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

Величину сопротивления изоляции машин в горячем состоя­

При сопротивлении изоляции генератора менее 0,1 Мом

предпочтительнее сушку производить нагретым воздухом.

Если сопротивление изоляции не восстанавливается путем

сушки, необходимо проверить изоляцию каждого отдельного

участка электрической цепи (отдельно отключенного щеточ­

ного аппарата, обмотки якоря, катушек главных и вспомога­ тельных полюсов, соединительных проводов, зажимов ма­ шины).

Работа коллектора и щеток

Коммутация тока находится в тесной зависимости от со­ стояния скользящей поверхности щетки и коллектора: она мо­ жет измениться вследствие механического действия, при сколь­

жении, из-за прохождения тока и изменения атмосферных

условий.

Износ коллектора происходит по электрическим и механи­ ческим причинам. Механический износ происходит при повы­

шенной твердости щеток.

Неравномерность распределения тока при параллельном включении щеток, увеличивающая износ тех щеток, которые несут большую нагрузку, может произойти из^за неодинаковой механической активности поверхности трения. Обычно в прак­

тике допускается смазывание коллектора либо шлифовка его мелкозернистой наждачной бумагой, полотном или таль­ ком.

370

Смазка, уменьшающая механический износ коллектора, одновременно может повысить электрический износ.

Уход за щетками. При насадке щеткодержателей на подве­ ски звезды необходимо следить, чтобы расстояние между пе­ редними краями щеток точно равнялось полюсному рас­

стоянию.

На отдельных подвесках взаимное расположение щеток должно быть таким, чтобы водной и той же плоскости лежало по возможности равное число положительных и отрицательных щеток. Подвески щеткодержателей должны быть параллельны пластинам коллектора.

Щетки должны иметь зазор между поверхностью коллек­ тора и нижней кромкой держателя (1,5—2,5 мм для машин ПН-5—ПН-85 и 2—4 мм для машин от ПН-100 и далее), а от­ носительное расположение щеткодержателей должно быть симметричным.

Для обеспечения равномерного срабатывания всей поверх­

§12. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Всхемах автоматизации управления подъемными установ­ ками для усиления слабых импульсов, получаемых от регуля­ тора хода, используются различного рода усилители.

Наибольшее распространение получил ЭМУ с поперечным

полем.

ЭМУ с поперечным полем (рис. 224) представляет собой генератор постоянного тока, снабженный, кроме основного ком­ плекта щеток 1, дополнительной парой поперечных коротко­ замкнутых щеток 2, служащих для создания поперечного поля.

При вращении якоря усилителя поток Фв, создаваемый одной или несколькими обмотками управления 3, наводит э. д. с. ме­ жду поперечными щетками.

По обмотке якоря протекает ток, величина которого огра­ ничена только сопротивлением этой обмотки, так как попереч­ ные щетки соединены накоротко. Магнитный поток поперечного контура щеток Фс, направленный перпендикулярно потоку об­ моток управления Фв, наводит э. д. с. между продольными щетками 2, которые присоединены к выходным клеммам уси-

каскада усиления — от обмоток управ­ ления к оси поперечных щеток и от оси поперечных щеток к оси продоль­ ных щеток.

Статор усилителя, кроме обмоток 3, имеет еще обмотку. 4 дополнитель­ ных полюсов, облегчающих комму­ тацию машины, и распределенную

компенсационную обмотку 5, нейтра­ лизующую м. д.с. продольного контура якоря.

Магнитный поток компенсационной обмотки Фк направлен навстречу

продольной составляющей потока

ЭМУ имеет обычно от двух до четырех обмоток управления. Особенностью ЭМУ с поперечным полем является чрезвы­ чайно малая электромагнитная инерция (время нарастания напряжения от нуля до номинальной величины составляет

0,08—0,12 сек).

Для расчета и наладки схем с ЭМУ необходимо знать основные данные ЭМУ, которые делятся на три группы:

1)данные обмоток усилителя — сопротивления, коэффи­ циенты самоиндукции и взаимоиндукции, абсолютные или отно­ сительные числа витков;

2)характеристика холостого хода, нагрузочная и внешняя характеристика;

3)коэффициенты усиления по напряжению и по мощ­

ности.

Основные характеристики усилителя могут быть взяты из паспортных данных или определены экспериментально, причем проверить паспортные данные всегда целесообразно.

372

В табл. 54 даны основные данные ЭМУ.

ЭМУ типа ЭМУ-12А поставляются в одном корпусе с nprr-

водным асинхронным двигателем, а ЭМУ-12П с приводным двигателем постоянного тока.

Усилители типа ЭМУ-25—ЭМУ-110 поставляются самостоя­ тельно для укомплектования их в агрегаты на месте установки: или в виде собранных агрегатов.

На рис. 225 приведена типовая характеристика холостого хода ЭМУ с поперечным полем.

Коэффициент усиления по мощности (отношение мощности, теряемой в обмотке управления, к мощности, отдаваемой уси­

лителем во внешнюю цепь)

L_

м— ОЛ ’

Ь\— напряжение на зажимах обмотки управления, в;.

Zi—ток обмотки управления, а.

Рис. 225. Характеристика холостого хода ЭМУ

Коэффициент усиления по напряжению (отношение напря­ жения на якоре усилителя к напряжению на обмотке управле­

ния)

Кн~ иг ■

Коэффициент усиления по напряжению усилителя тем боль­ ше, чем меньше сопротивление обмотки управления.

373;

374

На рис. 226 показана схема соединений и выводов ЭМУ.

При наладке схем с ЭМУ следует уделять внимание ком­

пенсации реакции якоря усилителя во избежание явлений са­ мовозбуждения, которые очень опасны.

Так как поток управляющих обмоток ЭМУ обычно мал, то продольная реакция якоря на работу усилителя оказывает очень сильное влияние, поэтому она должна быть тщательно скомпенсирована при помощи компенсационной обмотки, вклю­ ченной последовательно с нагрузкой. Эффективность действия

компенсационной обмотки регулируется при помощи встроен­ ного в усилитель сопротивления 6, шунтирующего компенса­ ционную обмотку.

В зависимости от эффективности действия компенсацион­

ной обмотки напряжение усилителя может с увеличением на­ грузки уменьшаться (недокомпенсация), увеличиваться (пере-

Рис. 226. Схема соединений и выводов ЭМУ

компенсация) или оставаться постоянным (полная компенса­ ция).

Для устойчивой работы усилителя цепь компенсационной

обмотки регулируется так, чтобы напряжение усилителя при

номинальной нагрузке было бы на 10—15% ниже напряжения

.холостого хода.

Настройка усилителя

Настройка входных контуров усилителя применительно :к параметрам питающих их источников тока производится пу­ тем подключения добавочных сопротивлений.

Компенсация реакции якоря для получения той или иной рабочей характеристики усилителя осуществляется путем под­ ключения компенсационной обмотки (концы которой выведены наружу) на отдельные зажимы Ki и К2 (см. рис. 226). Так как компенсационная обмотка, включаемая последовательно с вы­ ходной цепью якоря (пунктир Я\—Кд), обычно имеет некото­ рый избыток ампервитков, то предусматривается регулируемое шунтирующее сопротивление 6, включаемое на зажимы К\

и КгВо избежание нарушения устойчивости работы по комму­

тации машины настройка ЭЛ1У сдвигом щеточной траверсы не допускается. Траверса должна быть прочно закреплена в

376

положении, зафиксированном на заводе специальной мет­ кой.

Шунтирующие сопротивления должны быть рассчитаны на длительный ток до 0,6 а и иметь величину до 120 ом для уси­

лителя ЭМУ-25 и на 1,2 а и 30 ом для усилителя ЭМУ-50.

Обмотка дополнительных полюсов на рис. 226 не показана,

так как на самостоятельные зажимы она не выводится. На­ чала и концы всех обмоток управления имеют отдельные за­ жимы 01, ОН, ОШ и OIV, причем направление полярности этих обмоток одинаково и определяется (условно) индексами 1 (начало) и 2 (конец).

Рис. 227. Схема проверки установки щеток на попе­ речной (а) и продольной (6) нейтрали

Сопротивление главной выходной цепи усилителей (якоря)-|-7?д.п (обмотки дополнительных полюсов) + 7?к. 0 (ком­ пенсационной обмотки) в горячем состоянии равно около 3 ом

для ЭМУ-25 и около 0,75 ом для ЭМУ-50 (наличием шунти­ рующего сопротивления, включаемого параллельно компенса­ ционной обмотке, можно пренебречь).

Могут быть рекомендованы следующие методы проверки и

наладки ЭМУ.

Для исключения влияния переходного сопротивления ще­ ток при замере сопротивления якорных цепей необходимо концы соединительных проводников от мостика прижимать не­

посредственно к коллекторным пластинам.

377

Перед установкой щеток на нейтраль необходимо, чтобы агрегат вращался не менее 6—8 ч для приработки щеток.

Для проверки правильности установки щеток поперечной оси (Яз—Я4) на нейтрали собирается схема по рис. 227,а. При этом ток в обмотке возбуждения ЭМУ должен составлять

10—15% номинального тока возбуждения. К зажимам якоря Яз и Я4 поперечной оси ЭМУ подключается милливольтметр со шкалой 45 — 0 — 45 мв. При замыкании рубильника Р стрелка милливольтметра отклоняется в одну сторону, при размыкании — в противоположную. Величина отклонения зависит от точно­ сти положения щеток на нейтрали и тем меньше, чем точнее установлены щетки.

При отклонении порядка 1—2 мв можно считать, что щетки

установлены удовлетворительно. При большей величине откло­ нения, продолжая замыкать и размыкать рубильник Р, находят необходимое положение щеток путем осторожных перемещений траверсы.

