ТЕМА 2 ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МАШИН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
Лекція 3 Схеми вмикання та основні режими роботи двигунів у системі електропривода
Електрична машина, як електромеханічний перетворювач енергії, може працювати тільки в одному з двох режимів: руховому, коли електрична енергія перетворюється в механічну, або генераторному — при зворотному перетворенні енергії. У руховому режимі електрична машина розвиває рушійний момент, а в генераторному – гальмівний момент.
При різних напрямках швидкості та режимах роботи двигуна його механічні характеристики зображуються відповідно в різних квадрантах прямокутної системи координат w, М (рис. 2.1).
У I і III квадрантах, де знаки швидкості та моменту однакові, зображуються характеристики рухового режиму: у I квадранті – при обертанні в умовному позитивному напрямку: у III квадранті — при обертанні в протилежному напрямку – (рис. 2.1, характеристики 1 і 1' ).
Двигун при роботі в руховому режимі споживає електричну потужність Ре з мережі та перетворює її в механічну потужність Рмх. При цьому неминучі втрати і баланс потужностей визначається співвідношенням
Рмх = Ре – ( Рв.е + Рв.х )
де Рв.е — втрати електричної потужності в силових колах двигуна (змінні втрати); Рв.х — втрати холостого ходу, тобто механічні втрати на тертя, вентиляцію і перемагнічування стали (постійні втрати).
В II і IV квадрантах, де знаки швидкості та моменту протилежні, зображуються відповідні характеристики гальмівних режимів. На відміну від рухового, розрізняють декілька гальмівних режимів у залежності від того, як використовується перетворена електрична енергія:
|
|
|
1) Режим рекуперативного гальмування, або генераторний режим з віддачею енергії у мережу. При цьому раніше запасена або активна механічна потужність з вала двигуна віддається у виді електричної потужності в мережу: Ре < 0. Перехід з рухового режиму в режим рекуперативного гальмування здійснюється при кутовій швидкості двигуна вище кутової швидкості ідеального холостого ходу w0 (рис. 2.1, характеристики 2 і 2').Приклади режиму рекуперативного гальмування:
а) спуск вантажу на крані або в ліфті, коли двигун увімкнений у напрямку спуска під дією моменту від вантажу збільшує швидкість;
б) переведення електропривода з більшої швидкості на меншу, коли за рахунок запасеної енергії мас, що рухаються, у перший момент переключення двигуна енергія гальмування віддається в мережу;
2) Режим гальмування противмиканням. Цей режим отримують переключенням обмоток двигуна на зворотній напрямок обертання або примусовим обертанням якоря або ротора в зворотному напрямку. Приклади режиму гальмування противмиканням:
|
|
|
а) спуск важкого вантажу на крані, коли двигун увімкнений на підйом під дією моменту вантажу, який перевищує момент двигуна, обертає якір (або ротор) двигуна у сторону спуску;
б) прискорена зупинка деталі, що обертається на металорізальному верстаті, наприклад для здійснення вимірів, за рахунок переключення двигуна на протилежний напрямок обертання.
При цьому двигун споживає механічну потужність з вала та електричну потужність з мережі: Ре > 0 (характеристики 3 і 3'на рис. 2.1);
3) Режим динамічного гальмування. Його отримують відключенням від мережі силового кола двигуна і замиканням (шунтуванням) якоря (або ротора) опором. Двигун обов'язково повинен бути збуджений. У цьому випадку механічна потужність на валу цілком витрачається на втрати: Ре = 0. Двигун працює як незалежний генератор — тільки на опір шунтуючої силової мережі (характеристики 4 і 4' на рис. 2.1).
Крім зазначених рухового і гальмівного режимів двигун має ще два граничних режими: режим короткого замикання і режим ідеального холостого ходу.
Ці граничні режими відокремлюють руховий режим від гальмівних і на рис. 2.1 відзначені точками Мк і w0.
У режимі короткого замикання підключений до мережі двигун має швидкість (w = 0 і момент Мк. Щоб одержати режим короткого замикання двигуна, необхідно якір (або ротор) загальмувати до w = 0 (не слід плутати цей режим із замиканням мережі на клемах двигуна). У цьому випадку механічна потужність дорівнює нулю, а споживана з мережі електрична енергія цілком витрачається на втрати:
|
|
|
Ре = Рв.е
У режимі ідеального холостого ходу, коли (w = w0, а М = 0), двигун самостійно працювати не може через наявність механічних і електричних втрат. Щоб двигун міг знаходитися в даному режимі, до його вала варто підвести невелику механічну потужність, що компенсує ці втрати.
Таким чином, двигун у системі електропривода може працювати в шести режимах, які виникають при різних моментах статичного навантаження.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 676; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!