СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

Keywords: industrial gases, hydrogen, carbon monoxide, methane, nitrogen, carbon dioxide, flammability resistance of detonation, the flame propagation velocity.

Весна Владислав Александрович (Россия, Омск)- студент СибАДИ, гр. ДВСб-13А1 (г. Омск, пр. Мира, 5). Белов Дмитрий Владимирович (Россия, Омск)- студент СибАДИ, гр. АТб-16А1 (г. Омск, пр. Мира, 5).

Vesna Vladislav (Russia, Omsk) - the student SibADI, group DVSb-13A1 (Omsk, pr. Mira, 5).

Belov Dmitry (Russia, Omsk) - the student SibADI, c. ATB-16A1 (Omsk, pr. Mira, 5).

УДК 621.313 ББК 31.261

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА И АСИНХРОННЫМИ ТРЕХФАЗНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

COMPARATIVE ANALYSIS WITH ELECTRIC DC MOTORS AND ASYNCHRONOUS THREE-PHASE AC MOTOR WITH FREQUENCY CONTROL

П.Ю. Ивушкин

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), Россия, г. Омск

Технико-экономический анализ способов регулирования частоты вращения машин постоянного тока и асинхронных машин переменного тока

Еще недавно, лет двадцать назад, в нашей стране утверждение того, что обычный общепромышленный асинхронный двигатель может с успехом использоваться в регулируемом по скорости электроприводе вызывало удивление или недоверие у многих главных и не очень главных конструкторов и инженеров. Сегодня же можно сказать, что страна активно включилась

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ

ИЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

вобщепромышленный бум по использованию регулируемого по скорости асинхронного электропривода во всех областях промышленности и хозяйства

Всвете сказанного технико-экономический анализ производства и эксплуатации этих

машин представляет несомненный интерес.

Поскольку щеточно-коллекторный узел крупных машин «ювелирное изделие» больших

размеров то его изготовление и эксплуатация требует больших материальных затрат

Впроцессе эксплуатации коллектор необходимо протачивать, шлифовать, «продороживать».

Особенно тяжелые условия работы у машин постоянного тока на подвижном электротранспорте, где на щетку воздействуют вибрации.

Двигатели постоянного тока широко используются для привода подъемных средств в качестве крановых двигателей и привода транспортных средств в качестве тяговых двигателей. Основные преимущества двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными двигателями переменного тока – хорошие пусковые и регулировочные свойства, возможность получения угловой скорости более 3000 об/мин.

Вэлектроприводе используются двигатели постоянного тока независимого (ДПТНВ), последовательного (ДПТПВ) и смешанного возбуждения, а также двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, которые по своим свойствам близки к ДПТНВ. Электроприводы с ДПТНВ являлись до недавнего времени основным видом регулируемого ЭП. Поэтому рассмотрим основные способы регулирования скорости двигателя постоянного тока именно независимого возбуждения (ДПТНВ). [1]

Электрические машины постоянного тока используются как в качестве генераторов, так и в качестве двигателей. Наибольшее применение имеют двигатели постоянного тока, области применения и диапазон мощности которых достаточно широк: от долей ватта (для привода устройств автоматики) до нескольких тысяч киловатт (для привода прокатных станов. шахтных подъемников и других механизмов).

Вэлектроприводе используются двигатели постоянного тока независимого (ДПТНВ),

использовались электропривода постоянного тока. Системы регулирования скорости двигателя

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

стране было обусловлено, в первую очередь, отставанием уровня развития силовой электронной элементной базы от мирового уровня. Советские разработчики, зажатые рамками доступной элементной базы, не могли создать простых и надежных систем, в то время как в Европе, Японии и США такие системы успешно разрабатывались и внедрялись. Эти системы

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

получили название преобразователей частоты. В настоящее время широкий поток зарубежных преобразователей потихоньку заливает необъятные просторы нашей родины.

Но поскольку переход ко всему новому требует не только времени но и средств, то отправлять двигатель постоянного тока в музей еще рано. Асинхронные двигатели более просты в изготовлении. Они дешевле машин постоянного тока, поэтому применение их в электроприводах весьма перспективно. Однако, до сих пор не найдено дешевой и экономичной системы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей, хотя известны десятки таких систем. Асинхронный двигатель позволяет регулировать частоту вращения только тремя способами: переключением числа пар полюсов обмотки статора – дискретно, изменением частоты питающего напряжении и величины скольжения – плавно.

Регулировать частоту вращения величиной питающего напряжения не имеет смысла, поскольку угловая скорость магнитного поля статора зависит только от частоты питающего напряжения, в то время как величина вращающего момента пропорциональна квадрату напряжения. Поэтому при уменьшении напряжения двигатель может остановиться. Все сказанное относится к асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором.[1]

Широкое распространение в подъемных механизмах получили асинхронные двигатели с фазным ротором, где с помощью скользящих контактов можно вводить в цепь обмотки ротора добавочное сопротивление. Двигатель с фазным ротором более сложен и дороже, поскольку приходится изготавливать трехфазную обмотку ротора, контактное устройство и дополнительно устанавливать резисторы. Регулировать скорость вращения можно только в сторону ее уменьшения. Механическая характеристика такого двигателя при введении в цепь ротора добавочного сопротивления становится более пологой, что делает работу двигателя менее устойчивой. Однако, критический момент не изменяет своей величины. Это дает возможность получить вращающий пусковой момент равным критическому и уменьшить пусковые токи.[1]

385

Рисунок 1 – Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором

В промышленно развитых странах уже практически невозможно найти асинхронный двигатель без преобразователя частоты. Несмотря на кажущуюся значительную стоимость современных преобразователей окупаемость вложенных средств не превышает в среднем 1,5 года.

Выводы

Какие выгоды можно ожидать от внедрения ЧРП:

–Экономия электроэнергии.

–Снижаются пусковые токи.

–Минимизация затрат на обслуживание.

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.