Применение

• Электропривод тепловозов, электровозов, теплоходов, карьерных самосвалов

• Стартёры автомобилей, тракторов и др. Для уменьшения номинального напряжения питания в автомобильных стартёрах применяют двигатель постоянного тока с четырьмя щётками. Благодаря этому эквивалентное комплексное сопротивление ротора уменьшается почти в четыре раза. Статор такого двигателя имеет четыре полюса (две пары полюсов). Пусковой ток в автомобильных стартёрах около 200 ампер. Режим работы — кратковременный.

Механическая характеристика

Зависимость частоты от момента на валу ДПТ отображается в виде графика. Горизонтальная ось (абсцисс) — момент на валу ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Механическая характеристика ДПТ есть прямая, идущая с отрицательным наклоном.

Механическая характеристика ДПТ строится при определённом напряжении питания обмоток ротора. В случае построения характеристик для нескольких значений напряжения питания говорят о семействе механических характеристик ДПТ.

Регулировочная характеристика

Зависимость частоты вращения ротора от напряжения питания обмоток ротора ДПТ, отображается в виде графика. Горизонтальная ось (абсцисс) — напряжение питания обмоток ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Регулировочная характеристика ДПТ есть прямая, идущая с положительным наклоном.

Регулировочная характеристика ДПТ строится при определённом моменте, развиваемом двигателем. В случае построения регулировочных характеристик для нескольких значений момента на валу ротора, говорят о семействе регулировочных характеристик ДПТ.

21. Электроприводом называется электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочих органов машины или исполнительного механизма.

Электрическая часть электропривода состоит из электродвигателя, преобразующего электрическую энергию в механическую и электроаппаратуры, служащей для управления электродвигателем.

Механическая часть электропривода состоит из: муфт, сцепления, шестерен, редукторов, цепей, ремней.

Общая структура электропривода

21. По структуре схемы передачи энергии от электросети к рабочим органам машины различают три основных типа электропривода:

• Групповой

• Одиночный

• Многодвигательный

По степени автоматизации электропривод можно разделить:

• Автоматизированный

• Полуавтоматизированный

• Ручной

21. При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь ΔР, времени нагрева t, теплоемкости С и теплоотдачи двигателя А. Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:

ΔР·dt = C·dτ + A·τ·dt, Вт·с,

где τ - превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают, как правило, равной +40°С.

Двигатель нагревается за счет различных потерь при работе, рассмотрим пример асинхронного электродвигателя.

1) Нагревание проводов обмотки статора.

2) Потери из-за гистерезиса и вихревых токов в сердечнике статора (потери в сердечнике ротора не учитывается, т.к. они малы по сравнению с другими).

3) Потери на нагревание проводов обмотки ротора.

4) Механические потери от трения.

Все потери можно разделить на две составляющие: постоянную и переменную, зависящую от нагрузок.

Постоянная - 1), 4).

Переменная - 1), 3).

Охлаждаться двигатель может различными путями:

1) Охлаждение за счет излучения.

2) Охлаждение за счет конвекции воздуха.

Для улучшения охлаждения корпус двигателя делают с теплоотводящими ребрами, а на конец вала устанавливают вентилятор.

3) В особых теплонагруженных случаях возможно применение жидкостного охлаждения или иных теплоотводов.

21. Длительный режим работы характеризуется продолжительностью работы, достаточной для того, чтобы температура нагрева двигателя достигла установившегося значения.

В кратковременном режиме двигатель работает ограниченное время t, в течении которого температура перегрева не успевает достигнуть установившегося значения.

В повторно-кратковременном режиме время нагрузки чередуется с паузами.

За время нагрузки температура перегрева не успевает достигнуть установившегося значения, а за время паузы двигатель не успевает полностью охладиться.

Продолжительность включения (ПВ) — понятие из области электропривода, играющее важную роль при выборе электродвигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме, при проектировании привода различных механизмов.

Продолжительность включения измеряется в процентах, и определяется по следующей формуле:

где

tP — время включения двигателя в работу;

tп — продолжительность пауз за время цикла работы.

21. Электрическая аппаратура, применяемая в осветительных и силовых сетях для целей управления или защиты, может быть классифицирована по различным признакам.

В зависимости от природы явления, которое положено в основу действия аппаратов, их можно разделить на:

аппараты ручного управления (рубильники, переключатели, выключатели, контроллеры), действие которых происходит в ре­зультате механического воздействия на них внешних сил;

электромагнитные аппараты (магнитные пускатели, контакторы, электромагнитные реле), работа которых основана на электромаг­нитных силах, возникающих при работе аппарата.

В зависимости от выполняемых функций аппараты подразде­ляют на:

коммутационные, предназначенные для включения и отклю­чения различных цепей. Коммутационная аппаратура может быть неавтоматического управления (рубильники, переключатели, маг­нитные пускатели) и автоматического управления (реле, контак­торы, автоматические выключатели);

токоограничивающие и пускорегулирующие (реостаты, кон­тролеры);

аппараты защиты электрических цепей (реле защиты, предо­хранители).

Аппаратура может работать в различных режимах: длительно, кратковременно или в условиях повторно-кратковременной нагрузки.

Аппараты различаются также по следующим признакам:

номинальному току и напряжению;

числу полюсов (фаз);

роду тока (постоянный или переменный);

виду присоединения (с передним или задним присоединением проводов);

способу защиты от воздействия окружающей среды (открытое исполнение, защищенное,  пылезащищенное) и другим признакам.

Рубильник — простейший электрический коммутационный аппарат с ручным приводом и металлическими ножевыми контактами, входящими в неподвижные пружинящие контакты (гнёзда), применяемый в электротехнических цепях для включения/отключения нагрузки с большой силой тока.

Переключатель, выключатель — электрический коммутационный аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи.

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод, ручной привод).

Электрический предохранитель — электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока высокой силы.

Конструкция предохранителя включает в себя:

• плавкую вставку — элемент содержащий разрывную часть электрической цепи (например проволоку, перегорающую при превышении определённого уровня тока)

• механизм крепления плавкой вставки к контактам, обеспечивающим включение предохранителя в электрическую цепь и монтаж предохранителя в целом.

Контактор — двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) — это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавкими предохранителями.

Реостат —электрический аппарат, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато.

Реле управления, защиты и автоматики предназначены для организации, управления, контроля, автоматизации процессами, регулируемыми электротехническими установками, а также защиты электрооборудования и электрических сетей от коротких замыканий, неполнофазных режимов и т.д.

Реле выполняют свои функции путем измерения и коммутации цепей управления, автоматик, защиты, переходя из одного фиксированного положения в другое.