2020-05-21
599Способи гальмування ДПС
Способи гальмування ДПС: Противвімкнення, Режим динамічного гальмування
10. Реакція якоря - магнітне поле якоря машини впливає на магнітне поле полюсів. У результаті зміщується фізична нейтраль - лінія, що з'єднує точки, у яких магнітна індукція дорівнює нулю.
11. Пуск двигуна в хід. У момент пуску двигуна частота обертання якоря дорівнює нулю, тому Ед=0.
Тоді
. (5.42)
Оскільки rя (опір якорю) малий, то при пуску двигуна виникає великий пусковий струм, що неприпустимо.
Способи пуску двигуна в хід:
1) Пряме включення - для двигунів малої потужності (1-2 кВт). При цьому в момент пуску виникає кидок струму і удар по деталях приводу.
2) Введення реостату в коло якоря (для обмеження пускового струму).Тоді пусковий струм:
. (5.43)
Величину опору пускового реостата вибирають такою, щоб пусковий струм двигуна не перевищував подвійного значення номінального струму:
, (5.44)
де
.
3) Зміна напруги джерела живлення.
Регулювання частоти обертання вала якоря двигуна
Рівняння режиму руху:
.
ЕРС двигуна:
,
де с- const;
n - частота обертання якоря (об/хв);
Ф- магнітний потік полюсів.
Тоді:
. (5.45)
тобто обороти вала двигуна можна регулювати трьома способами:
1) Змінюючи напругу на затискачах якоря. Застосовується у двигунів з незалежним збудженням. Діапазон регулювання 1:10.
2) Змінюючи опір у колі якоря - за допомогою спеціального реостата, включеного послідовно в коло якоря. Застосовується для двигунах малої потужності через неекономічність способу.
3) Змінюючи магнітний потік Ф (основний спосіб) - за допомогою реостата в колі збудження. Діапазон регулювання 1:3.
Подробнее
Способи гальмування ДПС
Рекуперація - це генераторний режим з віддачею енергії у мережу. В цьому гальмівному режимі швидкість обертання двигуна повинна бути більшою від швидкості ідеального холостого ходу 
. Перевіривши напрямок обертання машин почерговим вмиканням 
і 
в положення 1 і встановивши їх однаковими, вмикають двигун у мережу. Зменшують опір в якірному колі двигуна до заданого значення. Розганяють двигун до швидкості, більшої від , за допомогою навантажувальної машини, включеної у рушійний режим при ослабленому полі. Для ослаблення поля, вводять додатковий опір в коло ОЗНМ.
Режим динамічного гальмування - це генераторний режим з розсіюванням енергії в реостаті. Для одержання режиму, якірне коло двигуна замикають на реостат ( перемикають в положення ІІ), навантажувальну машину переводять у рушійний режим ( перемикають в положення). Струм обмоток збудження двох машин -номінальний.
Противвімкнення - це гальмівний режим, при якому якір двигуна за рахунок зовнішніх сил обертається в бік, протилежний напрямку обертання двигуна в рушійному режимі. Для обмеження струму вводять великий додатковий опір в якірне коло двигуна. Потоки машин номінальні. При швидкості, яка дорівнює нулю, треба короткочасно на 10% перевищити номінальний струм.
Реакція якоря. З підвищенням навантаження (струму в обмотці якоря) кут зміщення фізичної нейтралі a збільшується. Якщо при цьому щітки займають положення, що відповідає геометричній нейтралі, то зміщення фізичної нейтралі приводить до того, що в місцях перетину поверхні якоря з геометричною нейтраллю магнітна індукція приймає деяке значення і в активних сторонах секцій в момент їх переходу через нейтраль наводиться ЕРС. Це порушує нормальну роботу щіточного контакту, викликаючи іскріння на колекторі.
Спотворення магнітного поля машини приводить до того, що одні краї полюсних наконечників і розташовані під ними ділянки зубчатого шару якоря підмагнічуються, а інші — розмагнічуються. Якби магнітне коло машини було ненасиченим, підмагнічуюча і розмагнічуюча дія реакції якоря не впливала б на величину результуючого магнітного потоку, так як підмагнічування одних країв полюсних наконечників компенсувалося б розмагнічуванням інших країв. Але в реальних умовах магнітне коло машини насичене. Це, з одного боку, обмежує підвищення магнітного потоку одних країв полюсних наконечників і розташованого під ними зубчатого шару якоря, а з іншого боку, не обмежує розмагнічування – зменшення потоку інших країв полюсних наконечників. В підсумку реакція якоря викликає деяке послаблення результуючого потоку машини.
Дія реакції якоря в генераторі при зміщенні щіток з геометричної нейтралі в сторону обертання
Вплив реакції якоря на величину магнітного потоку залежить також від положення щіток: при розташуванні їх на геометричній нейтралі МРС якоря напрямлена по поперечній вісі і в машині має місце поперечна реакція якоря; при зміщенні щіток генератора постійного струму з геометричної нейтралі у напрямку обертання якоря або щіток двигуна – проти напрямку обертання, розмагнічуюча дія реакції якоря підсилиться. Пояснюється це тим, що разом з щітками змінюється напрямок МРС якоря Fа – вона завжди напрямлена по вісі щіток (рис.1.1.22). При цьому МРС якоря Fа крім складової Faq = Facosb має ще і повздовжню складову Fad = Fasinb, напрямлену по вісі полюсів.
