Навигация

 

 Меню раздела

Электрооборудование земснарядов
Условия эксплуатации судового электрооборудования
Конструктивное исполнение электрооборудования
Основные параметры судовых электроэнергетических систем
Общая характеристика земснарядов
Классификация судовых электростанций и источники электроэнергии
Выбор числа и мощности генераторов электростанции
Параллельная работа генераторов
Автоматическое регулирование напряжения генераторов
Структурные схемы электростанций
Распределительные устройства
Распределение электрической энергии
Расчет электрических сетей
Монтаж электрических сетей
Сопротивление изоляции электрооборудования
Электрические источники света
Судовые светильники и прожекторы
Виды судового электрического освещения и расчет освещенности
Сигнально-отличительные огни
Электронагревательные приборы
Классификация и основные характеристики судовых электрических аппаратов
Аппараты ручного управления
Командные аппараты
Контакторы
Реле управления и защиты
Реле и датчики контроля неэлектрических параметров
Плавкие предохранители
Автоматические выключатели
Электромагнитные тормоза и муфты
Магнитные усилители
Полупроводниковые приборы
Классификация электроприводов
Характеристики электродвигателей
Схемы управления двигателями постоянного и переменного тока
Электропривод системы генератор—двигатель
Электропривод системы магнитный усилитель—двигатель
Вентильный электропривод
Электропривод с электромагнитной муфтой
Классификация, условия работы электроприводов механизмов земснарядов
Системы электроприводов механизмов земснарядов
Электроприводы механизмов дноуглубления
Электроприводы механизмов рабочих перемещений
Электроприводы механизмов, обслуживающих устройства отвода грунта
Электроприводы общесудовых механизмов
Приборы технологического контроля и системы ориентации
Автоматизация технологического процесса земснарядов
Системы и аппаратура судовой телефонной связи
Судовая сигнализация
Организация технической эксплуатации и ремонта электрооборудования
Использование и техническое обслуживание электрооборудования
Консервация, хранение и расконсервация электрооборудования
Неисправности электрооборудования
Электро-травматизм
Технические мероприятия по обеспечению электробезопасности
Организационные мероприятия по обеспечению электробезопасности


