Полезная информация для электромехаников / Электротехника / Электрик судовой / 4_АД 3 фазные

этом p = 1 и p = 2). С помощью другой из обмоток можно получить частоту вращения 1000 об/мин и 500 об/мин (при этом p = 3 и p = 6).

При переключении числа пар полюсов изменяется и магнитный поток в зазоре, что приводит к изменению критического моментаM к р (рис. 2.23.б). Если при изменении числа пар полюсов одновременно изменять и подведенное напряжение, то критический момент может остаться неизменным(рис. 2.23.а). Поэтому при этом способе регулирования могут быть получены два вида семейства механических характеристик (рис. 2.23).

Достоинства этого способа регулирования: сохранение жесткости механических характеристик, высокий К.П.Д. Недостатки: ступенчатое регулирование, большие габариты и большая стоимость двигателя.

Рис. 2.23

2.12.3. Изменение частоты источника питания

В качестве таких источников питания в настоящее время начали находить применение преобразователи частоты (ПЧ), выполняемые на мощных полупроводниковых приборах– тиристорах. Из уравнения трансформаторной ЭДСU 1= 4,44w 1k 1f Φ следует, что для сохранения неизменным магнитного потока, т.е. для сохранения перегрузочной способности двигателя, необходимо вместе с частотой изменять и действующее значение подведенного напряжения. При выполнении соотношенияU 1/ f 1= U ' 1/ f ' 1, критический момент не изменяется и получается семейство механически характеристик, представленное на рис. 2.24.

Рис. 2.24. Механические характеристики при частотном регулировании

Достоинства этого способа: плавное регулирование, возможность повышать и понижать частоту вращения, сохранение жесткости механических характеристик, экономичность.

IV-11

3. Эл. двигатели переменного трехфазного тока с фазным ротором: устройство, принцип действия, применение, эксплуатация.

Недостатком асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором является большой пусковой ток, который превышает номинальный ток в 5 - 7 раз.

Желая улучшить пусковые характеристики асинхронного двигателя, М. О. ДоливоДобровольский разработал двигатель с фазным ротором.

Рис. 7. Фазный ротор

Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет обычный для асинхронных двигателей статор с трехфазной сетевой обмоткой, (Устройство статора представлено на рис. 3. В корпусестанине 1 (рис. 3) расположен сердечник статора 3, представляющий собой цилиндр, собранный из пластин электротехнической стали. Пластины для уменьшения потерь от вихревых токов изолированы друг от друга слоями лака. На внутренней цилиндрической поверхности сердечника статора имеются пазы, расположенные параллельно оси двигателя. В эти пазы укладывается обмотка 2, к которой подводится трехфазное напряжение. В простейшем случае обмотка статора состоит из трех секций, сдвинутых в пространстве относительно друг друга на 120°. В этом случае создается двухполюсное вращающееся магнитное поле. Начала и концы обмоток статора трехфазного асинхронного двигателя выводятся на щиток корпуса 4. Для подключения обмоток статора к трехфазной сети они могут быть соединены звездой или треугольником, что дает возможность включать двигатель в сеть с двумя различными линейными напряжениями.)

Рис. 3. Устройство статора: 1 – корпус-станина, 2 – трёхфазная обмотка, 3 – сердечник, 4 - щиток

но на поверхности ротора также находится трехфазная обмотка . Три фазные обмотки ротора соединяются на самом роторе звездой, а свободные концы — с тремя изолированными друг от друга контактными кольцами, укрепленными на валу машины и изолированными от него (рис. 7). Поэтому асинхронный двигатель с фазным ротором называют также асинхронным двигателем с контактными кольцами.

IV-12

Контактные кольца соприкасаются с щетками, установленными в неподвижных щеткодержателях. Через кольца и щетки обмотка ротора замыкается на пусковой трехфазный реостат, который изменяет активное сопротивление обмотки ротора в момент пуска. Обмотка статора такого двигателя включается непосредственно в трехфазную сеть (рис 8).

Рис. 8. Подключение асинхронного двигателя с фазным ротором

Эта система используется либо для пуска (для уменьшения пускового тока при одновременном сохранении вращающего момента), либо для регулирования скорости вращения ротора двигателя. После разгона ротора пусковой реостат выключается и обмотка закорачивается с помощью специального центробежного автоматического замыкателя. Для уменьшения потерь на трение в некоторых двигателях с фазным ротором имеются приспособления для отвода щеток от

контактных колец после их замыкания.

Пусковой ток двигателя с фазным ротором превышает номинальный всего в 1,5-2 раза. Самым простым способом пуска асинхронных двигателей является прямое включение их в сеть. Однако при этом в момент пуска в цепи двигателя возникает большой пусковой ток, который значительно превышает номинальный. В маломощной сети этот ток может вызвать кратковременное понижение напряжения, что отражается на работе других потребителей энергии, включенных в эту сеть. Поэтому непосредственным включением в сеть запускают только двигатели малой мощности. При запуске двигателя большой мощности необходимо уменьшить пусковой ток. Для уменьшения пускового тока используют ряд способов. Рассмотрим некоторые из них.