Якщо щітки зміщені в напрямку обертання якоря (генератора), то повздовжня складова Fad діє зустрічно МРС Fз, що веде до послаблення головного потоку машини. Якщо щітки змістити в протилежному напрямку, то повздовжня складова Fad буде діяти згідно з Fз, що приведе до деякого підвищення головного магнітного потоку машини.
Шкідливий вплив реакції якоря на роботу машини виявляється ще і в тому, що перерозподіл магнітної індукції під полюсами, викликаний реакцією якоря (див.1.1.21,в), обумовлює наведення ЕРС підвищеної величини в секціях обмотки якоря в момент попадання їх активних сторін в зону з підсиленою магнітною індукцією. Останнє веде до появи між окремими сусідніми колекторними пластинами напруг, що перевищують допустимі значення (25¸60 В). Це, в свою чергу, може викликати іонізацію простору між пластинами і виникнення електричної дуги на колекторі. При інтенсивному розвитку цього процесу дуга може перекинутися на щітки і корпус машини. Описане явище, що називається круговим вогнем, дуже небезпечне для електричної машини.
В деяких машинах постійного струму для послаблення реакції якоря використовують компенсаційну обмотку. Розташовують її в пазах полюсних наконечників і з’єднують послідовно з обмоткою якоря так, щоб її МРС була протилежна за напрямком МРС обмотки якоря. Ввімкнення компенсаційної обмотки послідовно з обмоткою якоря забезпечує компенсацію реакції якоря при різних навантаженнях машини.
11.
Для пуска синхронного двигуна необхідно попередньо привести ротор в обертання з частотою, близькою до синхронної. В цьому випадку при повільному переміщенні поля відносно ротора ротор втягується в синхроннізм, тобто починає обертатися з частотою обертання поля — з синхронною частотою.
Для отримання пускового моменту в спеціальних пазах полюсних наконечників ротора синхронного двигуна розташовують короткозамкнену обмотку, яка називається пусковою. Ця обмотка являє собою ряд стержнів 1, виконаних з немагнітного електропровідного матеріалу (міді, латуні і т.п.), замкнених з обох сторін короткозамикаючими кільцями або пластинами 2 (рис 6.3). Вона подібна короткозамкненій обмотці ротора асинхронного двигуна.
Пуск синхронного двигуна з електромагнітним збудженням відбувається в слідуючому порядку. Замкнувши обмотку збудження на опір r (рис. 6.4), підключають до мережі обмотку статора. Обертове поле статора наводить в пусковій обмотці ЕРС, які створюють в стержнях обмотки струми. В результаті взаємодії цих струмів з обертовим полем статора утворюється обертовий момент, який приводить ротор двигуна в обертання. Таким чином, в період пуска синхронний двигун працює як асинхронний. Розглянений спосіб пуска в хід синхронного двигуна називається асинхронним. Після того як частота обертання ротора досягне величини, близької до синхронної (n2»0,95n1), обмотку збудження підключають до джерела постійного струму, і збуджений ротор втягується в синхронізм — двигун починає працювати як синхронний.
Рис. 6.4. Обмотки збудження замикаються на опір
Максимальний момент опору (навантаження), при якому ротор ще втягується в синхронізм, називається моментом входу двигуна в синхронізм Мвх.
Слід звернути увагу на те, що в процесі асинхронного пуску двигун повинен бути незбудженим. В іншому випадку магнітний потік збудження наведе в обмотці статора ЕРС, яка створить струм. Взаємодія останнього з полем ротора спричинить гальмівний момент, який погіршує пускові властивості синхронних двигунів з постійними магнітами. Крім того, в процесі пуска двигуна не дозволяється залишати розімкненою обмотку збудження, так як обертальне поле статора в початковий момент пуску наводить в обмотці збудження ЕРС, величина якої може виявитись небезпечною для ізоляції обмотки. Для запобігання цьому обмотку збудження перед пуском двигуна в хід замикають на активний опір r, приблизно в десять разів більший опору обмотки збудження.
Величина пускового моменту при асинхронному пуску залежить від активного опору пускової обмотки.
Крім розгляненого асинхронного пуску, синхронні двигуни можуть бути пущені в хід ще двома способами: з допомогою допоміжного (розгонного) двигуна і плавним підвищенням частоти струму – частотний пуск.
В першому випадку ротор синхронного двигуна розганяється до частоти обертання, близької до синхронної, допоміжним двигуном, який після входу синхронного двигуна в синхроннізм відключається від мережі.
В другому випадку частота обертання ротора двигуна поступово доводиться до синхронної шляхом плавного підвищення частоти живлячої напруги f1 від нуля до мінімальної.
Обидва останніх способи пуску на практиці використовуються порівняно рідко.
