Оборотов электрических машин переменного тока. Режим торможения противовключением»

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Цель занятия – закрепить практические знания при обслуживании электрических машин переменного тока в процессе эксплуатации. Снятие данных и построение механической характеристики в режиме динамического торможения асинхронного электродвигателя с фазным ротором.

2. Теоретическая часть.

Электромагнитный момент асинхронного двигателя:

(1)

где - напряжение (фазное), подведенное к обмотке статора (В)

- частота в обмотке статора (Гц)

и – активное и индуктивное сопротивление обмотки статора (Ом)

- скольжение

- приведенные значения активного и индуктивного сопротивлений обмотки ротора (Ом)

где – синхронная частота вращения (об/мин)

– частота вращения ротора (об/мин)

В выражении электромагнитного момента (1) единственной переменной величиной, влияющей на электромагнитный момент М, является скольжение S. Поэтому, задавшись рядом значений скольжения и рассчитав для каждого из них величину момента, а затем, пересчитав эти значения скольжения на частоту вращения ротора , получают данные для построения механической характеристики асинхронного двигателя

Рис. 1. Механическая характеристика асинхронной машины

Анализируя полученную характеристику, видим, что для асинхронного двигателя возможно три режима работы:

4. Двигательный (основной) режим – при частоте вращения ротора от 0 до ;

5. Режим рекуперативного торможения (генераторный режим) – при частоте вращения ротора от до ;

6. Режим торможения противовключением – при частоте вращения ротора от 0 до .

На механической характеристике отмечены следующие характерные точки:

- пусковой момент асинхронного двигателя;

– максимальный момент двигательного режима;

– критическая частота вращения двигательного режима, т. е. частота вращения, соответствующая максимальному моменту ;

– максимальный момент генераторного режима (режима рекуперативного торможения);

– критическая частота вращения генераторного режима, соответствующая максимальному моменту ;

– пограничная частота вращения, соответствующая переходу двигательного режима асинхронной машины в генераторный. Представляет собой частоту вращения идеального холостого хода двигателя.

Критическая частота вращения определяется путем расчета критического скольжения

(2)

с последующим пересчетом на частоту вращения

. (3)

Максимальное значение момента асинхронного двигателя (Н·м)

(4)

В приведенных выражениях знак плюс соответствует двигательному режиму работы, а знак минус – генераторному режиму работы асинхронного двигателя.

При практических расчетах удобно пользоваться упрощенным выражением электромагнитного момента асинхронного двигателя:

(5)

При расчетах значений момента М, соответствующих рабочему участку механической характеристики , по (5) возможная ошибка не превышает допустимого значения.

Для расчета критического скольжения удобно воспользоваться выражением

, (6)

которое позволяет рассчитать по данным каталога.

Здесь – перегрузочная способность электродвигателя.

Свойства асинхронных двигателей определяются их механическими характеристиками

, которые могут быть естественными и искусственными .

При введении в цепь ротора электродвигателя добавочного резистора работа двигателя происходит в соответствии с искусственной характеристикой. Построение такой характеристики ведется на основании естественной характеристики: задавшись рядом значений момента, определяют соответствующие каждому из них значения скольжения по естественной характеристике, а затем по выражению

(7)

находят значения скольжений, соответствующие работе электродвигателя при включенном в цепь ротора добавочном резисторе сопротивлением . В выражении (7) .

При построении механических характеристик по данным, полученным после расчетов по приведенным выше формулам, необходимо предварительно пересчитать значения скольжения на частоту вращения (об/мин).

При построении механических характеристик по опытным данным такого пересчета не требуется, так как частота вращения ротора измеряется непосредственно.

Асинхронный двигатель, кроме двигательного (основного), имеет еще три тормозных режима:

4. Генераторный тормозной (рекуперативный) с отдачей энергии в сеть.

5. Торможения противовключением.

6. Динамического томожения.

Динамическое торможение асинхронного двигателя осуществляется следующим образом: обмотку статора отключают от трехфазной сети и быстро подключают два провода к источнику постоянного тока. Постоянный ток, проходя по обмотке статора. Образует магнитное поле, неподвижное относительно сердечника статора. Но так как ротор двигателя продолжает вращение по инерции, то это магнитное поле индуцирует в обмотке ротора переменный ток. Взаимодействие тока ротора с магнитным полем статора создает тормозной момент, величина которого определяется значениями МДС обмотки статора, активного сопротивления обмотки ротора и частоты вращения ротора. Торможение длится до полной остановки ротора. Для более эффективного торможения в цепь ротора вводят активное сопротивление.

Механические характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения располагаются во втором квадранте осей координат:

Рис.2. Механические характеристики асинхронного двигателя в различных режимах торможения.

2. Вопросы к обсуждению:

Три режима работы асинхронного двигателя:

1. Двигательный (основной) режим – при частоте вращения ротора от 0 до ;

2. Режим рекуперативного торможения (генераторный режим) – при частоте вращения ротора от до ;

3. Режим торможения противовключением – при частоте вращения ротора от 0 до .

3. Задание:

1. Лабораторная установка для опытного получения данных механических характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором:

Рис. 3. Схема лабораторной установки.

2. Комплект электромонтажного инструмента.

3. Расходный электромонтажный провод сечением 2, 5 мм²

Порядок выполнения работы

1. Ознакомившись с лабораторной установкой, следует записать данные электрических машин.

Электродвигатель М

Номинальная мощность …………………………………………………. кВт

Номинальное напряжение ……………………………………………........В

Номинальная частота вращения …………………………………….об/мин

Номинальный ток статора ………………………………………………….А

Максимальный момент ………………………………………………….Н·м

Перегрузочная способность

Активное сопротивление обмотки ротора …………………………………Ом

Добавочное сопротивление в цепи ротора ………………………………Ом

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