17. Расчет пусковых сопротивлений в приводах с двигателями постоянного тока независимого возбуждения.

В момент пуска w=0,и достигает больших значений, что недопустимо с точки зрения коммутации машин.

Рекомендуется ограничивать пусковой ток на уровне 2,5 от номинального. Для ограничения пускового тока в цепь якоря, на время пуска, вводится пусковое сопротивления.

Схема пуска двигателя:

Пуск производится в три этапа:

4. R_П(1У и 2У разомкнуты)

;

5. 1У замкнут – R_П1

;

6. 2У замкнут – R_П=0

.

Комментарии к графику:

Двигатель начинает разгоняться из точки А. Пусковой ток в этом случае: . В точке В происходит замыкание 1У и разгон продолжается по характеристике 2 (более жесткой) до точкиD. Затем замыкается контакт 2У разгон завершается по естественной характеристике от точки Е до точкиF, соответствующей току нагрузки двигателя.

Количество ступеней R_Попределяется экономичностью и требованиями к плавности пуска (). Вывод ступени производится автоматически либо в функции времени, либо в функции тока.

Изменение скорости и тока во времени при реостатном пуске показано на рисунке:

18. Регулирование скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения при шунтировании обмотки якоря и включении последовательного сопротивления.

Для получения сравнительно жестких механических характеристик при малых скоростях применяют иногда шунтирование якоря резистором R_Шпри обязательном включении последовательного резистораR_П.

Для приведенной схемы можно записать следующие соотношения:

Учитывая, что , для электромеханической характеристики получим уравнение:

а для механической, с учетом :

В этих уравнениях коэффициент:

Проанализируем уравнения характеристик при изменении параметров R_ШиR_П:

1. R_Ш=0,R_П=0….

Если R_П=0, то это естественная характеристика. ЕслиR_П=, то это означает разрыв цепи. Якорь двигателя замкнут наR_Ш– это режим и характеристика динамического торможения. Семейство характеристикR_П=varприведено на рисунке:

2. R_П=const,R_Ш=var.

Если R_Ш=, то это разрыв в цепи шунтирования – это реостатная характеристика, соответствующаяR_П.

Если R_Ш=0, то это характеристика динамического торможения при закороченном якоре двигателя. Все характеристики приR_Ш=varсходятся в полюсе В. Семейство механических характеристик приR_Ш=varприведены на рисунке:

Шунтирование якоря расширяет диапазон регулирования скорости и стабилизирует регулировочные характеристики.

19. Каскадные схемы включения ад. Регулирование скорости асинхронных двигателей в системе авк.

Регулирование скорости АД возможно в каскадных схемах включения.

Существуют следующие схемы:

1. Каскадные системы с одноякорным преобразователем;

2. Вентильно-машинные каскады;

3. Асинхронно-вентильный каскад.

Подробнее рассмотрим асинхронно-вентильный каскад (АВК).

АВК состоит из АД, вентильного неуправляемого преобразователя В, инвертора И и трансформатора Тр. Эта схема относится к категории каскадов с промежуточным звеном постоянного тока. Вентильный преобразователь является неуправляемым и предназначен для выпрямления тока ротора, имеющего частоту скольжения.затем выпрямленный ток с помощью инвертора преобразуется в переменный ток частотой, равной частоте сети. Для сглаживания выпрямленного тока включен дроссель.

Принцип действия каскада заключается в следующем. В цепь выпрямленного тока ротора вводится с помощью инвертора регулируемая добавочная ЭДС.

Выпрямленный ток определяется по формуле:

Если выпрямитель и инвертор включены по трехфазной мостовой схеме, то: - суммарное падение напряжения в вентилях роторной и инверторной групп;

где ,- реактивное и активное сопротивления трансформатора, приведенные к его вторичной обмотке;

- угол регулирования инвертора.

В двигательном режиме при угловой скорости ниже синхронной поток энергии направлен от выпрямителя к инвертору и ток и напряжение выпрямительной цепи имеют одинаковое направление.

Момент АД равен:

,

где - ток ротора, а так как магнитный поток пропорционален ЭДС, то

.

Зависимость отSдля вентильного каскада можно записать в виде:

.

А момент определяется следующим выражением:

,

где

.

Формула дает приближенное аналитическое выражение для механической характеристики АД в схеме вентильного каскада.

Скорость холостого хода и соответствующее ей скольжение зависят от угла ; при=90.

Регулировочные свойства каскада при уменьшении его скорости (уменьшении угла ) ограничены допустимым углом инвертирования, который должен составлять:

,

где - угол восстановления запирающих свойств вентилей (примерно 2);

- угол коммутации инвертора.

Сверху диапазон регулирования ограничен падением напряжения в элементах цепи.