Тормозные режимы для двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.

Для двигателя последовательного возбуждения возможны лишь два режима электрического торможения противовключением и динамическое Режима рекуперативного торможения у двигателей этого типа нет, так как э д с не может быть выше напряжения сети в связи с тем, что скорость идеального холостого хода не имеет конечной величины.

Динамическое торможение может быть осуществлено двумя способами с самовозбуждением (рис 8, а) и с независимым возбуждением (рис 8, 6) При торможении с самовозбуждением необходимо сохранить направление тока возбуждения таким же, как при нормальной работе двигателя Без этого машина размагнитится и торможения не получится

Механические характеристики режима динамического торможения (см рис 7, четыре засечки) нелинейны вследствие непостоянного магнитного потока В области, обозначенной пунктирными линиями, торможение практически отсутствует Рассмотренный ре жим используют редко, в основном как аварийный при исчезновении напряжения сети

Механические характеристики динамического торможения с независимым возбуждением аналогичны соответствующим характеристикам двигателя параллельного возбуждения (см. рис. 7, две засечки). Такой способ торможения нашел широкое применение в приводе рудничных электровозов, ходового механизма роторных экскаваторов и др.

Торможение противовключением осуществляется, как и у двигателей параллельного возбуждения, двумя способами: включением в цепь якоря реостата с большим сопротивлением и изменение полярности обмотки якоря.

При первом способе механическая характеристика будет продолжением характеристики двигательного режима (см. рис. 7, (засечки в квадранте IV). При торможении противовключением л второму способу характеристика располагается в квадранте (линия стремя засечками).

Двигатель со смешанным возбуждением имеет две обмотки возбуждения: последовательную ОВ_посл и параллельную ОВ_пар (см. рис. 5, г), которые совместно создают поток возбуждения машины. Механическая характеристика имеет промежуточную форму между характеристиками двигателей с последовательным и независимым возбуждением, приближаясь к той или иной в зависимости от соотношения магнитодвижущих сил этих обмоток. Механические характеристики смягчаются с увеличением сопротивления в цепи якоря. Благодаря магнитному потоку параллельной обмотки возбуждения опасность разноса на холостом ходу у этих электродвигателей отсутствует. Угловая скорость идеального холостого хода у двигателя со смешанным возбуждением имеет конечно значение за счет потока параллельной обмотки возбуждения.

Двигатели со смешанным возбуждением допускают все три режима электрического торможения: рекуперативное с отдачей энергии в сеть, динамическое и противовключением.

Лекция 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Как правило в горнорудной промышленности применяются три типа двигателей переменного тока:

L Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором;

L Асинхронные двигатели с фазным ротором;

L Синхронные электродвигатели.

Благодаря надежности, простоте конструкции и обслуживания, необязательности преобразователя и другим положительным свой­ствам асинхронные электродвигатели чрезвычайно широко приме­няются в подземных выработках и на поверхности шахты на от­крытых горных работах (привод горных комбайнов, комплексов, конвейеров, подъемных лебедок, насосов, вентиляторов, буровых станков, толкателей и т. п.). Вместе с тем их механические харак­теристики недостаточно соответствуют требованиям горных машин, производящих резание и разрушение горных пород; еще оконча­тельно не решен вопрос регулирования скорости. В большинстве случаев применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором и значительно реже—электродвигатели с фазным ротором.

Схема включения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис. 7.1, а. Ме­ханическая характеристика двигателя выражает зави­симость между вращающим моментом и частотой враще­ния n, угловой скоростью ω или скольжением s.

Упрощенное уравнение механической характеристики асинхронного двигателя (формула Клосса) имеет вид:

где М — момент вращения на валу двигателя, соответ­ствующий определенному скольжению s; М_к— величина критического момента, т, е. момента при критическом скольжении s_к.

Зная величину M_u и s_k и задаваясь значениями s, можно построить механическую характеристику асин­хронного двигателя (рис. 7.1, б).

Участок 1, 2 представляет собой рабочую, устойчивую часть характеристики, на которой двигатель работает устойчиво. Потеря скорости при изменении нагрузки со­ставляет 3—6% номинальной, поэтому эту часть харак­теристики относят к разряду жестких.

Участок характеристики 2, 3— нерабочий. Двигатель работать под нагрузкой на этой части характеристики не может, поэтому эту часть характеристики называют неустойчивой.

Отношение критического момента М_к номиналь­ному М_ном называется перегрузочной способностью дви­гателя λ:

Отношение пускового момента М_п к номинальному M_нoм называется кратностью пускового момента

Для двигателей общего назначения обычно и, λ = 1.8 - 3; k_п = 0, 6 - 0, 9. При пересечении характеристики с ординатой получаем синхронную частоту вращения п_о, которая определяется по формуле

где f— частота переменного тока; р— число пар полю­сов статорной обмотки.

Такой частоты вращения ротор двигателя не может достичь самостоятельно, так как для этого необходимо, чтобы момент сопротивления был равен нулю.

Величина пускового тока в 3—8 раз больше номи­нального, т. е. I_п = (3—8) I_ном, поэтому недопустимо держать включенным двигатель, если он не развернулся после включения или если он опрокинулся (остановился) в результате перегрузки.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с коротко­замкнутым ротором имеет следующие положительные качества: простота конструкции; отсутствие нормально искрящих частей; большая перегрузочная способность и жесткость характеристики; надежность в работе и деше­визна в изготовлении.

Наряду с положительными качествами электродвига­тель с короткозамкнутым ротором имеет следующие не­достатки: высокая чувствительность двигателя к колеба­ниям напряжения; большой пусковой ток; малый пуско­вой момент.

Учитывая особенности механической характеристики асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ро­тором, применять их рекомендуется для установок с же­сткой характеристикой, перегружаемых в процессе рабо­ты и запускаемых без нагрузки.

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкну­тым ротором общего назначения из-за малых пусковых моментов и больших пусковых токов мало пригодны для привода горных машин. Для них созданы специальные короткозамкнутые электродвигатели с уменьшенным пусковым током и увеличенным пусковым моментом.