- •Основы электропривода
- •Часть 1 Омск 2016
- •23.05.05 – «Системы обеспечения движения поездов»,
- •13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника»,
- •23.03.02 – «Наземные транспортно-технологические комплексы»
- •1. Знакомство со стендом. Исследование методов пуска асинхронного двигателя и двигателя постоянного тока
- •1.1. Основные теоретические положения
- •1.1.1. Пусковые свойства асинхронного двигателя (ад)
- •1.1.2. Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •1.1.3. Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором
- •1.1.4. Пуск двигателя постоянного тока
- •1.1.5. Пуск синхронного двигателя
- •1.2. Последовательность операций при проведении исследования
- •1.2.1. Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором непосредственным включением в сеть
- •1.2.2. Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при пониженном напряжении с использованием латРа
- •1.2.3. Частотный пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •1.2.4. Реостатный пуск асинхронного двигателя с фазным ротором
- •1.2.5. Реостатный пуск двигателя постоянного тока
- •1.2.6. Тиристорный пуск двигателя постоянного тока
- •1.2.7. Пуск синхронного двигателя методом грубой синхронизации
- •1.3. Контрольные вопросы
- •2. Исследование механических характеристик
- •2.1. Краткие теоретические сведения
- •2.2. Последовательность операций при проведении исследования
- •2.3. Расчеты и построения
- •2.4. Контрольные вопросы
- •3. Исследование механических характеристик
- •3.1. Краткие теоретические сведения
- •3.2. Последовательность операций при проведении исследования
- •3.3. Расчеты и построения
- •3.4. Контрольные вопросы
- •4. Способы регулирования частоты вращения
- •4.1. Краткие теоретические сведения
- •4.2. Последовательность операций при проведении исследования
- •4.3. Расчеты и построения
- •4.4. Контрольные вопросы
- •Часть 1
1.1.3. Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором
Наличие контактных колец у двигателей с фазным ротором позволяет подключить к обмотке ротора пусковой реостат. При этом увеличивается активное сопротивление цепи ротора.
При выборе сопротивления пускового реостата исходят из условий пуска двигателя: если двигатель включают при значительном нагрузочном моменте на валу, сопротивление пускового реостата выбирают таким, чтобы обеспечить наибольший пусковой момент, при незначительном нагрузочном моменте в первую очередь стремятся уменьшить пусковой ток.
Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременное протекание тока. По окончании процесса пуска реостаты выводятся из цепи – обмотка ротора замыкается накоротко.
В асинхронных двигателях с фазным ротором обеспечивается наиболее благоприятное соотношение между пусковым моментом и пусковым током: большой пусковой момент при небольшом броске пускового тока (в два-три раза больше номинального).
1.1.4. Пуск двигателя постоянного тока
Величина тока якоря в двигателе постоянного тока зависит от противо-ЭДС. Наибольшего значения ток якоря достигает при пуске двигателя вход, когда якорь неподвижен и в его обмотке противо-ЭДС не индуцируется. Пусковой ток при непосредственном включении в сеть:
Iп = U / ra . (1.1)
Как правило сопротивление цепи обмотки якоря ra невелико, поэтому значение пускового тока достигает недопустимо больших значений, в 10–20 раз превышающих номинальный ток двигателя. Такой большой пусковой ток вызывает в двигателе сильное искрение под щетками (вплоть до кругового огня) и пусковой момент, который оказывает ударное действие на вращающиеся части двигателя и может механически их разрушить. Такой способ пуска обычно применяют для двигателей мощностью не более 1 кВт, в которых благодаря повышенному сопротивлению цепи якоря и небольшим вращающимся массам значение пускового тока лишь в 3–5 раз превышает номинальный.
При пуске двигателей большей мощности для ограничения пускового тока используют пусковые реостаты (rп.р), включаемые последовательно обмотке якоря (реостатный пуск).
Пусковой ток при реостатном пуске:
Iп = U / (ra + rп.р). (1.2)
С появлением тока в цепи якоря возникает пусковой момент, под действием которого начинается вращение якоря. По мере нарастания частоты вращения увеличивается противо-ЭДС, что ведет к уменьшению пускового тока и пускового момента.
Сопротивление пускового реостата выбирают обычно таким, чтобы наибольший пусковой ток превышал номинальный не более чем в два-три раза.
Для пуска двигателей большой мощности применять пусковые реостаты нецелесообразно, так как это вызвало бы значительные потери энергии. Кроме того, пусковые реостаты были бы громоздкими. В этом случае применяют пуск двигателя путем понижения напряжения. Так, например, пуск тяговых двигателей некоторых электровозов осуществляют при последовательном соединении их цепей якоря (напряжение сети делится на количество последовательно включенных двигателей). Далее по мере разгона двигатели переключают на параллельное соединение. Также для регулирования напряжения применяют питание от тиристорного преобразователя.