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

38^76

Рис. 79. Схема включения вспомогательных электрома­ шин и аппаратов подъемной машины с гидравлическим тормозом

149

тактор ЗК и остановлен маслонасос. Для возможности работы выключателя 5ВК с фиксацией положения должна быть уда­ лена пружина последнего.

У машин с гидравлическим тормозом отсутствует выклю­ чатель ВБТП, поэтому в цепь защиты дополнительно введены контакты выключателя ВБТР, связанного с рабочим тормозом,

и контакты кнопки «Пуск».

Схема управления машины с гидравлическим тормозом ра­ ботает так же, как и схема машины с пневматическим тормозом.

§ 4. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫМ ПРИВОДОМ

Схема управления двухдвигательным приводом со специаль­ ной роторной станцией (рис. 80) при суммарном токе статора до 150 а при 6 кв и 300 а при 3 кв незначительно отличается от схемы управления однодвигательным приводом.

При наличии одного реверсора для возможности работы

•одним из двигателей устанавливаются разъединители Р$ и Рц. Для сигнализации о работе приводных двигателей при вклю­

чении разъединителей Р% и Р\ предусмотрены сигнальные лампы ЛС-1 и ЛС-2, которые загораются при замыкании контактов КСА разъединителей.

Для предотвращения отключения разъединителей и Pt при включенном масляном выключателе ВМ служит блокировка при помощи контактов КСА, разрывающих цепь нулевой ка­ тушки Н.К масляного выключателя. Контакты КСА размыка­ ются раньше, чем ток будет разорван разъединителями Р3

и Р4.

При токах ротора и статора подъемных двигателей, превы­

шающих коммутационные возможности роторной станции и од­ ного высоковольтного реверсора, устанавливаются два комп­ лекта пусковой аппаратуры (по одному реверсору и одной ро­ торной станции для каждого двигателя).

ществ:

1)возможность осуществления асинхронного привода мощ­ ностью до 2000—2200 кет-,

2)большую гибкость в управлении и резервировании;

3)настройкой контакторов ускорения двух роторных стан­ ций на разновременное включение можно значительно сгладить толчки при пуске за счет увеличения числа фактических ступе­ ней переключения в полтора раза.

150

Сеть высокого напряжения 60008

Рис. 80. Схема управления двухдвигательным приводом

151

Раздел второй

ДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН

С 1948 г. в отечественной практике шахтного подъема для получения пониженных скоростей при спуске людей и грузов и для оперативных замедлений при отрицательных усилиях при­ меняется динамическое торможение асинхронных двигателей.

Благодаря хорошим технико-экономическим показателям и значительному повышению надежности и безопасности работы подъемных машин этот вид торможения в настоящее время по­ лучил широкое распространение на подъемных машинах и ле­ бедках как на поверхности угольных шахт, так и в подземных

условиях.

Глава VIII

ДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

§ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕЖИМА ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ

Динамическим торможением асинхронного двигателя назы­ вается такой режим работы, при котором его ротор, замкнутый накоротко или на сопротивление, вращается внешней силой, а

в обмотки статора включен постоянный ток.

Постоянный ток, протекая по обмоткам статора, создает не­ подвижное магнитное поле, наводящее во вращающейся замк­

нутой обмотке ротора переменный ток; взаимодействие послед­ него с полем статора создает тормозной момент.

В этих условиях асинхронный двигатель представляет собой синхронный генератор переменного тока с неявно выраженными полюсами. Нагрузка генератора создается включением сопротив­ ления в цепь ротора. Так как генератор работает с переменной скоростью вращения, то и нагрузка его изменяется при неизмен­

ном сопротивлении цепи ротора.

Нагрузка, а следовательно, и тормозной момент при умень­ шении скорости вращения генератора уменьшаются, что видно из характеристики асинхронного двигателя (рис. 82) .

153

Механические характеристики асинхронного двигателя, ра­ ботающего в режиме динамического торможения, по форме оди­ наковы с механическими характеристиками асинхронного дви­ гателя, работающего в двигательном режиме, так как в обоих случаях результирующий поток двигателя пропорционален сум­ ме ампервитков статорной и роторной обмоток. Однако режим

динамического торможения и характеризующие его кривые

Режим динамического

Рис. 82. Механические характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения и двигательном режиме

имеют существенные отличия от двигательного режима асин­ хронного двигателя:

1)при двигательном режиме результирующий магнитный поток двигателя вращается с синхронной скоростью; при ре­ жиме динамического', торможения магнитный поток неподвижен;

2)ток статора в двигательном режиме изменяется в функ­ ции скольжения; в режиме динамического торможения постоян­ ный ток статора не меняется;

3)результирующий магнитный поток в двигательном ре­ жиме остается примерно постоянным; в режиме динамического

торможения к концу замедления (при малых оборотах ротора)

поток увеличивается; 4) в двигательном режиме величина опрокидывающего мо­

мента практически не меняется; в режиме динамического тор­ можения величина опрокидывающего момента двигателя ме­ няется в зависимости от величины постоянного тока статора и ве­ личины скольжения, т. е. опрокидывающий момент и критиче­ ское скольжение изменяются в зависимости от скорости, так как изменяется насыщение двигателя; при малых скоростях опрокидывающий момент и критическое скольжение умень­ шаются;

154

5) механические характеристики в двигательном режиме начинаются в точке, соответствующей синхронной скорости вращения ротора, а в режиме динамического торможения харак­ теристики берут начало в точке, соответствующей неподвижному ротору при моменте на валу, равном нулю.