После затяжки болтов траверсы наглухо следует еще раз

проверить положение щеток, так как во время затяжки тра­ верса может сдвинуться.

Для проверки установки щеток продольной оси (Я1—Я2) собирается схема по рис. 227,6. При этом в цепь поперечной оси (Яз—Я4) подается ток порядка 0,5—1 а, а милливольтметр

подключается к зажимам продольной оси (Я1—Яг)-

У ЭМУ завода «Электропривод» имеется одна общая тра­ верса, что затрудняет точную установку щеток на нейтрали.

Снятие характеристик холостого хода ЭМУ Ея = f (гв) пр n = const производится по схеме, показанной на рис. 228 после установки щеток на нейтраль.

Характеристики холостого хода снимаются с каждой из об­ моток возбуждения, причем попутно отмечается полярность

378

зажимов якоря продольной оси. Необходимо, чтобы полярность всех обмоток возбуждения была одинаковой.

При несовпадении полярности какой-либо обмотки с условно

принятой следует пересоединить ее выводные концы.

Перед снятием характеристики холостого хода ЭМУ раз­

магничивают так, чтобы остаточное напряжение на зажимах

якоря продольной оси (Я1—Яа) было близко к нулю. Снимают прямую и обратную ветви характеристики холостого хода при

основной полярности, повышая напряжение на якоре до вели­

чины, соответствующей насыщенному состоянию машины.

Затем меняют полярность и снимают прямую и обратную

ветви характеристики при измененной полярности. Потом снова

меняют полярность и снимают последнюю прямую ветвь харак­

теристики.

Явление самовозбуждения ЭМУ состоит в том, что при

замкнутых накоротко щетках поперечной оси и включении якоря на какую-либо нагрузку, напряжение на зажимах по­ следнего и его ток возрастают, причем величина установивше­ гося напряжения зависит от сопротивления нагрузки и может достичь максимального значения.

Увеличение напряжения на зажимах якоря ЭМУ при вклю­ чении его на нагрузку может происходить и без участия шун­

товых обмоток возбуждения. Возможны различные случаи самовозбуждения, когда при определенном сопротивлении нагрузки установившееся напряжение на зажимах якоря неве­ лико, однако при подаче небольшого возбуждения в одну из шунтовых обмоток напряжение на якоре увеличивается до мак­ симального.

Явление самовозбуждения весьма опасно в схемах с электромашинной автоматикой, так как напряжение на всех машинах привода достигает своего «потолочного» значения, что может повлечь за собой выход из строя обмоток возбуждения и кол­ лекторов машин. ЭМУ при этом теряет управляемость, так как

изменение тока в обмотках возбуждения не вызывает измене­

ния напряжения на якоре.

Если схема построена так, что якорная сеть ЭМУ подклю­ чена к нагрузке наглухо и не может быть разомкнута, то лик­

видировать аварийное положение при самовозбуждении можно только путем остановки ЭМУ.

Причиной самовозбуждения ЭМУ является слишком силь­ ное влияние компенсационной обмотки вследствие изготовле­ ния ее с лишним числом витков (перекомпенсация). Магнит­ ный поток компенсационной обмотки Фк направлен навстречу продольной составляющей потока реакции якоря Фй и является намагничивающим потоком, так как его направление совпадает

с основным потоком возбуждения Фв. Магнитный поток се­ риесной обмотки Фс направлен перпендикулярно основному потоку возбуждения.

379

При выполнении компенсационной обмотки с избыточным числом витков ее магнитный поток не только полностью ком­ пенсирует поток Фа, но имеет также намагничивающее дейст­ вие, которое вызывает самовозбуждение. Возможны три случая:

— недокомпенсация; ФК = ФЙ — полная компенсация;

Фк > — перекомпенсация.

В случае перекомпенсации в зависимости от числа избыточ­ ных витков компенсационной обмотки степень самовозбужде­ ния ЭМУ может быть различной — от некоторого повышения напряжения под нагрузкой до полного насыщения и «потолоч­

Рис. 229. Схема для снятия внешних характеристик:

1 — компенсационная обмотка; 2 — обмотка дополнительных полюсов; 3, 4, 5 и 6 — обмотки управления; Рп Ра, Р3 — реостаты

ного» значения напряжения на якоре (даже без участия обмо­ ток возбуждения).

Для устранения самовозбуждения ЭМУ применяют шунти­

рование компенсационной обмотки омическим сопротивлением.

При этом через компенсационную обмотку будет протекать часть тока якоря, что вызовет уменьшение потока компенса­

ционной обмотки, т. е. уменьшение степени компенсации.

Подбор величины сопротивления, шунтирующего компенса­ ционную обмотку, является ответственной задачей, так как при

блюдается большая посадка напряжения под нагрузкой, что ухудшает характеристики ЭМУ.

Наиболее рациональным методом подбора требуемой вели­ чины сопротивления шунта компенсационной обмотки и выбора необходимой степени компенсации ЭМУ является снятие семей­

380