7. Расчет пусковой диаграммы и пускових сопротивлений для автоматического пуска.

7.1 Расчёт пусковых сопротивлений асинхронного двигателя с фазным ротором.

Регулирование частоты вращения двигателя изменением скольжения нашло широкое применение для привода подъёмно-транспортных механизмов. Оно осуществляется путём введения в цепь фазного ротора регулировочных (добавочных) сопротивлений.

В момент пуска все сопротивления введены в цепь, и машина разгоняется до первой установившейся скорости. При переключении между сопротивлениями двигатель переходит на работу по следующей искусственной характеристике и разгоняется до следующей установившейся скорости. Таким образом, при большом моменте статического сопротивления рабочего механизма происходит плавный разгон двигателя до номинальных оборотов.

Расчёт добавочного сопротивления

;

где и - критическое скольжение естественной и искусственной механической характеристик, ,,- активное сопротивление фазы обмотки ротора:.

7.2 Пусковая диаграмма асинхронного двигателя.

Расчёт резисторов в цепи ротора, обеспечивающих заданную пусковую диаграмму, для асинхронного электропривода с фазным ротором является наиболее часто встречающейся задачей.

Под пусковой диаграммой понимают совокупность двух или более искусственных механических характеристик, которые используются при пуске АД в пределах от М₁ до М₂.

Пусковая диаграмма строится в предположении, что рабочий участок механических характеристик близок к линейному.

При построении пусковой диаграммы предельный момент М₁ не может быть больше критического и обычно принимается (0,8-0,9)М_max, а момент переключения М₂ должен составлять (1,1-1,25) М_с. М_с = М_н

Число ступеней пусковой диаграммы m (равно числу искусственных характеристик) и значение моментов М₁ и М₂ связаны между собой соотношением.

;

где - значение момента в относительных единицах.

;

;

Окончательно принимается m = 3.

Находится М'₂ с учётом, что m = 3 по формуле:

Рисунок 7.1 – пусковая диаграмма асинхронного двигателя.

После этого определяется отношение и величина сопротивления по ступеням по формуле:

;

;

;

Рассчитываются сопротивления по секциям:

;

;

;

Схема включения резисторов в цепи фазного ротора асинхронного двигателя, при m = 3 приведена на рис. 7.2

Рисунок 7.2 - Силовая схема управления трёхфазным

асинхронным двигателем с фазным ротором.

7.3 Схема управления при помощи командоконтроллера.

Управление двигателем осуществляется с помощью командоконтроллера, который представляет собой аппарат дистанционного управления.

Контроллер замыкает и размыкает цепи управления электромагнитных катушек контакторов, контакты последних замыкают и размыкают цепи двигателя.

Рисунок 7.3 - Нереверсивная схема управления на n = 3

позиций при помощи командоконтроллера.

Нереверсивная схема управления при помощи командоконтроллера на n = 4 позиции (рис. 7.3) включает в себя контакты SA1-SA4, электромагнитные контакторы KM-KM3, два встроенных тепловых реле защиты KK1 и KK2, а так же автоматический выключатель QF.

Схема обеспечивает пуск асинхронного двигателя (M), отключение его от сети в ручном и автоматическом режиме (SQ1), а также защиту от коротких замыканий (QF) и длительных перегрузок (KK1 и KK2).

В первом положении командоконтроллера замыкается контакт SA, подавая питание на катушку. Контактор KM подключает обмотки статора двигателя. Одновременно с включением приводного двигателя включается обмотка электромагнита YB и тяговым усилием на его якоре раздвигаются стойки, освобождая от колодок шкив. В цепь ротора электродвигателя при этом включено полное сопротивление R_g пускового реостата, и двигатель разгоняется по характеристике 1 до установившейся частоты вращения n_уст при заданном моменте сопротивления M₂.

Во втором положении замыкается контакт SA1 командоконтроллера и включается контактор KM1, который закорачивает часть R₁ сопротивления реостата. Двигатель переходит на работу по характеристике 2, разгоняется до частоты вращения n_уст2.

Таким образом, при переключении командоконтроллера последовательно замыкаются контакты SA –SA4, включающие соответственно контакторы KМ –KM3, которые закорачивают часть сопротивления реостата от R1 до R3, урезая его до нуля. В итоге двигатель работает на естественной характеристике 5 с частотой вращения n_уст4

Для выключения двигателя необходимо контроллер перевести в положение 0.