Регулирование развиваемого двигателем тормозного момента

при динамическом торможении может осуществляться изме­ нением сопротивления в цепи ротора или изменением тока воз­ буждения статора двигателя. Оба способа получили на практике ши­

такое же поле как и линейный пе-

ременный ток, в 1,23 раза больше последнего, что при обычно требующихся тормозных режимах не вызывает перегрева дви­

гателя; 4) напряжение постоянного тока для создания требуемой

величины тока достаточно высокое, что позволяет для наиболее распространенных случаев торможения высоковольтных двига­ телей применять серийно выпускаемые нашей промышленностью генераторы.

В дальнейшем все описываемые схемы динамического тор­ можения основаны на этой схеме питания обмоток статора.

Рассмотрим с точки зрения специфических условий электро­

привода шахтного подъема механические характеристики асин­ хронного двигателя, работающего в режиме динамического тор­

можения и управляемого при помощи металлического реостата

(рис. 83).

Как видно из рис. 83, все механические характеристики могут

быть рабочими при различных скоростях вращения ротора и

155

постоянном моменте для всех ступеней сопротивления. Это-

является положительным качеством динамического торможения, так как дает возможность широкой регулировки скорости от номинальной до «ползучей», равной нескольким сантиметрам

в секунду.

Большим недостатком приведенных на рис. 83 механических характеристик является наличие неустойчивой части, на кото­ рой может происходить работа двигателя.

Участок 0—1, характеристики 6У является устойчивым, так как при работе на нем с увеличением скорости возрастает тор­ мозной момент двигателя.

Рис. 84. Векторная диаграмма при динамическом торможении

Участок 1—7 характеристики 6У является неустойчивым, так как при увеличении скорости тормозной момент двигателя уменьшается и двигатель идет в разнос.

При увеличений скорости вращения выше соответствующей опрокидному моменту для данной характеристики (например,

свыше «к для характеристики 6У) тормозной момент двигателя начинает резко снижаться. Это объясняется тем, что с увеличе­ нием оборотов ротора наводимый в нем ток резко возрастает, благодаря чему возрастает и поток ротора Фр. Поток Фр изме­ няет свое положение относительно неподвижного потока статора Фс (рис. 84) и угол между ними увеличивается. Так как раз­ виваемый двигателем тормозной момент пропорционален резуль­ тирующему потоку Фрез, равному геометрической сумме пото­

158

мозной момент стремится к нулю и, эффект динамического тор­

можения исчезает.

Переход работы двигателя на неустойчивую часть характе­

ристики может происходить в двух случаях:

1) при возрастании внешнего крутящего момента выше опро­ кидного момента, соответствующего той характеристике, на ко­ торой работает двигатель;

2) при неправильном управлении двигателем в режиме за­

медления; при опускании груза с расчетной скоростью двигатель работает со значительным сопротивлением в цепи ротора на

одной из искусственных характеристик, предположим на IV в точке а при моменте Mi и скорости п\ (см. рис. 83); при оста­

новке двигателя сопротивление в цепи ротора должно закорачи­ ваться таким образом, чтобы двигатель последовательно ра­ ботал на всех искусственных характеристиках от 1У до 6У\

в этом случае будет получен устойчивый режим замедления двигателя с доведением скорости спуска до ползучей, который характеризуется ступенчатой кривой абвгдежзикл.

Такой режим замедления может быть осуществлен только при достаточной выдержке времени между переключением сту­

пеней сопротивления для соответствующего снижения скорости. Продолжительность остановки двигателя по этой ступенчатой кривой может быть длительной, и стремление машиниста подъ­ емной машины ускорить этот процесс заставляет его закорачи­ вать роторное сопротивление без выдержки времени; это ведет

к переходу работы двигателя на неустойчивую часть характе­ ристики 6У, в точку а', где тормозной момент двигателя гораздо менее требуемого и двигатель вместо остановки идет в раз­

нос.

Другим недостатком механических характеристик является их большая мягкость при работе двигателя на больших скоро­ стях с большим сопротивлением в цепи ротора.

Такой режим работы является преобладающим при исполь­ зовании динамического торможения для опускания грузов.

Мягкость искусственных характеристик заключается в том,

что небольшое изменение внешнего момента вызывает большое

изменение скорости вращения двигателя.

Во время работы подъемной машины в режиме динамиче­ ского торможения возможны большие колебания внешнего мо­

мента опускающегося груза, вызываемые изменением концевой нагрузки, угла наклона выработки при подъемных установках

на наклонных стволах или коэффициента уравновешенности подъема.

Большая мягкость механических характеристик весьма усложняет управление подъемной машиной в режиме динамиче­ ского торможения.

Подъемные двигатели могут работать на этих механических

характеристиках только в отдельных благоприятных случаях.

159*