книги из ГПНТБ / Василевский, Марк Николаевич. Асинхронный привод шахтных подъемных машин

Расчет пускового сопротивления производится по стандарт­ ному формуляру (табл. 9).

—полная продолжительность одного подъемного цикла;

п— число подъемных циклов в час.

Конструкция контактов контроллера КМ-3 позволяет регули­

рованием величины их провала получать 11 ступеней при нерав­ номерном их выключении, что намного улучшает режим пуска.

Контроллер КМГ* -3310

Контроллер КМГ-3310 применяется для управления двига­ телями различных лебедок, установленных на поверхности и в

подземных выработках.

Контроллер выпускается в нормальном рудничном исполне­ нии и в подземных условиях может применяться только в выра­ ботках, проветриваемых свежей струей воздуха.

По особому заказу контроллер может быть изготовлен для двигателей мощностью до 150 кет с током ротора 300 а. Схема и основные размеры контроллера приведены на рис. 54 и 55.

Блок-контакт КК-15 размыкается только при опускании мас­

ляного бака.

* В настоящее время не изготовляется.

89-

Контроллер КМГ-3310 имеет схему замыкания контактов, осу­

ществляющую неравномерное выключение ступеней пускового

сопротивления.

Такая схема дает большую экономию контактов; например, для получения семи искусственных характеристик двигателя до­

статочно девяти рабочих контактов вместо 14 при равномерном

выключении сопротивлений.

Схема неравномерного выключения ступеней сопротивления имеет перечисленные ниже недостатки.

1. Из-за неравенства сопротивлений в фазах ротора возни­ кают неодинаковые токи в обмотках, что ведет к перегреву более

нагруженных обмоток. Этот не­ достаток имеет значение толь­ ко в случае длительного регу­ лирования скорости двигателя..

двигателей с неравномерным выключением ступеней сопротивле­ ния в цепи ротора сложен и требует дополнительных данных, ко­ торые в каталогах не приводятся.

Можно пользоваться приближенными методами расчетов пу­ сковых сопротивлений или стандартным расчетным формуляром,

составленным для средних условий. Приближенный метод рас­ чета дает такую разбивку ступеней сопротивления, при которой можно получить наименьший при данном числе ступеней провал момента двигателя.

Асимметрия токов ротора и искажение момента, определяе­

мые неравенствами сопротивлений фаз ротора, могут быть оце­ нены по коэффициенту инверсии, представляющему собой отно­

92

шение токов положительного чередования фаз к токам отрица­ тельного чередования фаз.

Если пренебречь индуктивным сопротивлением цепи ротора, то коэффициент инверсии

Из этой формулы видно, что при равных сопротивлениях фаз ротора коэффициент инверсии равен нулю, а при неравных со­ противлениях имеет положительные значения, тем большие, чем больше отличаются величины сопротивлений.

На рис. 56 представлено семейство характеристик асинхрон­ ного двигателя для различных асимметричных сопротивлений в цепи ротора. Около каждой из кривых проставлены значения

коэффициентов инверсии, иллюстрирующие влияние неравных

сопротивлений на искажение момента вблизи полусинхронной скорости.

Из рис. 56 видно, что если спрямить провалы моментов вблизи полусинхронной скорости, то полученные характеристики будут очень мало отличаться от тех, которые имеют место при некото­

рых эквивалентных сопротивлениях, одинаковых во всех трех ли­

ниях ротора.

Исходя из равенства тепловых потерь в цепи ротора, при рав­ ных и неравных сопротивлениях его линий, можно вычислить величину эквивалентного сопротивления по формуле

о __ RgRb + RbRc 4- RaRc

Кэкв — Ra + Rb + Re

В контроллерах с неравномерным выключением ступеней пу­ скового сопротивления поворотом маховика из одного положения в следующее производится закорачивание сопротивления одной

из линий ротора и только переключение двух последних ступе­ ней различных фаз производится одновременно.

Обозначим:

Ra = Ям — меньшее сопротивление; Rb = ReP— среднее сопротивление; RC = R6— большее сопротивление.

При повороте маховика контроллера на одно положение аб­ солютное сопротивление меняется лишь в одной фазе ротора, но относительное сопротивление меняется во всех фазах.

Примем отношения большего сопротивления к среднему и среднего к меньшему равными между собой при всех положе­ ниях контроллера и обозначим их через а, т. е.

R& Rep = а. — const..

