книги из ГПНТБ / Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие

Очевидно, если бы не было пускового регулируемого сопротивления, то пусковой ток определялся по формуле Ліуск= Усетп/гя и был бы в момент пуска чрезмерно велик, что опасно для двигателя. Обычно пусковое сопротивле­ ние подбирается так, чтобы пусковой ток не превышал двукратного значения номинального тока двигателя (69).

После разгона двигателя с увеличением числа оборо­ тов частями выводится пусковое сопротивление, а при достижении номинальных оборотов оно выводится пол­ ностью.

Когда якорь двигателя начинает вращаться, его про­ водники пересекают магнитное поле полюсов индуктора и в них индуктируется э.д. с , направление которой опре­ деляется по правилу правой руки. При работе машины постоянного тока в режиме двигателя э.д. с. обмотки якоря всегда имеет направление, противоположное на­

стигает 93—97% от напряжения сети, поэтому при вра­

менения числа оборотов п двигателя постоянного тока с

Из формулы (67) э.д. с , индуктируемая водном про­ воде обмотки якоря, Е = ВШ. Так как длина провода не­ изменна, то переменными величинами будут: магнитная индукция, которую можно выразить через магнитный по­ ток, и скорость перемещения проводника Ф, которую мо­ жно выразить через число оборотов якоря п. Если вве­ сти коэффициент пропорциональности, учитывающий за­ мену индукции магнитным потоком, замену скорости движения проводника числом оборотов двигателя, а так­ же число проводов якоря, соединенных последовательно,

100

ления вращения двигателя. Очевидно, что для изменения направления вращения двигателя в описываемой схеме необходимо изменить направление тока в обмотке воз­ буждения генератора, т. е. в обмотке управления ЭМУ, тогда изменяются направления индуктированной э.д.с. на зажимах якоря генератора, тока в обмотке якоря дви­ гателя и вращения двигателя согласно правилу левой руки. Якорь ЭМУ соединен с якорем двигателя.

Следовательно, на основании правила левой руки для реверсирования двигателя постоянного тока нужно вы­ полнить одно из двух: изменить направление тока в об­ мотке якоря двигателя на обратное или изменить направ­ ление тока в обмотке возбуждения двигателя на обрат­ ное. Одновременное выполнение двух изменений не дает реверса вращения двигателя.

электромашинных усилителей и генераторов постоянного тока для получения постоянного тока на печной подстан­ ции. Эти двигатели работают по принципу кругового вращающегося магнитного поля, которое создается, если по трем независимым катушкам, расположенным по ок­ ружности симметрично' (оси катушек образуют между собой углы по 120°), проходит трехфазный ток. Число оборотов этого вращающегося магнитного поля гі\ опре­ деляется по формуле

и может быть: 2, 4, б, 8, 10, тогда число пар полюсов со­

Асинхронный трехфазный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора. Статор — неподвиж­ ная часть двигателя, в пазах которого по окружности расположены три обмотки статора, соединенные в звезду

102

или треугольник. Ротор — вращающаяся часть двигате­ ля. Он может иметь три независимые обмотки, соединен­ ные в звезду. В пазах ротора можно также проложить стержни из цветного металла и с обоих концов замкнуть их кольцами путем пайки или сварки. Такое соединение стержней ротора имеет вид беличьей клети, и ротор на­ зывают короткозамкнутым. Ротор с обмоткой называет­ ся фазным, имеет соединение начал обмотки звездой внутри ротора, а концы обмоток соединяются с тремя контактными металлическими кольцами, изолированны­ ми от вала и между собой и вращающимися вместе с ро­ тором. На кольца налегают электрощетки, снимающие ток с колец; по проводникам ток, снятый с колец ротора, проходит в регулируемое трехфазное сопротивление (реостат), где и замыкается.

Принцип действия трехфазного асинхронного двига­ теля состоит в следующем: при подаче трехфазного тока в цепь статора двигателя в нем образуется магнитное поле, вращающееся со скоростью гі\. Это магнитное поле сцепляется с обмоткой ротора и индуктирует в ней трех­ фазную э.д.с. При замкнутой цепи по обмоткам ротора протекают токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем статора, приводят ротор во вращение в направле­ нии вращающегося магнитного поля. Но число оборотов вращающегося ротора всегда несколько меньше (на 3— 6%), чем число оборотов вращающегося магнитного по­ ля, поэтому такие двигатели называют асинхронными. Разница в оборотах вращающегося магнитного поля и ротора называется скольжением ротора. Число оборотов двигателя, которое указывается на паспортной табличке двигателя, есть число оборотов, соответствующее номи­ нальной механической нагрузке двигателя. При увеличе­ нии нагрузки число оборотов двигателя снижается, при снижении увеличивается.

Для изменения направления вращения асинхронного двигателя нужно поменять местами два провода на под­ ключении статора (поменять две фазы), тогда изменя­ ются направления вращения магнитного поля и ротора.

Чтобы регулировать число оборотов короткозамкнутого асинхронного двигателя, нужно изменять частоту сети и число пар полюсов, что следует из формулы (73). На машинах загрузки извести и других материалов в печь применяют двух- и трехскоростные двигатели.

