книги из ГПНТБ / Погорелый И.П. Обкатка и испытание тракторных и автомобильных двигателей

Электрогпормиз - \Дбигательнь/и Генераторный

Все характеристики пересекаются с осью абсцисс в точке, соответствующей синхронному числу оборотов электрической машины. Эта точка обозначена индек­ сом rt0.

Двигательный режим асинхронной машины с фазо­ вой обмоткой ротора по числу оборотов находится в пределах от п = 0 до п=пс (синхронное число оборо­ тов) . Последнее представляет собой число оборотов вра­ щающегося магнитного поля статора машины, опреде­ ляемое по формуле:

ном числе оборотов момент машины равен 0. Число обо­ ротов ротора машины, работающей как электродвига-

90

тель, меньше синхронного числа и характеризуется ко­ эффициентом скольжения 5:

Таким образом, при работе машины в качестве элек­ тродвигателя число оборотов ротора отстает от числа оборотов вращающегося магнитного поля статора.

При S = l число оборотов ротора равно 0, т. е. ро­ тор электродвигателя не вращается. Это может наблю­ даться в двух случаях: 1) фазовая обмотка ротора ра­ зомкнута или 2) крутящий момент машины меньше момента сопротивления объекта, который должен при­ водиться в действие данной машиной.

Различают три значения крутящего момента при ра­ боте машины в качестве электродвигателя: номиналь­ ный, максимальный и пусковой.

Под номинальным крутящим моментом понимают такое его значение, при котором машина как электро­ двигатель может работать неопределенно долго при коротко замкнутой обмотке ротора и допустимой тем­

в качестве электродвигателя, кВт;

п— номинальное число оборотов ротора в двига­ тельном режиме в минуту.

При работе в двигательном режиме номинальные значения мощности, крутящего момента и числа обо­ ротов соответствуют коэффициенту скольжения 0,03— 0,05.

Максимальный крутящий момент в двигательном ре­ жиме больше номинального крутящего момента. Для машин серий АК и АКБ, используемых для электро­ стендов, максимальное значение крутящего момента на­ ходится в пределах 1,8—2,3.

91

тящий момент для естественной и всех искусственных характеристик равновелик: верхушки кривых характе­ ристик лежат на прямой линии, параллельной оси абс­ цисс.

Пусковым моментом называют наибольший крутя­ щий момент при троганйи машины под нагрузкой в ре­ жиме двигателя.

Пусковой момент при коротком замыкании обмотки ротора бывает меньше номинального (см. кривую /, рис. 31), а при некоторой величине сопротивления, при­

Это свойство асинхронной машины с фазовой об­ моткой ротора используют в обкаточно-тормозном стен­ де для запуска обкатываемых двигателей, сопротив­ ление которых вначале может превышать номинальную величину крутящего момента двигателя.

Для получения генераторного режима ротор машины должен вращаться с числом оборотов, большим син­ хронного числа, и в том же направлении, что и в дви­ гательном режиме.

Если число оборотов ротора относительно синхрон­

двигательном режиме момент был крутящим, то в гене­ раторном он будет тормозящим, направленным проти­ воположно крутящему моменту.

Чтобы заставить ротор машины вращаться с числом оборотов выше синхронных, к валу ротора надо при­ ложить крутящий момент от какого-то другого двигате­ ля. Таким двигателем и является обкатываемый двигатель при горячей обкатке. Изменяя величину сопро­ тивления, присоединяемого к обмотке ротора в генера­ торном режиме, так же как в двигательном, можно из­ менять нагрузку обкатываемого двигателя.

92

Момент в генераторном режиме по числу оборотов изменяется почти так же, как в двигательном.

Скольжение, соответствующее номинальному и мак­ симальному моменту в генераторном режиме, будет практически таким же, как и в двигательном режиме. Очевидно, что обкатывать в генераторном режиме, т. е. проводить горячую обкатку с нагрузкой, можно только такие двигатели, номинальное число оборотов которых выше синхронного числа оборотов асинхронной машины стенда.

Холодную обкатку двигателей можно выполнять на оборотах, близких к оборотам, получающимся при ко­ ротком замыкании обмотки ротора; они на 3—5% мень­

режиме. Этот режим называют режимом противовращения.

При работе в двигательном режиме машина потреб­ ляет энергию из сети и превращает ее в механическую работу. Этот режим в электростендах ГОСНИТИ ис­ пользуют для холодной обкатки двигателей.

