6 Запитання для самоперевірки

6.1 Як конструктивно виконується чотиришвидкісний асинхронний двигун?

2. Поясніть принцип роботи схеми на різних швидкостях.

3. Де використовуються чотиришвидкісні двигуни?

4. Які електричні і механічні блокування передбачені в схемі керування?

5. Які схеми з'єднання обмоток статора у багатошвидкісних двигунах?

Лабораторна робота № 5 дослідження перехідних процесів під час пуску і гальмування двигуна постійного струму паралельного збудження

Мета роботи: вивчення і дослідження перехідних процесів під час пуску і гальмування двигуна постійного струму паралельного збудження

1 Основні теоретичні положення

Характер перехідних процесів (їх тривалість, зміни в часі струму, моменту, швидкості та інших величин) впливає на роботу електроприводів виробничих механізмів. Вивчення перехідних процесів дозволяє правильно розрахувати потужності електричних двигунів привода, розробити схему керування, розрахувати елементи схеми, провести наладку електропривода. Всі ці фактори визначають продуктивність, економічність, надійність електропривода.

При незмінній напрузі мережі живлення, незмінному магнітному потоці та моменту інерції рівняння електричної і механічної рівноваги під час пуску двигуна постійного струму можна записати

U=C_E ω+iR; (5.1)

M= (5.2)

або

де GD² – маховий момент двигуна, кГм² або Нм²;

J – момент інерції двигуна, кгмс² (кГм²) або Нм²;

R – опір якірного кола, R=r_я+R_n ,Ом;

R_n – пусковий опір, Ом;

і – струм якоря, А.

С_Е – коефіцієнт ЕРС, що визначається за формулою

; (5.3)

C_{М –} коефіцієнт моменту:

(5.4)

З рівнянь (5.1) і (5.2) можна отримати рівняння перехідних характеристик для швидкості обертання двигуна під час пуску

ω ₌ ω_с+ ( ω_поч+ ω_с)е^-t/Т (5.5)

або

ω ₌ ω_с^. ( 1- е^-t/Т )₊ ω_поч е^-t/Т , (5.5)

де ω_с – швидкість в сталому режимі, об/хв;

ω_поч–початкова швидкість, об/хв; при пуску з нерухомого стану ω_поч =0;

Т_М – електромеханічна постійна часу привода, с.

або (5.6)

Якщо ω_поч = 0, то рівняння (5.5) матиме вигляд:

ω ₌ ω_с^. ( 1- е^-t/Т ) (5.7)

З формули (5.7) можна отримати залежність часу пуску від швидкості ω = 0 до ω= ω₁, тоді

(5.8)

Теоретично перехідний процес під час пуску привода з ДПС закінчується при t_n=∞, а практично вважають, що перехідний процес закінчується через (3 4)Т_М, тобто t_n (3 4) Т_М.

Залежність струму в колі якоря під час пуску електродвигуна визначається, якщо взяти похідну за часом рівняння (5.1). Після нескладних перетворень отримуємо неоднорідне диференційне рівняння 1-го порядку

(5.9)

де і_С= - струм навантаження сталого режиму.

Розв`язуючи це рівняння, отримаємо рівняння перехідної характеристики для струму під час пуску

і=(і_поч – і_с) е^-t/Т +і_с

або

і= і_с ( 1- е^-t/Т )+і_поч е^-t/Т , (5.10)

де і_поч=і_пуск – початковий струм при ω = 0.

і= і_с ( 1- е^-t/Т )+ і_пуск е^-t/Т . (5.11)

Для динамічного гальмування електроприводу з двигуном постійного струму паралельного збудження якір двигуна вимикають з мережі і вмикають на гальмівний опір R_г. У рівнянні (5.1) в цьому випадку U=0, тоді

0 = С_Е + іR. (5.12)

Рівняння перехідної характеристики для струму під час динамічного гальмування:

і=(і_поч+і_с) е^-t/Т +і_с,

або

і= і_с (1+ е^-t/Т ) + і_поч е^-t/Т . (5.13)

Початковий струм при гальмуванні дорівнює:

(5.14)

де і_ном – номінальний струм двигуна.

Електромеханічна постійна часу при динамічному гальмуванні:

Т_МДГ= , (5.15)

де R_∑=R+Rг.

Час гальмування до повної зупинки

(5.16)

(5.17)