Способы уменьшения пусковых токов АД

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Из уравнения (4.7)

¯ U₁ => ¯ Ф=> ¯ E₂=> ¯ I₂=> ¯ I₁

Есть два пути уменьшения I₂ (=> I₁)

r₂ => ¯ I₂=> ¯ I₁

1. Способы, основанные на уменьшении напряжения питания статора U₁

!!! М_вр ~ , => все методы, основанные на ¯ U₁ в приводят к резкому уменьшению М_вр.

Изменение МХ при уменьшении напряжения питания U₁

Достоинство – простота реализации

U₁ можно уменьшить:

1. с помощью трансформатора

2. включить последовательно со статором 3 катушки индуктивности

3. при пуске включить обмотки статора звездой (U₁=U_л/Ö 3), после разгона АД переключить обмотки на треугольник ((U₁=U_л). При пуске напряжение ¯ в Ö 3 раз, а М_вр ¯ в 3 раза.

2. Методы, основанные на сопротивления ротора r₂

1. Короткозамкнутый ротор с улучшенными пусковыми характеристиками – имеет две клетки с разным сопротивлением. При пуске ток течет по клетке с большим сопротивлением, после разгона частота тока в роторе резко падает, и ток течет по клетке с малым сопротивлением.

2. В АД с фазным ротором при пуске в цепь ротора включают трехфазный пусковой реостат R_П > > r₂Токи I₂ и I₁ резко уменьшаются.

Поскольку максимальный момент не зависит от активного сопротивления ротора, то можно обеспечить ¯ пусковых токов без ¯ момента, т.е. обеспечить плавный пуск нагруженного АД.

– нужен АД с фазным ротором

– большие потери энергии в пусковом реостате

Влияние активного сопротивления ротора на МХ

При увеличении R_П МХ становится более мягкой.

При не слишком больших R_П пусковой момент возрастает М_П3> М_П2> М_П1 и может стать равным М_max.

Регулирование скорости вращения АД

Скорость ротора n мало отличается от скорости МП n₁ (всего на 2–6 %), поэтому чтобы изменить n нужно изменять n₁

=> два пути:

1. Изменение частоты сети f₁

+ можно плавно увеличивать и уменьшать n₁ => n

– нужны сложные и дорогие преобразователи частоты.

Используется для маломощных АД.

2. Изменение числа пар полюсов р

+ простота и экономичность

– ступенчатое регулирование

– можно только уменьшить скорость р=1 n₁=3000

р=2 n₁=1500 и т.д.

– нужен АД со сложным статором (с большим числом обмоток).

3. В АД с фазным ротором можно плавно регулировать скорость от 0 до n_ном, изменяя сопротивление мощного пуско–регулировочного реостата (см. предыдущий рис.)

Применение АД – очень широкое

Достоинства и недостатки:

+ простота конструкции, высокая надежность, низкая стоимость, жесткая МХ, различные варианты исполнения (герметичные, взрывобезопасные, хим. защищенные и т.д.).

– сложность регулирования скорости

– при f=50 Гц n_ном < 3000 об/мин

Двигатели постоянного тока (ДПТ)

Плюсы и минусы ДПТ по сравнению с АД:

+ Просто регулируется скорость n

+ Можно получить n > > 3000 об/мин

+ обратимость – можно использовать как двигатель и как генератор

– сложная конструкция, высокая стоимость

– низкая надежность (необходимы скользящие контакты для подвода тока к вращающемуся якорю).

Устройство и принцип действия ДПТ.

Корпус (станина) из ферромагнетика имеет два (или 2N) основных полюса, на которых расположены обмотки возбуждения ОВ. Постоянный ток возбуждения I_В, протекая по ОВ, создает между полюсами постоянное магнитное поле МП.

Якорь – подвижная часть ДПТ, имеет обмотки, концы которых подключены к коллектору, набранному из изолированных медных сегментов. К якорю через щетки и коллектор от внешнего источника питания U_Я подводится постоянный ток I_Я.

Принцип действия ДПТ.

Постоянный ток возбуждения I_В, протекая по обмоткам возбуждения ОВ, создает постоянный магнитный поток Ф. К якорю, через щетки и коллектор, подводится постоянный ток якоря I_Я. Сила взаимодействия тока якоря I_Я и МП Ф (сила Ампера) создает момент вращения.

Основные уравнения ДПТ.

М_ВР ~ F_А ~ I_Я Ф => М_ВР =C_М I_Я Ф (4.9)

При вращении якоря в МП в нем индуктируется ЭДС индукции Е_Я

Е_Я ~ dФ/dt ~ Ф и n => Е_Я = C_Е Ф n (4.10)

Эта ЭДС направлена навстречу напряжению питания якоря U_Я (правило Ленца) =>

уравнение цепи якоря (4.11)

Пуск ДПТ

При пуске ДПТ якорь неподвижен => n = 0 => Е_Я = C_ЕФn = 0 =>

I_{Я ПУСК} = (U_Я – E_Я) / r_Я = U_Я / r_Я > > I_{Я НОМ} (в 10 – 20 раз)

Для уменьшения I_Я при пуске в цепь якоря вводят пусковой реостат r_П

после разгона двигателя этот реостат полностью закорачивают (реостат рассчитан только на кратковременный пусковой режим).

(Пуск 1 – r_П= max),

(Работа 2 – r_П = 0)

Регулирование скорости ДПТ

Из (4.10) Е_Я = C_Е Ф n

Из (4.11) Е_Я = U_Я – I_Я r_Я

=> (4.12)

Изменять скорость n можно:

1. Изменяя напряжение питания U_Я

2. Изменяя ток якоря I_Я (последовательно с якорем включают реостат)

3. Изменяя ток возбуждения I_В => МП Ф – последовательно с ОВ включают регулировочный реостат r_Р. Изменяя сопротивление r_p, можно менять I_В => Ф => n (см. 4.12). Этот метод используется чаще всего, т.к. I_В < < I_Я – проще регулировать, особенно для мощных ДПТ.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45