Способы пуска двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Способы пуска двигателей постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.

Для двигателей постоянного тока могут быть применены.

Прямой пуск. Обмотка якоря подключается к сети. Пуск применяют для двигателей малой мощности. I_п = (4 ÷ 6)I_ном .

Переходный процесс изменения частоты вращения n и тока якоря i_a определяется нагрузкой двигателя и Т_м .

При T_м > 4T_a апериодический процесс изменения i_a и n. Сначала ток i_a возрастает (рис) i_a = I_нач (1- е — t / Ta ).

по истечении времени t_з якорь двигателя вращается и n возрастает и возникающая в обмотке якоря ЭДС стремится уменьшить ток i_a. Время запаздывания t_з = Т_а ln[I_нач /(I_нач — I_н )].

В действительности время t_з несколько больше из-за тормозящего действия вихревых токов, возникающих в массивных частях магнитопровода машины.

Максимальное значение тока якоря

I_max = [- U/(p₂L_a )](p₂ /p₁ )p₁/(p₁ — p₂). Пунктиром как возрастает ток i_a, если якорь не сможет прийти во вращение.

На рис. Кривые построены по n = n_н(1 — е-t/Tм); i_a = (I_нач— I_н )е —t/Tм + I_н зависимости n и i_a. Время переходного процесса при пуске (3 ÷ 4) T_м. За это время частота вращения n= (0,95 —0,98) от установившегося значения, а ток якоря I_а

приближается к установившемуся значению.

Пуск путем плавного повышения питающего напряжения. При реостатном пуске возникают значительные потери энергии в пусковом реостате. Это можно устранить, если пуск двигателя осуществить путем плавного повышения напряжения, подаваемого на его обмотку, но необходимо иметь отдельный источник постоянного тока с регулируемым напряжением.

Реостатный пуск. В начальный момент пуска при n = 0 ток I_п = U/(ΣR_а + R_п ). Максимальное R_п подбирается так, чтобы для машин большой и средней мощности
I_п = (1,4 ÷ 1,8) I_ном , а малой мощности I_п = (2 ÷ 2,5) I_ном .

(первый рисунок) двигатель с параллельным возбуждением. Пуск осуществляется по реостатной характеристике 6двигатель развивает максимальный пусковой момент М_пmах . Регулировочный реостат R_р.в выводится так, чтобы ток I_в и Ф были максимальными. С увеличением частоты вращения возрастает ЭДС и уменьшается ток якоря I_а = (U — E)/(ΣR_a + R_п ). При М_пmin часть сопротивления пускового реостата выводится и момент снова возрастает до М_пmах переходит на кривую 5 и разгоняется до М_пmin.Уменьшая сопротивление пускового реостата, осуществляют разгон двигателя по кривым 6, 5, 4, 3 и 2 до естественной 1. М_п.ср = 0,5 (М_пmах + М_пmin ) = const двигатель разгоняется с некоторым постоянным ускорением.

Таким же способом пускается двигатель с последовательным возбуждением. Количество ступеней зависит от жесткости естественной характеристики.

При выводе отдельных ступеней пускового реостата ток якоря I_а достигает некоторого максимального значения, затем уменьшается до минимального. С изменением тока якоря изменяется и электромагнитный момент М. М_дин = М — М_н, обеспечивает разгон двигателя до установившейся частоты вращения.

3.упрощенный метод определения эффективного числа электроприемников

Под эффективным числом электроприемников понимается такое число приемников, равновеликих по мощности и однородных по режиму работы, которое обуславливает ту же величину расчетного максимума, что и группа приемников различных по мощности и режиму работы.

Эффективное число электроприемников

По величине n_э и коэффициенту использования, определяется коэффициент максимума КМ и получасовой максимум активной нагрузки

При одинаковой мощности электроприемников,

при одинаковых или мало отличающихся мощностях электроприемников группы определение КМ рекомендуется производить по фактическому числу электроприемников.

среднее значение коэффициента использования:

Метод эффективного числа электроприемников применим для любых групп электроприемников, в том числе и для электроприемников повторно-кратковременного режима работы. В последнем случае установленная мощность Ру приводится к ПВ= 100%, т. е. к длительному режиму работы.

Метод эффективного числа электроприемников лучше других методов тем, что в определении нагрузки участвует коэффициент максимума, являющийся функцией числа электроприемников. Чтобы подсчитать реактивную составляющую нагрузки Q30 по найденному значению Р30, необходимо определить tanφ.

