим активное сопротивление КЗ:
и индуктивное сопротивление КЗ:
4. Найдем искомое сопротивление:

по формуле полное сопротивление КЗ:

Активное сопротивление КЗ:
и индуктивное

сопротивление КЗ:
4. Найдем искомое сопротивление: