Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрооборудование. Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ. Учебное пособие
.pdf
62
p
f
n
60
0
Н
М
m
М
m
s
m
s
m
ss
m
M
M
//
2
0
20
s
- скорость идеального холостого хода, об/мин;
f = 50 Гц – частота промышленной сети в России;
р – число пар полюсов обмотки статора. Может быть определена по марке
двигателя (например, MTF-111-6. Здесь 6 - число полюсов; следовательно, р = 3).
Координаты точки С :
Mm = λm MH – максимальный (критический) момент асинхронного двигателя. МН – номинальный момент двигателя, Нм; был определен ранее.
- перегрузочная способность двигателя (кратность макси-
мального момента); определяется по паспортным данным двигателя (см.
ПРИЛОЖЕНИЕ).
ω
– скорость вращения двигателя, соответствующая максимальному мо-
m
менту. Для определения этой скорости рекомендуется воспользоваться известной из теоретического курса формулой Клосса:
,
где
М - момент двигателя (текущее значение), Нм;
Мm – критический момент двигателя (определен ранее), Нм;
- скольжение асинхронного двигателя;
ω
– скорость идеального холостого хода двигателя, с-1, определена ранее;
0
ω
– скорость вращения ротора двигателя с-1, соответствующая n2.
2
Для определения скольжения, соответствующего максимальному моменту,
в формулу Клосса необходимо подставить значения номинального момен-
63
та и номинального скольжения, а затем решить получившееся квадратное
уравнение относительно sM и выбрать корень уравнения, удовлетворяющий смыслу критического скольжения. И, наконец, определить величину
скорости ωм, соответствующей величине критического скольжения
ω
= ω 0 (1 - sм ).
м
Точка D имеет координату по оси моментов М = МП, которая определяется
как М = λП МН, где λП – кратность пускового момента асинхронного двигателя (паспортная величина, или величина, определяемая экспериментально при заторможенном роторе), а МН – номинальный момент двигателя, Нм.
4. Содержание отчета:
4.1. Название работы.
4.2. Цель работы.
4.3. Рабочее задание.
4. 4. Технические данные оборудования, задействованного в эксперименте.
4.5. Электрическая схема в соответствии с требованиями ГОСТ и расшифровка буквенно-цифровых обозначений. Допускается расшифровку обозначений и технические данные оборудования представлять в виде спецификации (см. п 4.4).
4.6. Механические характеристики для соединения обмоток статора в
ЗВЕЗДУ и в ТРЕУГОЛЬНИК (две на одном графике).
4.7. ВЫВОДЫ.
5. Контрольные вопросы:
5.1. Какие проблемы возникают при пуске асинхронного двигателя и
как они решены в работе ?
5.2. Линейное напряжение сети U = 380 B. Возможен ли запуск двига-
теля, использованного в лабораторной работе, рассмотренным способом ? Докажите.
5.3. Опишите устно работу защит в схеме электропривода, приведен-
ной на рисунке.
5.4. К каким последствиям может привести «залипание» блокконтакта
КМ 3 ? Блокконтакта КМ 1 в цепи катушки контактора КМ 3 ?
5.5. Блокконтакт КМ 2 в цепи катушки контактора КМ 2 после преды-
дущего срабатывания схемы остался разомкнутым. К каким последствиям это может привести ?
5.6. Как выбрать номинальные параметры автоматического выключа-
теля QF для электродвигателя, использованного в лабораторной
работе ? Контактора КМ 2 ?
64
Лабораторная работа № 8
ИЗУЧЕНИЕ ТИРИСТОРНОГО ПУСКАТЕЛЯ
1. Цель работы: изучение устройства и работы тиристорного реверсив-
ного пускателя.
2. Рабочее задание:
2.1. Изучить состав экспериментальной установки и назначение ее от-
дельных агрегатов.
2.2. Изучить назначение, устройство и работу тиристорного пускателя,
используемого для асинхронного электропривода.
2.3. Собрать схему прямого пуска асинхронного электродвигателя. Про-
извести запуск электродвигателя ВПЕРЕД, остановить двигатель, запустить его НАЗАД и остановить.
2.4. Собрать схему нагрузочного генератора, опробовать установку в ра-
боте.
2.5. Нагрузить асинхронный двигатель. Убедиться в срабатывании защи-
ты от перегрузки при различных уставках защиты. Занести материалы эксперимента в отчет.
2.6. Сделать выводы по работе.
3. Состав экспериментальной установки
Экспериментальная установка (рис. 8.1) состоит из исследуемого реверсивного тиристорного пускателя ПТР-40, асинхронного электродвигателя М с нагрузочным генератором G на его валу и нагрузочных резисторов R1, R2 и R3. В качестве последних применены тепловые электронагре-
вательные элементы и ламповый реостат. Тиристорный пускатель расположен внутри агрегатного шкафа (рис. 8.2), а электроизмерительные приборы, относящиеся к электродвигателю, кнопки управления и автоматический выключатель для агрегата - на лицевой панели шкафа. На правой панели агрегатного шкафа располагаются выключатели нагрузки, блокиратор
защиты и гнезда для подключения осциллографа или электронного тестера. На правой же панели расположены клеммы подключения дополнительной внешней нагрузки Rа и Rб На заднюю панель агрегатного шкафа выведены клеммы для подключения асинхронного двигателя A, B, C..
