Контрольные вопросы

1. Объяснить устройство синхронной машины.

2. В каких режимах могут работать синхронные машины и где они применяются?

3. Объяснить принцип действия трехфазного синхронного двигателя.

4. Объяснить принцип действия трехфазного синхронного генератора.

5. Какие магнитные потоки имеют место в синхронной машине?

6. Построить векторную диаграмму синхронного дви­гателя.

7. Начертить и объяснить угловую характеристику синхронной машины.

8. Как изменяется коэффициент мощности синхронной машины при изменении тока возбуждения?

9. Начертить и объяснить U-образные характеристики синхронного двигателя.

10. Какие существуют методы пуска синхронных двигателей?

Лабораторная работа №12 Исследование магнитного пускателя цели работы

1. Ознакомление с устройством и назначением магнитного пускателя.

2. Изучение принципа действия магнитного пускателя и работы его основных частей: контактора, блок - контакта, теплового реле, кнопок управления.

3. Осуществление пуска и остановки асинхронного двигателя с помощью нереверсивного и реверсивного магнитных полей.

Материалы для подготовки к работе

Магнитный пускатель предназначен для пуска и остановки двигателя. Магнитный пускатель состоит из электромагнитных контактов, теплового реле и кнопки управления. Рассмотрим схему магнитного нереверсивного пускателя переменного тока (рис. 12.1).

Управление пускателем осуществляется с помощью двух кнопок: ПУСК и СТОП. При нажатии кнопки ПУСК замыкается цепь оперативного тока - от провода С сети через предохранитель, катушку К контактора, контакты 2РТ одного теплового реле, контакты 1РТ второго теплового реле, контакты кнопок ПУСК и СТОП к проводу В сети. Под действием оперативного тока снабженный катушкой К электромагнит трехполюсного контактора притянет подвижный якорь. С последним жестко соединены главные подвижные контакты К и блок - контакт К в цепи оперативного тока. Все эти контакты замкнутся и двигатель будет пущен в ход. Замыкание блок - контакта К необходимо для того, чтобы замкнуть цепь оперативного тока помимо контактов кнопки ПУСК и, таким образом, предупредить размыкание оперативного тока, когда кнопка ПУСК после нажатия возвратится в исходное положение. Нажатие кнопки СТОП размыкает цепь оперативного тока, катушка контактора К освобождает якорь и

Рис. 12.1. Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью нереверсивного магнитного пускателя

главные контакты под действием пружин размыкаются, двигатель останавливается.

Реверсивный магнитный пускатель состоит, по существу, из двух обычных магнитных пускателей с добавочными нормально закрытыми блок - контактами Н и В, исключающими включение одного из контактов при включенном другом и предотвращающими этим короткое замыкание питающей сети.

На рис. 12.2 представлена схема управления асинхронным двигателем с помощью реверсивного пускателя

На этой схеме показаны два трехполюсных контактора В и Н, каждый из которых имеет три нормально открытых главных контакта в силовой цепи двигателя, один нормально закрытый и один нормально открытый блок - контакт и тепловое реле РТ с нормально закрытым контактом. Схема содержит также плавкие предохранители, две пусковые кнопки управления ВПЕРЕД и НАЗАД и одну кнопку управления СТОП. Нормально закрытый блок - контакт В включен в цепь катушки контактора Н, а блок - контакт Н включен в цепь катушки контактора В. Для пуска двигателя АД в одну сторону нажимают на кнопку ВПЕРЕД, замыкается нормально открытый контакт В_п и, тем самым, подается питание в катушку В. Одновременно, той же кнопкой размыкается нормально замкнутый контакт В_п в цепи катушки Н. Контактор В срабатывает и замыкает свои нормально открытые контакты В в главной цепи, блокируя пусковую кнопку ВПЕРЕД. Двигатель начинает вращаться в требуемую сторону. Одновременно нормально закрытый блок - контакт В разрывает цепь питания катушки контактора Н. Поэтому, если нажать кнопку НАЗАД, чтобы изменить направление вращения двигателя, то контактор Н, обеспечивающий вращение двигателя в обратную сторону не срабатывает. Отсутствие блокировок могло бы привести к совместному включению обоих контактов В и Н, т.е. и двухфазному короткому замыканию силовой цепи двигателя через их главные контакты В и Н. Кроме электрической блокировки в реверсивном магнитном пускателе может применяться и механическая блокировка. Для этого на боковых торцах якорей контакторов установлены ограничители хода.

Чтобы пустить двигатель в другую сторону (назад), необходимо сначала выключить его нажатием кнопки СТОП: все элементы схемы придут в исходное состояние, изображенное на рис. 12.2. Затем кнопкой НАЗАД можно произвести аналогично пуск двигателя в обратную сторону.

Для защиты двигателя от перегрузок пускатель снабжен двумя тепловыми реле.

Основным элементом теплового реле (рис. 12.3) является биметаллическая пластина 1, представляющая собой спай двух металлов, с различными температурными коэффициентами расши­рения (удлинения). Биметаллическая пластинка схвачена спиралью 2, которая является нагревательным элементом НЭ (участком защищаемой цепи), т.е. по ней проходит рабочий ток.

Благодаря тепловому действию тока спираль нагревается, а вместе с ней нагревается и биметаллическая пластина. При нормальном режиме работы приемника (I≤I_H) нагрев пластинки недостаточен для ее заметной деформации. Если же ток длительно превышает номинальное значение, пластинка от нагревания

Рис. 12.2. Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью реверсивного магнитного пускателя

значительно деформируется и, изгибаясь, поднимается вверх, освобождая рычаг 7. Последний под действием пружины 4 поворачивается вокруг оси 8 по часовой стрелке и тягой 5 размыкает контакты 6, разрывая тем самым вспомогательную цепь катушки включающего устройства (размыкается, как и при нажатии кнопки СТОП). Кнопка 3 предназначена для возврата рычага 7 реле в исходное положение после того, как охладится спираль и биметаллическая пластинка. Из-за значительной тепловой инерции тепловое реле не обеспечивает защиты от токов короткого замыкания, поэтому для защиты двигателя от внезапных коротких замыканий в цепи главного тока устанавливаются плавкие предохранители.