*\ср

93

Большее и меньшее сопротивления можно выразить через;

среднее

А?б = «/?сР; ^м = ~^сР-

После преобразования формулы для определения коэффи­ циентов у и эквивалентного сопротивления примут следующий вид

■^экв ^*ср

При а = const коэффициент инверсии одинаков для всех поло­ жений контроллера и группа из трех одинаковых сопротивлений

эквивалентна трем неодинаковым сопротивлениям 7?м, /?ср и /?б. Средние величины сопротивлений, поскольку они равны экви­ валентным, равномерно включенным, можно определить по фор­

мулам:

^cp.m = OHCm,

где С = ---- отношение моментов переключения;

—сопротивление фазы обмотки ротора и соедини­ тельных проводов.

Нетрудно показать, что С = а. Действительно, постоянное значение С при всех положениях контроллера может быть полу­

чено лишь в том случае, если при введении одной ступени уве­ личится по абсолютной величине меньшее сопротивление; тогда по относительной величине оно станет большим, большее — сред­ ним и среднее — меньшим, а отношение между средними сопро­ тивлениями на смежных положениях контроллера а = С.

Найдя для каждого положения контроллера среднее сопроти­ вление и пользуясь тем, что С = а, определим большее и мень­ шее сопротивления при т введенных ступенях по формулам

И 7?м — q •

Отношение пусковых моментов может быть определено при

где М2 — нижний переключающий момент (%), принимаемый

обычно равным 110% статического момента.

94

Расчет пускового сопротивления удобнее вести при помощи1

вспомогательной табл. 10, присваивая средним сопротивлениям,

числовые индексы, соответствующие количеству введенных сту­

пеней.

При пользовании табл. 10 необходимо помнить, что введение-

одной ступени увеличивает по абсолютной величине только мень­ шее сопротивление, но по относительной величине изменяются, все сопротивления —• меньшее становится большим, большее — средним, среднее — меньшим.

Рассмотрим расчет пусковых сопротивлений с неравномерным закорачиванием ступеней применительно к электроприводу шахт­ ных лебедок и малых подъемных машин.

Учитывая, что при применении контроллера КМГ-3310 осуще­ ствляется ручной неавтоматизированный пуск, можно выполнять

расчет сопротивлений по Дюрмуляру со стандартными коэффи­

циентами С, вычисленными для средних условий.

При составлении стандартного формуляра приняты приведен­ ные ниже исходные данные.

1. Так как скольжение двигателей, применяемых для электро­ привода лебедок, колеблется от 2 до 4% и сопротивление подво­ дящих проводов составляет от 100 до 50% активного сопротивле­ ния ротора, то за исходное скольжение принято sH = 4%; такоедопущение вызывает ошибку в расчетах, равную примерно 7— 8%, что выше точности расчетов мощности приводного двига­ теля и точности подбора величины комплектуемых сопротивле^ ний.

2. Приняты две предварительные ступени, т. е. число пуско­

вых ступеней т = 7—2 = 5.

Момент на первой предварительной ступени

М —Л^1

2Nnpl-- Q

и на второй предварительной ступени

■^прг -Mi-

Таким образом, для расчетов сопротивления к контроллеру КМГ-3310 можно пользоваться стандартным формуляром, при­

веденным в табл. 11.

95-

§ 8. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ

После определения величины требуемого пускового сопроти­

вления и построения механических характеристик двигателя при­ ступают к выбору номеров стандартных ящиков сопротивлений, исходя из условий их допустимого нагрева.

В горной промышленности применяются ящики сопротивле­ ний четырех типов: с чугунными спиралями типов ЯС-100 и Н, с фехралевыми спиралями типа КФ и в нормальном рудничном исполнении типа ЯС-130.

В § 10 гл. XIX даны подробные характеристики ящиков со­ противления всех типов.

Стандартные ящики сопротивлений при установке их на по­ верхности или в шахтах, не опасных по газу или пыли, выби­ раются из условий их нагрева до 300°, а при установках в шах­ тах, опасных по газу или пыли, — до 200°.

Нагрев сопротивлений зависит от постоянной времени нагрева

Т, величины среднего пускового тока, относительной продолжи­ тельности периода работы сопротивлений ПР % и длительности периода их работы.

Величина среднего пускового тока определяется как средне­

арифметическое из максимального и минимального токов пере­ ключения.

Г__ _ Лпах + Anin

^р— 2

Минимальный ток переключения может быть принят пропор­ циональным нижнему переключающему моменту:

Anin----

где /2 — номинальный ток ротора.

Максимальный ток переключения с достаточной точностью

можно определить по формуле

Апах” К2/2^ч.

§ 9. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ СТУПЕНЕЙ ПУСКОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Продолжительность включения ступени пускового сопроти­ вления в процентах при повторно кратковременном режиме мо­ жет быть выражена отношением времени работы ступени ко

где tp — продолжительность работы всего сопротивления, секГа— продолжительность подъемного цикла, сек-,

s2x— скольжение в момент переключения на следующую ступень.

98