103

В этом случае двигатель имеет две пли три обмотки на статоре, рассчитанные на различное число полюсов.

Число оборотов асинхронного двигателя с фазным ротором можно уменьшать введением сопротивления в цепь ротора (рис. 35). Одновременно это сопротивление является и пусковым сопротивлением; чтобы уменьшить бросок тока при пуске — развороте дви­ гателя. Величину сопротивления для пу­ ска двигателя с фазовым ротором подби­ рают так, чтобы пусковой ток не превы­ шал двукратный номинальный ток дви­

гателя.

Чем больше сопротивление введенно­ го в цепь ротора, тем меньше число обо­ ротов двигателя, тем более плавный пуск. Затем введенное сопротивление постепен­ но уменьшается замыканием секций соп­ ротивлений и исключается полностью, по­ сле чего двигатель приобретает свои но­ минальные обороты (при номинальной нагрузке), указанные в его паспортной табличке.

Двигатели с фазовым ротором приме­ няются на механизмах наклона печи, по­ ворота ванны, выката ванны для обеспе­ чения плавной работы этих механизмов и регулирования скорости, что особенно ва­ жно для механизма наклона. На осталь­

ных механизмах печи (кроме перемещения электродов) используют короткозамкнутые асинхронные двигатели, если печь с электромеханическим приводом.

Короткозамкнутый асинхронный двигатель неболь­ шой мощности включают непосредственно в сеть. Пока двигатель разворачивается, пусковые токи достигают 5—7-кратной величины; они снижаются при возрастании оборотов; ток становится равным номинальному, когда двигатель развернется до номинальных оборотов. Для асинхронного двигателя очень опасна работа «на две фа­ зы», при которой двигатель сгорает (обмотка статора). Это происходит, когда на линии, питающей двигатель, сгорает предохранитель, обрывается провод или по ка­ ким-то причинам отсутствует одна фаза. Если двигатель был неподвижен, он не разворачивается, при включении

104

гудит, поэтому его нужно сразу отключить. Если обрыв фазы произошел во время вращения, то двигатель сни­ жает обороты (иногда может остановиться при большой нагрузке) и его нужно сразу отключить.

текают быстрее. Это преимущество ЭМУ наряду с его большой усилительной возможностью, которая объясня­ ется двумя ступенями усиления. Нужно отметить, что обычный генератор постоянного тока с параллельным

При прохождении тока через обмотку управления ОУ создается магнитный поток Фв , направленный по оси об-

На рисунке изображена только одна обмотка управления.

105

же проводниках протекает ток, замыкающийся через короткозамкнутые щетки. Это первая ступень усиления.

В результате протекания тока создается магнитный поток Фп , поперечный потоку Ф в . Этот поток индуктирует в проводах якоря э.д. с , направление которой представ­ лено крестиками и точками рядом с проводниками. Эта э. д. с. является второй ступенью усиления и снимается щетками и через проводники выводится на клеммники ЭМУ, где обозначены зажимы якоря. Эти якорные за­ жимы соединяются с якорем электродвигателя переме­ щения электродов. В ЭМУ имеется компенсационная об­ мотка КО, служащая для компенсации вредного потока реакции якоря Ф р . Компенсационная обмотка включает­ ся так, чтобы ее поток был направлен встречно Ф Р . В схемах автоматики одна из обмоток управления ис­ пользуется как обмотка обратной связи.

При эксплуатации ЭМУ нужно следить за своевре­ менной заменой щеток на коллекторе и подшипников, так как ЭМУ — машина с большим числом оборотов. Мощ­ ность ЭМУ, применяемых на электропечах, 2,5; 5; 11 кет. ЭМУ приводится во вращение трехфазным асинхронным короткозамкнутым двигателем.

М а г н и т н ы й у с и л и т е л ь . Принцип действия магнитного усилителя иллюстрируется рис. 37. Два сер­ дечника набраны из листовой электротехнической стали. На сердечниках располагаются обмотка управления ОУ с большим числом витков, питаемая обычно постоянным током, и рабочие обмотки ОР\ и ОРг, включаемые в цепь переменного тока с нагрузкой Zn. Рабочие обмотки вклю­ чаются между собой так, чтобы создаваемые ими магнит­ ные потоки были направлены противоположно по отноше­ нию к управляющей обмотке, тогда в управляющей об­

противление рабочих обмоток велико и ток нагрузки не­

106

число витков, поэтому при очень небольшом токе управ­ ления можно получить значительное подмагничивание сердечника и соответственно изменить мощность на­ грузки.

Таким образом, в магнитном усилителе управляют- с помощью небольшой мощности в обмотке управления значительной мощностью в нагрузке.

Рис. 37. Схема магнитного усилителя

Коэффициент усиления по мощности определяется как отношение полезной мощности нагрузки к мощности в цепи управления.

Преимуществом магнитных усилителей является от­ сутствие вращающихся и подвижных частей. Магнитные

величин дают возможность контролировать правильность эксплуатации электроустановки, защищать от ненор­ мальных режимов и возможных повреждений, оценивать результаты эксплуатации электроустановки и совершен­ ствовать эту эксплуатацию. Измеряют электрические ве­ личины электроизмерительными приборами, которые

107

108