Расчет тормозных сопротивлений для двигателей постоянного тока

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 35Следующая ⇒

Величина тормозного сопротивления для ступени противовключения двигателя последовательного возбуждения, которое нужно ввести в цепь якоря для осуществления тормозного спуска груза, может быть определена из выражения допустимого тока якоря, который протекает по якорю в этом режиме.

, откуда

, где ; R_П – пусковое сопротивление.

Ступень противовключения соединяется последовательно с пусковым сопротивлением (см. схему ри. 3.10.1).

Величина Е_макс, соответствующая I_доп и максимально возможной скорости ω _макс, определяется из выражения:

Величина ω _МАКС определяется из условий двигательного режима, предшествующего противовключению, по минимальной величине М_С, а величина ω _е – из естественной характеристики по I_доп.

Тормозное сопротивление для режима динамического торможения ДПВ с независимым возбуждением рассчитывается так же из условий ограничения броска тока в начальный момент торможения до допустимого значения I_доп. Т.к. в этом режиме он отрицателен, а U=U_Н=0, то

, где

R_Я – сопротивление обмотки якоря без сопротивления обмотки возбуждения (она включена отдельно на напряжение сети). Подставляя вместо Е-E_МАКС, а вместо I_я – допустимый ток I_доп получим, решив выражение относительно R_m:

Е_макс определяется исходя из следующего: т.к. при динамическом торможении с независимым возбуждением сопротивление R_доб подбирается таким, чтобы ток в обмотке возбуждения был номинальный, то Е_макс будет во столько раз больше Е_н, во сколько ω _макс> ω _н. Поэтому

Расчет сопротивления ступени противовключения для ДНВ и сопротивления динамического торможения выполняются так же, как и для ДПВ, с той лишь разницей, что максимальная скорость, с которой двигатель переводится в тормозной режим, принимается равной ω ₀. Поэтому и для нерегулируемых двигателей при противовключении и, соответственно при динамическом торможении:

Для регулируемых двигателей за начальную скорость торможения принимается набольшая скорость в двигательном режиме ω _m при наименьшем М_с. Тогда

В случае торможения ДНВ с ослабленным потоком, так же как и ДПВ, необходимо учитывать, что до начала торможения двигатель работает с повышенной скоростью ω _макс и ухудшенными условиями коммутации, приводящим к снижению I_доп. Поэтому в расчетные формулы вместо I_доп нужно подставлять .

Расчет тормозного сопротивления для режима динамического торможения ДСМ с подпиткой последовательной обмотки возбуждения ничем не отличается от расчета Rm для ДПВ. Если последовательная обмотка при торможении отключается (не принимает участия), в выражение:

подставляется Е_макс, определяемая только потоком параллельной обмотки возбуждения, т.к. при вращении включенного в сеть ДСМ со скоростью ω ₀ его ЭДС=U_сети=U_Н и через якорь и последовательную обмотку возбуждения ток не проходит. Поэтому , откуда .

При этом ω ₀ берется из графика естественной характеристики, а ω _макс – из той же характеристики по минимально возможному М_С.

Сопротивление, включаемое в цепь якоря ДНВ для получения желаемой скорости, например, тормозного спуска груза в режиме рекуперативного торможения при заданном тормозном токе I_Я_m=I_Ядоп, может быть определенно из уравнения электромеханической характеристики с учетом знака тока (он отрицателен)

откуда полное сопротивление якорной цепи:

, где ω _m – скорость, которую нужно иметь при тормозном спуске груза.

Тормозное сопротивлении

Можно определить Rm задаваясь не тормозным током, а тормозным моментом Мm. С учетом знака момента

Подставив в это выражение вместо ω скорость, заданную скорость ω _m, а вместо M – величину тормозного момента, получим

, .

Естественные механическая и электромеханическая характеристика асинхронного двигателя (АД)

Основным методом анализа установившихся режимов асинхронного двигателя является использование схем замещения. При этом обычно рассматриваются явления, относящиеся к одной фазе двигателя при соединении обмоток статора и ротора в звезду. Одной из таких схем является Т-образная схема замещения, изображенная на рис. 3.11.1 (в ней не учитываются потери в стали машины).

В соответствии с этой схемой для основных величин, характеризующих работу АД, в курсе электрических машин получены такие выражения:

Приведенный ток ротора

;

Электромагнитная мощность:

;

Электромагнитный момент:

Критический момент:

;

Номинальное и критическое скольжения:

; ;

Т.к в АД при отсутствии в цепи ротора добавочного сопротивления r₁@r'₂, то можно найти соотношение

Здесь – перегрузочная способность двигателя по М. Поделив М на М_КР, после преобразований получим уравнение механической характеристики АД, называемое уравнением Клосса.

Задаваясь различными значениями скольжения, можно построить естественную механическую характеристику двигателя во всем возможном диапазоне изменения скольжения. На рис. 3.11.2 приведены естественные характеристики АД для прямого и обратного действия электромагнитного момента.

Если пренебречь активным сопротивлением r₁ обмотки статора, что вполне допустимо для АД большой мощности, то e=0 и уравнение механической характеристики принимает вид (это тоже формула Клосса):

В значительном числе случаев работа АД нормально протекает при S от 0 до (1, 2¸ 1, 5)S_H, т.е. при S< (0, 35¸ 0, 4)S_KP. Это обстоятельство позволяет в упрощенном выражении механической характеристики пренебречь отношением , которое в 8÷ 10 раз меньше . В этом случае механическая характеристика АД может быть представлена прямой, описываемой уравнением (в пределах до М_Н):

Следует иметь в виду, что формулы Клосса достаточно точно описывают механические характеристики АД с фазным ротором. В к.з. АД, выпускаемых обычно с относительно глубокими пазами в роторе, либо с двойной беличьей клеткой, имеется в той или иной степени явление вытеснения тока в стержнях ротора. Поэтому их параметры непостоянны и механические характеристики значительно отличаются от характеристик, рассчитанных по формулам Клосса. Однако, эти формулы благодаря своей простоте позволяют выполнять многие расчеты и делать общие заключения о свойствах и работе АД. В тех же случаях, когда необходима большая точность, должны использоваться экспериментально снятые механические характеристики. У некоторых к.з. АД при малых скоростях механическая характеристика имеет провал, (см. рис.3.11.3), вызванный влиянием высших гармоник поля, с чем следует считаться при пуске двигателя под нагрузкой.

Электромеханические характеристики АД представляют собой зависимости и . Т.к. ток ротора является основной величиной для оценки режима работы двигателя, рассмотрим зависимость .

При использовании формулы

это не всегда удается сделать ввиду отсутствия данных о сопротивлениях обмоток двигателя. В связи с этим для получения зависимости воспользуемся формулой Клосса и выражением электромагнитного момента.

Отсюда

При номинальном режиме:

: отсюда

Подставляя 3r₂’ в выражение для I₂’, получим уравнение электромеханической характеристики:

т.к. при отсутствии в цепи ротора добавочного сопротивления и .

Задаваясь величиной S, получим графическую зависимость . Она изображена на рис. 3.11.4.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