Постійного струму з паралельним збудженням (УІРС)
Схема лабораторної установки
На рис.2 зображена схема автоматизованого пуску функції ЕРС двигуна постійного струму з паралельним збудженням. У наведеній схемі кожен контактор прискорення налаштований певну напругу втягування сердечника. Напруга, що залежить від ЕРС, прикладається до котушок реле або контакторів, які спрацьовують при певній величині напруги та здійснюють перемикання пускових опорів у потрібній послідовності.
У початковий момент пуску, коли якір ще нерухомий, напруга на контакторах прискорення КУ незначна (до падіння напруги в ланцюгу якоря), оскільки E=CE*n*Ф=0. Принаймні збільшення швидкості напруга на затискачах якоря U=E+Iя*Rя зростає рахунок збільшення ЭРС, При певної швидкості (див. рис.1) напруга на затискачах котушки контактора 1КУ досягає величини, достатньої спрацьовування контактора. Контакт 1КУ замикається, і перший ступінь опору позначається шунтованим. Контактори 2КУ та ЗКУ при цьому не спрацьовують, оскільки мають вищу напругу спрацьовування.
Цитування першого ступеня пускового опору викликає кидок струму в ланцюзі якоря, внаслідок чого збільшується момент двигуна та відбувається подальше збільшення частоти обертання.
Як тільки швидкість двигуна досягає значення n2. (див.рис1), спрацьовує контактор 2КУ, замикає свої контакти та шунтує ними другий ступінь пускового опору тощо. доки всі щаблі пускового опору не виявляться зашунтованими. Після того як буде виведено останній ступінь опору, контакти 3КУ2 розімкнуться, пуск двигуна закінчиться і він працюватиме на природній характеристиці»
До недоліків схеми слід віднести те, щоконтактори повинні мати різну напругу спрацьовування. Цей недолік можна усунути, якщо здійснити включення контактів за схемою, зображеною на рис.
У цій схемі можна використовувати контактори з однаковою напругою спрацьовування, так як до затиску якоря приєднані лише одні кінці котушок контакторів, інші кінці підключаються до різних точок пупкового опору.
Схема спрощується з погляду експлуатації, оскільки всі контактори прискорення однотипні.
Однак обидві схеми через недоліки, що полягають у можливому перегоранні пускових опорів, неточному спрацьовуванні контакторів при холодному і нагрітому стані, котушок, а також внаслідок того, що випадкове збільшення напруги мережі під час пуску викликає надмірне збільшення струму, в сучасній практиці для двигунів великої потужності. не застосовуються. Подібні схеми зустрічаються лише у приводах невеликої потужності, головним чином у металообробних верстатах.
Розрахунок пускового опору для двигуна
постійного струму з паралельним збудженням (УІРС)
Запуск двигуна в лабораторній установці за схемою на ріє.2 здійснюється при постійному статичному моменті опору. Такий режим пуску трапляється досить часто. В цьому випадку піки струму при комутаціях щаблів пускового опору вибирають однаковими. Залежність частоти обертання від струму набуває вигляду ABCDEFGQ (рис.1). Ка рис.4 наведена схема включення трьох щаблів пускових опорів, що відповідає досліджуваній системі автоматизованого пуску (рис.2), а також позначення необхідних при розрахунку величин. Будемо називати опори R1, R2, R3 опорами щаблів, r1, r2, r3 - опорами секцій.
Ставленняопорів сусідніх щаблів величина постійна:
Для характеристик Q і Е Q на рис. 1, наприклад,
Якщо задані струм Imax і число щаблів пускового опору Z, метою розрахунку є визначення опорів секцій і величини струму перемикання Imin.
На підставі останніх співвідношень
R2=R1/λ; R3=R2/λ=R1/λ2; Rя = R1 / λ 3
Очевидно, що б загальному випадку
Крім того, сумарний опір ланцюга якоря
Отже,
а струм перемикання
У цій роботі необхідно визначити опори секцій пускового реостату при Z = 3, а також напруги спрацьовування контакторів прискорення 1КУ, 2КУ, ЗКУ (рис.2).
Вихідними даними для розрахунку є: номінальна напруга UH;
номінальна потужність Рн;
опір якоря Rя;
опір ланцюга збудження RВ;
число ступенів Z = 3;
Розрахунок провадиться в наступному порядку.
1. Номінальний струм двигуна
3. Максимальний пусковий струм
4.Максимальний струм якоря
5. Струм перемикання
6. Відношення струмів
7. Опір сходів
8. Опір секцій
де К = (1; 2; 3) - номер ступеня, секції, R4-RЯ
9. Напруга спрацьовування контакторів прискорення згідно з рис .2 дорівнює напрузі але .затисканнях якоря при IЯ = Imin
Виходячи з рівняння за другим законом Кірхгофа для ланцюга якоря, остаточно отримуємо;
4. ПУСК АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З ФАЗНИМ РОТОРОМ У ФУНКЦІЇ СТРУМУ
Двигуни з фазним ротором застосовують в електроприводах, розрахованих на плавний пуск або регулювання частоти (швидкості) обертання, а також у потужних електроприводах з великою частотою пусків. У всіх зазначених випадках ланцюг ротора включають активні опори,з допомогою яких обмежується струм, споживавши двигуном під час пуску з мережі, і підвищується початковий пусковий момент. Підвищення пускового моменту з допомогою активних опорів обумовлено підвищенням коефіцієнта потужності роторних, отже, і статорних ланцюгів.
Вплив величини додаткових опорів ланцюга ротора на споживаний струм струм і на пусковий момент проілюстровано рис.5, на якому наведені криві зміни струму і моменту двигуна в залежності від швидкості для різних значень додаткових опорів ланцюга ротора. 1!ри відповідному підборі додаткових (пускових) опорів можна зробити початковий пусковий момент двигуна рівним критичному моменту Mf (див.криву 3 на рис.5,6). У процес додаткового опору ланцюга ротора так, щоб отримати
максимальні пускові моменти. Плавна зміна опору реалізується досить складно, тому застосовується рідко. Ступінчаста зміна додаткових опорів легко виконується за допомогою релейно-контакторних пристроїв і дозволяє значно покращити пускові характеристики двигуна (зменшити пускові струми та підвищити пускові моменти).
На рис.5 наведено графіки зміни тону (ламана лінія abide) і моменту двигуна (ламана klmpq), одержувані при двох щаблях додаткового опору ланцюга ротора і перемикання ступенів опору при частотах обертання n1 і n2. Перемикання опорів ланцюга ротора у процесі пуску може бути зроблено автоматично. У цьому випадку принцип обмеження пускового струму полягає в тому, що вимикання чергового ступеня пускового реостату проводиться після зниження струму двигуна до мінімального значення заданого.