При работе в генераторном режиме машина превра­ щает механическую работу двигателя, который приво­ дит ее во вращение, в электрическую энергию, значи­ тельная часть которой поступает в сеть. Этот режим в э~лектростендах ГОСНИТИ применяют для нагрузки двигателей при горячей обкатке.

Работая в этом режиме, обкатываемый двигатель и электрическая машина являются электрической станци­ ей, подающей ток в сеть параллельно с электрическими станциями энергосистемы.

Использование режима электротормоза для нагружения обкатываемого двигателя в производственных ус­ ловиях является нецелесообразным, а иногда и недопу­ стимым. Нецелесообразность заключается в том, что торможение обкатываемого двигателя происходит целикомч ^за счет электроэнергии, потребляемой из сети, которая полностью превращается в тепло и которое не­ обходимо отводить в окружающую среду, что экономи­ чески нецелесообразно. Недопустимость заключается в

93

Рис. 32. Зависимость напряжения на кольцах ротора асинхронной электрической машины от числа оборотов и режима работы:

п с — синхронное число оборотов; п — текущее число оборотов; V — напряже ­ ние на кольцах ротора; Ѵа— напряжение на кольцах ротора при пуске.

нии некоторого числа оборотов напряжение на кольцах будет больше напряжения сети, что является небез­ опасным для обслуживающего персонала и, следователь­ но, недопустимым по технике безопасности.

290В. Пусть синхронное число оборотов - электриче­ ской машины равно 1500 в минуту. Требуется тормозить обкатываемый двигатель с числом оборотов 2400 в ми­ нуту. Тогда при торможении в генераторном режиме на­ пряжение на кольцах будет равно 192В, а при тормо­ жении в электротормозном режиме—742В.

Электрическая и конструктивная схема электростен­ дов ГОСНИТИ с асинхронными электрическими маши­ нами. Обкаточно-тормозные электростенды ГОСНИТИ в течение 1957—1966 гг. изготовляли с асинхронными машинами типа АК, которые предназначались для ра­ боты в качестве электродвигателей.

С 1966 г. асинхронные машины типа АК были заме­ нены асинхронными машинами типа АКБ, используемы­ ми в обкаточно-тормозных стендах.

94

Электрическая схема электростенда с асинхронной машиной типа АК показана на рисунке 33.

Для регулировки числа оборотов при работе машины в двигательном режиме, предназначенном для холодной

Обкатываемый

двигатель

Рис. 33. Электрическая схема электростенда с асин­

95

оборотов и нагрузки при работе машины в двигатель­ ном и генераторном режимах; отсутствие скользящих контактов, которые в металлических реостатах подго­

Для измерения мощности, развиваемой обкатывае­ мым двигателем, на стенде применен весовой метод. Сущность этого метода заключается в том, что при по­ мощи весов измеряют реактивный момент на корпусе электрической машины, который численно равен крутя­

Весовой механизм 4, так же как и стойки электриче­ ской машины, установлен на плите 3.

Число оборотов вала электрической машины изме­ ряют электрическим тахометром, датчик 5 которого при­ водится в действие от вала электрической машины че-

96

при резком изменении нагрузки обкатываемого двига­ теля в конструкции весового механизма стенда приме­ нен гидравлический демпфер. Он представляет собой цилиндр / (рис. 36) с поршнем 2, который связан с корпусом электрической машины при помощи штока 4 через кронштейн / (см. рис. 35).

Нижней частью цилиндр демпфера соединен с осно­ ванием стойки 11 весового механизма.

Успокаивающее действие демпфера обеспечивается сопротивлением перетекания масла между верхней и

электрической машины при работе в генераторном ре­ жиме, но также и ее крутящий момент и по его вели­ чине судить о качестве сборки и приработки обкаты­ ваемых двигателей. На циферблате (рис. 37) весового

98

Рис. 37. Шкалы циферблата весового меха­ низма электростенда ГОСНИТИ с электриче-

. ской машиной АКБ-92-4, протарированной в киловаттах.

по направлению движения часовой стрелки), а другая

ных электрода 4. Каждый электрод состоит из трех пластин: средней (основной) и двух боковых (дополни­ тельных) .

Для создания жесткости и равномерного расположе­ ния электродов в баке они в верхней части соединены изоляционной планкой 5. К электродам присоединяют провода, идущие от колец ротора.

Вращением вала 2 электроды погружаются в элект­ ролит, в зависимости от глубины погружения изменяет­ ся величина сопротивления, добавляемого к обмотке ротора.