применяют упрощенный метод определения пэ в зависимости от относительного значения аффективного числа электроприемников п’э = nэ/n.

Это число находят по справочным таблицам в зависимости от:

где n1 — число электроприемников, каждый из которых обладает мощностью, не меньшей половины мощности наиболее мощного электроприемника, ΣРупг1 — сумма установленных мощностей этих электроприемников, n — число всех электроприемников, ΣPу—сумма установленных мощностей всех электроприемников.

1.Понятие о главной схеме электрических соединений. Основные факторы и требования при выборе схем

Главная схема электрических соединений электростанции — это совокупность основного электрооборудования, сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, он определяет полный состав элементов и связей между ними. Главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений.

На главной схеме изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении все элементы установки.

В условиях эксплуатации применяются упрощенные оперативные схемы, в которых указывается основное оборудование.

При проектировании до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи мощности. Они служат для разработки более подробных и полных принципиальных схем.

При выборе схем электроустановок должны учитываться:

значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Пуск двигателей постоянного тока

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 04 марта 2013 .
Категория: Статьи.

При пуске двигателя в ход необходимо: 1) обеспечить надлежащий пусковой момент и условия для достижения необходимой скорости вращения; 2) предотвратить возникновение чрезмерного пускового тока, опасного для двигателя.
Возможны три способа пуска двигателя в ход: 1) прямой пуск, когда цепь якоря подключается непосредственно к сети на ее полное напряжение; 2) пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений, включаемых последовательно в цепь якоря; 3) пуск при пониженном напряжении цепи якоря.

Прямой пуск

В нормальных машинах R_а = 0,02 – 0,1, и поэтому при прямом пуске с U = U_н ток якоря недопустимо велик:

Вследствие этого прямой пуск применяется только для двигателей мощностью до нескольких сотен ватт, у которых R_а относительно велико и поэтому при пуске I_а ≤ (4 – 6) I_н, а процесс пуска длится не более 1 – 2 с.

Пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений

Рисунок 1. Схема пуска двигателя параллельного возбуждения с помощью пускового реостата (а) и пусковых сопротивлений (б)

Для двигателей с параллельным возбуждением самым распространенным является пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений (рисунок 1).
При этом вместо выражения (5), в статье «Общие сведения о двигателях постоянного тока» имеем

(2)

а в начальный момент пуска, при n = 0,

(3)

где R_п – сопротивление пускового реостата, или пусковое сопротивление. Значение R_п подбирается так, чтобы в начальный момент пуска было I_а = (1,4 – 1,7) I_н [в малых машинах до (2,0 – 2,5) I_н].

Рассмотрим подробнее пуск двигателя параллельного возбуждения с помощью реостата (рисунок 1, а).

Перед пуском (t div > .uk-panel’>» data-uk-grid-margin>

Источник

Способы запуска электродвигателя постоянного тока

Хорошие тяговые характеристики электрических машин постоянного тока сделали их неотъемлемым элементом большинства устройств промышленной и бытовой механизации. Но вместе с тем возникает и существенная проблема значительных пусковых токов, в сравнении с асинхронными электродвигателями, работающих на переменном напряжении. Именно поэтому многие специалисты детально изучают способы запуска электродвигателя постоянного тока, прежде чем включить агрегат.

Прямой пуск

Из всех электродвигателей постоянного тока основная градация при выборе способа их запуска должна учитывать мощность устройства.

В целом выделяют три вида пуска:

• малой мощности;
• средней;
• большой мощности.

Для прямого запуска подойдут только маломощные электродвигатели, которые потребляют до 1кВт электроэнергии в сети. При прямых запусках электродвигателя все напряжение сразу подается на рабочую обмотку. Это обуславливает возникновение максимального пускового тока из-за отсутствия естественной компенсации за счет ЭДС противодействия.

С физической точки зрения ситуация в обмотках ротора будет выглядеть следующим образом: в момент подачи напряжения сила тока в обмотках равна нулю, поэтому его значение будет определяться по формуле:

U – приложенная к выводам номинальное напряжение, R_обм – сопротивление катушки.