Запуск двигателей с фазным ротором

Запуск двигателя с фазным ротором уже был кратко рассмотрен, а применяемая для этого схема включения изображена на рис. 8. Двигатели данного типа обладают очень хорошими пусковыми характеристиками. Для уменьшения пускового тока обмотка ротора замыкается на пусковой реостат. При включении реостата в цепь обмотки ротора ток в этой обмотке уменьшается, а следовательно, уменьшается и ток в обмотке статора, а также ток, потребляемый двигателем от сети. Кроме того, при включении активного сопротивления в цепь обмотки ротора увеличивается cosϕ, а следовательно, и вращающий момент, развиваемый двигателем при запуске. Таким образом, при включении активного сопротивления в цепь ротора уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент. После достижения ротором нормальной скорости реостат полностью выводится, т. е. обмотка ротора замыкается накоротко.

4.ГЭУ переменного трехфазного тока - классификация.

переменно-постоянного (двойного) тока. В ГЭУ двойного тока(рис. 95) от генераторов переменного тока Г получают питание гребные электродвигатели постоянного тока ГЭД

бинированные.

В главных, или автономных, ГЭУ вырабатываемая генераторами энергия расходуется только на движение судна.

При этом генераторы ГЭУ могут использоваться также для питания потребителей общесудовой сети.

IV-13

В комбинированных ГЭУ движитель приводится во вращение как главным тепловым двигателем, так и электродвигателем, получающим энергию от вспомогательных или специальных генераторов.

Дополнительная электрическая передача позволяет повысить скорость хода судна, также получить малые скорости хода, которые главный двигатель обеспечить не может. Комбинированные ГЭУ применяют на судах специального назначения.

В ГЭУ п е р е м е н н о г о т о к а в качестве ГЭД используют тихоходные синхронные, асинхронные и асинхронные синхронизированные двигатели, соединяемые с гребным валом непосредственно. У асинхронных синхронизированных двигателей в трехфазную обмотку ротора в конце пуска подается постоянный ток, что превращает асинхронный двигатель в синхронный.

5.ГЭУ переменного трехфазного тока с синхронным электродвигателем:

·устройство,

·принцип действия,

·применение,

·эксплуатация.

IV-14

Сердечник статора собран из сегментов, штампованных из электротехнической стала В аксиальном направлении сегменты стянуты шпильками. Сердечник по длине разделен распорками на отдельные пакеты, между которыми образуются радиальные вентиляционные каналы.

Спаренные синхронные ГЭД могут находиться в общем корпусе или быть связанными муфтой на шпильках. Системы охлаждения, обогрева, расположения датчиков для сигнализации подобны

переменного тока.

Основные виды защиты генераторов и гребных электродвигателей ГЭУ переменного тока, предусмотренные Правилами Регистра СССР.

П р о д о л ь н а я д и ф ф е р е н ц и а л ь н а я з а щ и т а о т внутренних К З .

Рассмотрим схему часто применяющейся дифференциальной защиты с циркулирующими токами (рис. 106), действие которой основано на сравнении токов в начале и в конце обмоток фаз статора. На обоих концах этих участков устанавливают одинаковые трансформаторы тока ТТ1 и ТТ2; вторичные обмотки трансформаторов соединяют последовательно. При отсутствии повреждений в защищаемой зоне или при КЗ вне зоны (точка A1 на рис. 106, а) электромагнитное реле Р1 не срабатывает, так как через трансформаторы тока ТТ1 и ТТ2 протекает один и гот же первичный ток I, а через катушку реле Р1 протекает ток, равный разности токов вторичных обмоток (IP=I1—I2). При КЗ внутри зоны (точка A2 на рис. 106, б) через катушку реле P1 протекает ток, равный сумме токов вторичных обмоток (Ip = I1+I2). Реле P1 срабатывает и отключает своими контактами аппараты, которые обесточивают установку, снимая возбуждение с генераторов и электродвигателей.

М а к с и м а л ь н а я т о к о в а я з а щ и т а м г н о в е н н о г о д е й с т в и я о т т о к о в К З в г л а в н о й ц е п и (см. рис. 106). Она осуществляется электромагнитными токовыми реле Р2, включаемыми через трансформаторы тока ТТЗ в фазы главной цепи. При

переключения в главных цепях, если подано возбуждение

на генераторы и электродвигатели.

Для контроля за работой ГЭУ и ее отдельных элементов применяют те же виды сигнализации, что и в ГЭУ постоянного тока.

IV-16