Постоянного тока с параллельным возбуждением (УИРС)

Запуск двигателя в лабораторной установке по схеме на рие.2 осуществляется при постоянном статическом моменте сопротив­ления. Такой режим пуска встречается достаточно часто. В этом случае пики тока при коммутациях ступеней пускового сопротивления выбирают одинаковыми. Зависимость частоты вращения от тока при­обретает вид ABCDEFGQ (рис.1). Ка рис.4 приведена схема включе­ния трех ступеней пусковых сопротивлений, соответствующая иссле­дуемой системе автоматизированного пуска (рис.2), а также обозна­чения необходимых при расчете величин. Будем называть сопротивле­ния R1, R2, R3 сопротивлениями ступеней, r1, r2, r3 - сопротивлениями секций.

Отношение сопротивлений соседних ступеней величина постоянная:

R1/R2=R2/R3=R3/R λ =I_max/I_min=λ

Для характеристик С Q и Е Q на рис. 1, например,

E2=U_H – I_min*R2; E3=U_H – I_max*R3

Но

E2=E3=C_Е*n2*Ф

Если заданы ток I_max и число ступеней пускового сопротивления Z, то целью расчета является определение сопротивлений секций и величины тока переключения I_min.

На основании последних соотношений

R2=R1/ λ; R3=R2/ λ =R1/ λ ²; R_я=R1/ λ ³

Очевидно, что б общем случае

R_я=R1/ λ ^z

Кроме того, суммарное сопротивление цепи якоря

R1=U/ I_max

Следовательно,

а ток переключения

В настоящей работе необходимо определить сопротивления сек­ций пускового реостата при Z = 3, а также напряжения срабаты­вании контакторов ускорения 1КУ, 2КУ, ЗКУ (рис.2).

Исходными данными для расчета являются: номинальное напряжение U_H;

номинальная мощность Рн;

КПД ƞ _H;

сопротивление якоря R_я;

сопротивление цепи возбуждения R_В;

число ступеней Z=3;

кратность пускового тока к _н= I_max/I_min.

Расчет производится в следующем порядке.

1. Номинальный ток двигателя

I_H=P_H/(U_H*ƞ _H)

2.Ток возбуждения

I_B=U_H/R_B

3. Максимальный пусковой ток

I_пmax=k_п*I_H

4.Максимальный ток якоря

I_max= I_пmax- I_B

5. Ток переключения

6. Отношение токов

Λ = I_max/ I_min

7. Сопротивление ступеней

R₁=U_H/I_max; R_λ =R₁/λ; R₃=R_λ / λ

8. Сопротивлении секций

r_K=R_K-R_K+1

где К = (1; 2; 3) - номер ступени, секции, R₄-R_Я

9. Напряжение срабатывания контакторов ускорения согласно рис.2 равно напряжению но.зажимах якоря при I_Я=I_min

U_K=E_K+I_min*R_Я

Исходя из уравнения по второму закону Кирхгофа для цепи якоря окончательно получаем;

U_K=U_H-I_min(R_K-R_Я)

4. ПУСК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ В ФУНКЦИИ ТОКА

Двигатели с фазным ротором применяют в электроприводах, рас­считанных па плавный пуск или регулирование частоты (скорости) вращения, а также в мощных электроприводах с большой частотой пусков. Во всех указанных случаях в цепь ротора включают активные сопротивления, с помощью которых ограничивается ток, потреблявши двигателем при пуске из сети, и повышается начальный пусковой мо­мент. Повышение пускового момента за счет активных сопротивлений обусловлено повышением коэффициента мощности роторных, а следо­вательно, и статорных цепей.

Влияние величины дополнительных сопротивлений цепи ротора на потребляемый из сети ток и на пусковой момент проиллюстрировано рис.5, на котором приведены кривые изменения тока и момента дви­гателя в зависимости от скорости для разных значений дополнительных сопротивлений цепи ротора. 1! ри соответствующем подборе доба­вочных (пусковых) сопротивлений можно сделать начальный пусковой момент двигателя равным критическому моменту Mf, (см.кривую 3 на рис.5, 6). В процеин добавочного сопротивления цепи ротора так, чтобы получить

наибольшие пусковые моменты. Плавное изменение сопротивления реализуется довольно сложно, поэтому применяется редко. Ступен­чатое изменение добавочных сопротивлений легко выполняется с по­мощью релейно-контакторных устройств и позволяет значительно улучшить пусковые характеристики двигателя (снизить пусковые токи и повысить пусковые моменты)..

На рис.5 приведены графики изменения тона (ломаная линия abide) и момента двигателя (ломаная klmpq), получаемые при двух ступенях добавочного сопротивления цепи ротора и переклю­чении ступеней сопротивления при частотах вращения n1 и n2. Переключение сопротивлений цепи ротора в процессе пуска может быть произведено автоматически. В этом случае принцип ограниче­ния пускового тока состоит в том, что выключение очередной сту­пени пускового реостата производится после снижения тока двигателя до заданного минимального значения.