4. Назначение, устройство и работа тиристорного пускателя:
4.1. Назначение тиристорного пускателя.
Тиристорный пускатель предназначен для бесконтактной коммутации силовых электрических цепей под нагрузкой и защиты от коротких замыканий и перегрузки. В лабораторной работе изучается реверсивный тиристорный пускатель типа ПТР-40 для пуска, остановки и реверса асинхронного электродвигателя.
65
В
ПТР-40
С
M G
BR
R
R
R1
R2
а
R3
S1
б
S2 S3
А
РА
ПТР – 40 – тиристорный пускатель; М – асинхронный электродви-
гатель; G - нагрузочный генератор; BR - тахогенератор;
R1, R2, R3 - нагрузочные резисторы. В качестве резистора R3 мо-
жет быть использован ламповый реостат
Рисунок 8.1 – Состав лабораторной установки
Лицевая панель
Боковая панель
Задняя
панель
Рисунок 8.2 - Агрегатный шкаф
PA
б
А
PV
R
R
В
прибору
К измерительному
НАГРУЗКА
R5
SB
QF
HB
НАЗАД
PA
ВПЕРЕД
HB
PA
С
а
66
С3
Сеть
Л2Л1
М
БС4
Л3
С1
УБС
БС3
БС5
С2
БС2
БС1
УБС – узел силовых блоков, состоит из пяти силовых блоков
БС1…БС5 (блоки БС1, БС2 и БС5 обеспечивают режим ВПЕРЕД,
блоки БС3, БС4 и БС5 – режим НАЗАД )
Рисунок 8.3 – Схема подключения тиристорного пускателя к сети и
к электродвигателю
Схема подключения тиристорного пускателя к сети и электродвигателю
представлена на рис. 8.3.
4.2. Устройство тиристорного пускателя.
4.2.1. Конструктивно тиристорный пускатель выполнен в виде одного аг-
регата, состоящего из нескольких функциональных блоков (рис. 8.4).
67
ДТ
БЗ
t
I
БП
УБС
БУ
М
max
Сеть
М – асинхронный электродвигатель; УБС – узел силовых блоков;
БП – блок питания; БЗ – блок защит; БУ – блок управления;
ДТ – датчик тока; α – сигнал «угол открытия» на тиристоры силового
блока; t 0 – сигнал «перегрузка тиристоров»; I
max
- сигнал мгновен-
ной перегрузки
Рисунок 8.4 – Структурная схема тиристорного пускателя
α
4.2.2. Узел блоков силовых УБС.
В составе УБС имеется пять силовых блоков БС1…БС5 (рис. 8.5 и
8.6 ).
При подаче команды ВПЕРЕД работают блоки БС1, БС2 и БС5, а
при команде НАЗАД – блоки БС3, БС4 и БС5. Таким образом, реверс асинхронного двигателя обеспечивается парами блоков БС1 и
БС2 или БС3 и БС4, а блок БС5 работает как при команде ВПЕРЕД,
так и при команде НАЗАД. При закрывании всех блоков тиристорный пускатель отключает электродвигатель от сети.
Силовые блоки БС1…БС4 идентичны (рис. 8.5). Для примера рассмотрим устройство и работу силового блока БС1.
68
VS2
KV2
KV1
VD2VD2
R
KV
VS2
VD1
R
VD1
VS1 VS1
Рисунок 8.5 – Силовые бло-
ки БС1…БС4
Рисунок 8.6 – Силовой блок
БС5
В блоке (см. рис 8.5) имеются два силовых тиристора VS1 и VS2,
включенные по встречно-параллельной схеме. Сигнал на управляющий электрод тиристора подается при замыкании контакта реле KV
через вспомогательный диод VD1 или VD2 и согласующий резистор
R. Если контакт реле KV разомкнут, тиристоры VS1 и VS2 закрыты, и ток через этот силовой блок не проходит. При замыкании контакта KV будут формироваться импульсы управления тиристорами
из анодного напряжения. Они поступают на тиристоры синхронно с
напряжением сети в начале каждого положительного полупериода и
соответствующие тиристоры открываются. Таким образом, при
замкнутом контакте KV положительную полуволну пропускает тиристор VS1, отрицательную полуволну – тиристор VS2, и на статор
электродвигателя поступает практически синусоидальное напряжение сети.