Характеристики электродвигателей

Основные электромеханические свойства двигателей (вращающий и пусковой моменты, частота вращения и т.д.) определяются механическими характеристиками, представляющими зависимость п = (М) между вращающим моментом двигателя и частотой вращения его вала. Различают естественные и искусственные механические характеристики. Каждый двигатель (за исключением многоскоростных асинхронных) имеет одну естественную механическую характеристику, соответствующую его работе при номинальных параметрах сети питания, нормальной схеме включения и отсутствии дополнительных элементов в цепях двигателя. Искусственные механические характеристики соответствуют режиму работы двигателя при отклонении от номинальных условий.
Точка л0 механической характеристики соответствует частоте вращения идеального холостого хода, соответствующей работе двигателя при отсутствии полезной нагрузки и потерь энергии. Для двигателей переменного тока частоту вращения идеального холостого хода обычно называют синхронной частотой вращения.
Зависимость частоты вращения от тока нагрузки л=/(/) называют электромеханической характеристикой.
Эксплуатационные электромеханические свойства двигателей определяются их номинальными данными: мощностью на валу, напряжением, потребляемой силой тока, частотой вращения, К.П.Д., коэффициентом мощности (для двигателей переменного тока). Эти параметры указываются на прикрепленной к корпусу двигателя паспортной табличке.
Более подробные сведения о свойствах двигателей можно получить из рабочих характеристик, представляющих собой зависимость подводимой (потребляемой) мощности Ри вращающего момента М, потребляемого тока I, частоты вращения, К.П.Д. ц и коэффициента мощности со5 ф двигателя от его полезной мощности Р2 при неизменных напряжении и частоте питающей сети и внешних сопротивлениях в цепях обмоток.
Пуск двигателей постоянного тока производится понижением подводимого к якорю напряжения либо введением в его цепь пусковых резисторов (резисторный пуск), либо изменением напряжения (в электроприводах систем управляемый выпрямитель-двигатель, магнитный усилитель двигатель, генератор-двигатель). Прямой пуск, т. е. нерегулируемый, при котором двигатель включается на полное напряжение сети, из условий коммутации, теплового эффекта и механической прочности привода допускается для двигателей мощностью не более 1,3 кВт.
Частоту вращения двигателей постоянного тока можно регулировать изменением сопротивления г в цепи якоря, подводимого напряжения II и потока возбуждения Ф.
Основными критериями для оценки и сравнения способов регулирования частоты вращения являются:
диапазон регулирования — отношение максимальной частоты вращения лтах к минимальной птш (2:1, 5:1» 10:1 и т.д.);
плавность регулирования, характеризующаяся коэффициентом плавности, равным отношению частот вращения на двух соседних механических характеристиках при одинаковом моменте;
направление регулирования частоты вращения, т. е. возможность ее изменения вниз или вверх от номинальной.
Реверсирование, т. е. изменение направления вращения двигателя на постоянном токе производится изменением направления тока либо в цепи якоря, либо в цепи возбуждения.
Для остановки двигателя достаточно отключить его от сети. Интервал времени от момента отключения двигателя от сети до полной его остановки называют выбегом двигателя. Для уменьшения выбега используется механическое торможение с помощью тормозов и электрическое (динамическое и противовключением), позволяющее также ограничивать частоту вращения.
Двигатель переходит в режим рекуперативного торможения под действием внешних сил, когда частота вращения становится больше частоты вращения идеального холостого хода. При этом э. д. с. якоря, превышает напряжение сети и ток якоря изменяет направление — двигатель работает в генераторном режиме с отдачей энергии в сеть. Момент на валу двигателя в этом случае не вращающий, а тормозной. Рекуперативное торможение возможно только для двигателей параллельного,, независимого и смешанного возбуждений, причем у последних для ограничения частоты вращения вала обмотка последовательного возбуждения обычно шунтируется. Торможение с рекуперацией энергии в сеть экономично и не требует изменений в схеме включения. Недостатками его являются большая частота вращения и невозможность использования для остановки электропривода.
Динамическое торможение осуществляется изменением схемы управления: обмотка возбуждения остается включенной в сеть, а якорь переключается на резистор. Двигатель начинает работать в режиме генератора с независимым возбуждением, нагрузкой которого является резистор. В якоре, вращающемся под действием ^внешних сил, наводится Э.Д.С.; в замкнутой цепи якорь —  резистор проходит ток, направление которого противоположно току, протекавшему до начала торможения. Этим током создается тормозной момент, под действием которого частота вращения будет снижаться вплоть до полной остановки электропривода. Кинетическая энергия тормозящихся масс при динамическом торможении превращается в электроэнергию и выделяется в виде теплоты на резисторе и в обмотке якоря.