В этот момент величина токовой нагрузки электродвигателя постоянного тока является максимальной, он может отличаться от номинального значения в 1,5 – 2,5 раза. После этого протекание тока обуславливает генерацию ЭДС противодействия, которая компенсирует пусковую нагрузку до установки номинальной мощности, тогда ток станет:

В мощных устройствах сопротивление обмоток якоря может равняться 1 или 0,5 Ом, из-за чего ток при запуске электродвигателя может достигнуть 200 – 500 А, что в 10 – 50 раз будет превышать допустимые величины. Это, в свою очередь, может привести к термическому отпуску металла, деформации проводников, разрушению колец или щеток скользящего контакта. Поэтому двигатели постоянного тока средней и большой мощности должны вводиться в работу реостатным запуском или путем подачи заведомо пониженного напряжения, прямой пуск для них крайне опасен.

Пуск с помощью пускового реостата

В этом случае в цепь вводится переменное сопротивление, которое на начальном этапе обеспечивает снижение токовой нагрузки, пока вращение ротора не достигнет установленных оборотов. По мере стабилизации ампеража до стандартной величины в реостате уменьшается сопротивление от максимального значения до минимального.

Расчет электрической величины в этом случае будет производиться по формуле:

В лабораторных условиях уменьшение нагрузки может производиться вручную – посредством перемещения ползунка реостата. Однако в промышленности такой метод не получил широкого распространения, так как процесс не согласовывается с токовыми величинами. Поэтому применяется регулировка по току, по ЭДС или по времени, в первом случае задействуется измерение величины в обмотках возбуждения, во втором, на каждую ступень применяется выдержка времени.

Оба метода используются для запуска электродвигателей:

• с последовательным;
• с параллельным возбуждением;
• с независимым возбуждением.

Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

Такой запуск электродвигателя осуществляется посредством включения и обмотки возбуждения, и якорной к напряжению питания электросети, друг относительно друга они располагаются параллельно. То есть каждая из обмоток электродвигателя постоянного тока находятся под одинаковой разностью потенциалов. Этот метод запуска обеспечивает жесткий режим работы, используемый в станочном оборудовании. Токовая нагрузка во вспомогательной обмотке при запуске имеет сравнительно меньший ток, чем обмотки статора или ротора.

Для контроля пусковых характеристик сопротивления вводятся в обе цепи:

Рис 1. Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

На начальном этапе вращения вала позиции реостата обеспечивают снижение нагрузки на электродвигатель, а затем их обратно выводят в положение нулевого сопротивления. При затяжных запусках выполняется автоматизация и комбинация нескольких ступеней пусковых реостатов или отдельных резисторов, пример такой схемы включения приведен на рисунке ниже:

Торможение электродвигателя постоянного тока может производиться в обратной последовательности за счет тех же резисторов.

Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

На рисунке выше приведена принципиальная схема подключения электродвигателя с последовательным возбуждением. Ее отличительная особенность заключается в последовательном соединении катушки возбуждения L_{возбуждения} и непосредственно мотора, переменное сопротивление R_якоря также вводится последовательно.

По цепи обеих катушек протекает одинаковая токовая величина, эта схема обладает хорошими параметрами запуска, поэтому ее часто используют в электрическом транспорте. Такой электродвигатель запрещено включать без усилия на валу, а регулирование частоты осуществляется в соответствии с нагрузкой.

Пуск ДПТ с независимым возбуждением

Подключение электродвигателя в цепь с независимым возбуждением производится путем ее запитки от отдельного источника.

Рис. 4. Запуск ДПТ с независимым возбуждением

На схеме приведен пример независимого подключения, здесь катушка L_{возбуждения} и сопротивление в ее цепи R_{возбуждения} получают питание отдельно от обмоток двигателя током независимого устройства. Для обмоток двигателя также включается регулировочный реостат R_якоря. При этом способе запуска машина постоянного тока не должна включаться без нагрузки или с минимальным усилием на валу, так как это приведет к нарастанию оборотов и последующей поломке.

Пуск путем изменения питающего напряжения

Одним из вариантов снижения токовой нагрузки при запуске электродвигателя является уменьшение питающего номинала посредством генератора постоянного напряжения или управляемого выпрямителя.

С физической точки зрения установка реостата обеспечивает тот же эффект, но с увеличением мощности электродвигателя возрастает и постоянная токовая нагрузка, существенно повышаются потери на реостатах. Поэтому снижение постоянного напряжения выполняет отдельное устройство на базе микросхемы, пример которого приведен на рисунке ниже:

Рис. 5. Схема пуска с изменением питающего напряжения

Источник