Силовой блок БС5 (рис.8.6) отличается от блоков БС1…БС4 наличием в схеме блока контактов двух реле KV1 и KV2. Контакт реле
KV1 включается при подаче команды ВПЕРЕД, а контакт реле KV2 при подаче команды НАЗАД. Это обеспечивает работу блока БС5 как
в режиме ВПЕРЕД, так и в режиме НАЗАД.
69
101
5
VD5
VD6
C
TV
5
4
106
VD7VD4
Рисунок 8.7 – Блок питания БП
4.2.3. Блок питания БП.
Блок питания БП (рис. 8.7) предназначен для питания постоянным
током напряжением 24 В реле включения и реверса KV1 и KV2 в
блоке управления БУ, а также для питания блока защиты БЗ.
В блок питания входят:
- TV – трансформатор 380/24, первичная обмотка подключена к
силовой сети;
- DV4…DV7 – диоды;
- С – сглаживающий конденсатор.
Выходы 4 и 5 связаны с блоком управления БУ (рис. 8.8), выход 106
– с диодным мостом VD8…VD11 блока защит БЗ (рис. 8.9), а вход 21
соединен с выходом 21 блока защит БЗ (диод VD1, рис. 8.9)
4.2.4. Блок управления БУ.
Блок управления БУ(рис. 8.8) предназначен для вырабатывания ко-
манд на силовые блоки ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП, а также сигнала
на отключение тиристорных блоков при поступлении сигналов с
блока защит БЗ.
В блок управления БУ входят:
- реле пуска, реверса и остановки KV1 и KV2;
- транзистор VT3. Транзистор VT3 предназначен для автоматиче-
ского отключения реле KV1 и KV2 при подаче запрещающего
сигнала на его базу (вход 21, см. рис. 8.8) от блока защит БЗ (диод
VD1 блока защит БЗ, рис. 8.9).
70
21
VD12a
VT3
KV2
SB1
KV2
KV1
KV1
SB2
5
SB3
VD12
101
Рисунок 8.8 – Блок управления БУ
4.2.5. Блок защиты БЗ
Блок защиты БЗ содержит узлы максимальной токовой защиты
и защиты от перегрузок.
Максимальная токовая защита.
При включенном пускателе по первичным обмоткам трансформаторов тока ТА1 и ТА2, входящих в состав датчика тока ДТ (см. рис. 8.4
и 8.9) протекает ток нагрузки. Вторичные обмотки включены
встречно-параллельно для увеличения суммарного тока, нагрузкой
которых является резистор R13 (см. рис. 1.8). Падение напряжения
на R13 выпрямляется диодным мостиком VD8…VD11 и сглаживается с помощью конденсатора С3. Ток, созданный выпрямленным напряжением, протекая по потенциометру R6, создает падение напряжения, которое прикладывается к стабилитрону VD102. В исходном
состоянии транзисторы VТ1 и VТ2 закрыты. При коротком замыкании в цепи нагрузки напряжение, снимаемое с потенциометра R6,
становится больше напряжения стабилизации стабилитрона VD102
и на базу транзистора VТ1 подается отрицательный потенциал по
сравнению с потенциалом эмиттера. Транзистор VТ1 открывается и
шунтирует эмиттерно-базовый переход транзистора VТ3 (см. рис.
8.8, вход 21 на базу транзистора VТ3). Транзистoр VТ3 закрыва-
71
VD1 VD2
VT1
VD3 VD102
C3
R10
VD8…VD10
R
13
Л1 Л2
ДТ
106
к БП
R1
R2
R3
R4 VD103
Т
Д
t0
R5
R5
VT2
C1
R7
R8
t0
VD101
4
21 к БУ
Т
Д
ВЫХОД
Измерительный
прибор
Рисунок 8.9 – Схема блока защит БЗ
3
ется. При этом катушка реле КV1 (или КV2) теряет питание, реле отключается и своими замыкающими контактами KV отключает цепи
управления силовыми тиристорами (см. рис. 8.5 и 8.6).
С открытием транзистора VТ1 по делителю напряжения VD2-R1,
R2…R7, R8) потечет ток. Потенциал точки 3 (общая точка резисто-
ров R1 и R2) подается на базу транзистора VТ2. При этом пробивается стабилитрон VD101 и по цепи (+) – эмиттерно-коллекторный
переход транзистора VТ1 – VD2 – R1 – (-) будет протекать ток, который не даст закрыться транзисторам VТ1 и VТ2 и расшунтировать
эмиттерно-базовый переход транзистора VТ3.
Это является своего рода «памятью». Только при разрыве питания
трансформатора ТV (выключении автомата питания) схема возвратится в исходное состояние.
Защита от перегрузок.
Работа защиты от перегрузок основана на изменении сопротивления термодатчика ТД (рис. 8.9) от температуры. Термодатчик установлен на охладителе силового тиристора, и ток, протекающий по
тиристору, будет нагревать охладитель и термодатчик ТД.
При увеличении температуры сопротивление термодатчика ТД
уменьшается. Если термодатчик входит в одно плечо делителя на-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]