Торможение противовключением производится переключением двигателя на вращение в сторону, противоположную той, в которую он вращался, и применяется для быстрой остановки электропривода с последующим реверсированием. Энергия тормозящихся масс и потребляемая из сети превращается в теплоту, выделяемую* в якоре и резисторах.
Для асинхронных двигателей простейшим является, естественно, прямой пуск. Однако он не всегда возможен в судовых условиях из-за больших пусковых токов и ограниченной мощности судовой энергосистемы. Ограничение пускового тока достигается уменьшением подводимого напряжения посредством переключения обмоток статора со, звезды на треугольник, введения последовательно с обмоткой статора резисторов или реакторов (активных или индуктивных сопротивлений), включения автотрансформаторов, дроссельных магнитных усилителей. У двигателей с фазным ротором сила пускового тока ограничивается введением резисторов или реакторов в цепь ротора.
Приведенные способы ограничения пускового тока (за исключением переключения обмоток статора со звезды на треугольник) используются и для регулирования частоты вращения двигателей. Кроме того, регулирование частоты вращения возможно изменением частоты тока питающей сети и изменением числа пар полюсов обмотки статора (для многоскоростных двигателей). Механические характеристики при регулировании частоты вращения асинхронного двигателя различными способами показаны на рис. 70.
Для разных частот тока при постоянном напряжении механические характеристики имеют вид, показанный на рис. 70, г штриховыми линиями — с понижением частоты максимальный момент возрастает. Постоянство
перегрузочной способности двигателя обеспечивают совместным пропорциональным регулированием частоты тока и напряжения. В этом случае жесткость механических характеристик и максимальный момент остаются практически неизменными.
Реверсирование асинхронного двигателя осуществляется изменением направления вращения магнитного поля, для чего следует изменить порядок чередования фаз в обмотке статора, поменяв на ее выводах местами два любых провода, по которым подводится питание.
Для торможения асинхронных двигателей в основном применяют те же способы, что и для торможения двигателей постоянного тока. Динамическое торможение производится отключением от сети обмотки статора и подключением двух ее фаз к сети постоянного тока пониженной. Неподвижное магнитное поле, создаваемое протекающим в обмотке статора постоянным током, индуктирует во вращающемся под действием внешних сил роторе Э.Д.С. Вызываемый этой Э.Д.С. ток ротора во взаимодействии с неподвижным магнитным полем статора создает тормозной момент.
При пуске синхронного двигателя необходимо разогнать его ротор до частоты вращения, близкой к синхронной. Для этой цели применяют метод асинхронного пуска. Ротор синхронного двигателя снабжается специальной пусковой короткозамкнутой обмоткой. Синхронный двигатель пускается как асинхронный. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, обмотка возбуждения .подключается к источнику постоянного* тока, и двигатель входит в синхронизм.
В зависимости от характера выполняемых функций механизмы имеют различные режимы работы, что определяет и разные режимы работы электродвигателей. Среди многообразия возможных режимов для удобства в расчетах, в частности при выборе двигателей, государственным стандартом установлены четыре основных номинальных режима работы электрических машин: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и перемежающийся.
Продолжительным режимом называют работу электрической машины при неизменной нагрузке в течение времени, достаточного для достижения установившейся температуры.
Кратковременным называют режим, при котором работа с неизменной нагрузкой чередуется с отключениями, причем в период работы двигатель не достигает установившейся температуры, а-при отключении охлаждается до температуры окружающей среды. Следовательно, по условиям нагревания в кратковременном режиме двигатель может быть нагружен больше, чем в , продолжительном. Чем меньше период работы, тем больше допустимая на двигатель нагрузка. Стандартом установлен кратковременный режим с длительностью периода 10, 30, 60 и 90 мин.
Повторно-кратковременным называют циклический режим, при котором работа с неизменной нагрузкой чередуется с отключениями, причем во время работы двигатель не достигает установившейся температуры, а при отключении не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Такой режим характеризуется продолжительностью включения (ПВ): где /р — длительность работы; и — длительность паузы; /ц — длительность цикла (/ц^10 мин).
Стандартная продолжительность включения составляет 15, 25, 40 и 60%. При меньшей ПВ двигатель допускает большую нагрузку.
Фактическая ПВ в большинстве случаев не совпадает со стандартными значениями ПВ. Допустимая нагрузка на двигатель для нестандартной ПВ пересчитывается по формуле: где Р — фактическая мощность двигателя при ПВ\ РС1 — номинальная мощность двигателя при ПВет; ПВСТ — стандартная продолжительность включения; ПВ — фактическая продолжительность включения.
Под перемежающимся режимом понимают работу с чередованием периодов нагрузки и холостого хода, при которой температура нагрева двигателя не достигает установившегося значения.

Похожие статьи