Включение двигателей по схеме электрического вала

К электроприводам конвейеров, входящим в ПТС в большинстве случаев предъявляется требование согласованного движения. Это требование может быть выполнено при помощи электропривода, выполненного по схеме электрического вала. По схеме электрического вала включаются асинхронные двигатели с фазным ротором. Используются схемы электрического вала с дополнительным двигателем, с дополнительными резисторами и с двойным питанием.

Схема электрического вала с резисторами представлена на рис.5.6.

В состав схемы входят два асинхронных двигателя с фазным ротором АД1, АД2, которые приводят в движение два конвейера и резисторы R. Фазные обмотки роторов двигателей соединяются между собой «электрическим валом» и с резисторами R, соединенными в звезду.

При одинаковой нагрузке на «механизме 1» и «механизме 2», ЭДС, индуктируемые в фазах обмоток роторов ТАД попарно равны (1Е_А = 2Е_А,, 1Е_В = 2Е_В,, 1Е_С = 2Е_С) и направлены встречно. Токи роторов двигателей замыкается через трехфазный резистор R, они равны (1I_Р = 2I_р) и вращающие моменты (1М = 2М), под действием которых вращаются роторы.

Рис. 5.6. Схема «электрического вала» с резисторами

При увеличении нагрузки, допустим на «механизме 2», скорость вращения ротора 2ω АД2 уменьшится и величина ЭДС 2Е увеличится. В контуре АД1 — «электри­ческий вал» — АД2 появляется результирующая ЭДС (1Е - 2Е), которая обусловливает уравнительный ток (I_УР), а следовательно, и дополнительные моменты 1М и 2М. Согласно закону Ленца моменты будут противодействовать причине их вы­звавшей, таким образом 1ω будет уменьшаться, а 2ω — увеличиваться до наступления равновесия.

Недостатком схемы является:

- отсутствие устройств для регулировки частоты вращения АД

- наличие резисторов в цепи ротора, которые уменьшают жесткость характери­стик и вызывают дополнительные потери электроэнергии.

Схема электрического вала двойного питания представлена на рис.5.7.

В состав схемы входят два приводных двигателя с фазным ротором Д1 («механизм 1»), Д2 («механизм 2») и преобразователь частоты ПЧ.

Статорные обмотки ПЧ, Д1 и Д2 подключены к сети частотой f₁, а ро­торные связаны электрически.

При подаче питания и неподвижном преобразователе ПЧ частоты в роторных и статорных цепях будут равны, а значит все машины останутся неподвижными.

Рис.5.7. Схема «электрического вала» двойного питания

Для ТАД, соединенных по схеме электрического вала, можно получить соотношение

,

где n₂ — частота вращения вала ротора АД, об/мин, f₁ — частота тока статора, Гц; f₂ — частота тока ротора, Гц; р — число пар полюсов вращающегося магнитного поля; s — скольжение.

При неподвижном роторе преобразователя частоты ПЧ ЭДС в его обмотке отсутствует. Частота ЭДС в неподвижных роторах ТАД1 и ТАД2 будет равна частоте питающей сети f₂=f₁, и на основании приведенного выше уравнения n₂=0 и роторы двигателей останутся неподвижными.

При вращении ПЧ частота тока в роторах ТАД1 и ТАД2 будет определяться частотой ЭДС преобразователя, следовательно, скорость вращения всех машин будет одинаковой.

Это справедливо при равных нагрузках на механизмах.

При увеличении нагрузки одного механизма (например, первого) его скорость снизится, следовательно скольжение увеличится. Так как при новом скольжении (E₂s = E₂s) ЭДС ротора (1Е) ТАД1 тоже увеличится, что приведет к увеличению тока ротора 1I_P, а следовательно, и его момента (M1). Система вернется в исходное состояние и будет работать согласованно.

Для расширения пределов изменения скоростей работающих механиз­мов устанавливают устройство для изменения частоты (например, меха­нический вариатор). Это позволят устанавливать величину согласованной скоро­сти механизмов.

Все рассмотренные схемы можно применять для любого числа согла­сованно работающих механизмов, причем принцип работы схемы не ме­няется.