Вопрос 7.Пуск, регулирование скорости и торможения синхронного двигателя. Синхронного двигателя торможение


Тормозные режимы асинхронного двигателя

АД может работать во всех трех тормозных режимах:

а) с рекуперацией энергии в сеть;

б) противовключение;

в) динамическое торможение.

а) Торможение с рекуперацией энергии в сеть

При отсутствии внешнего статического момента на валу двигатель, подключенный к сети, будет вращаться со скоростью, близкой к синхронной. При этом из сети потребляется энергия, необходимая для покрытия потерь. Если за счет внешней силы ротор вращается с синхронной скоростью, то сеть будет покрывать только потери в статоре, а потери в роторе (механические и в стали) будут покрываться внешней силой.

Вдвигательном режиме, когда вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмоток статора и ротора в одинаковом направлении, ЭДС статораЕ1 и ротора Е2 совпадают по фазе. При  = 0 ЭДС в роторе не наводится, т.е. равна 0. При  > 0 проводники обмотки статора пересекаются вращающимся полем в прежнем направлении, а проводники ротора – в противоположном.

ЭДС ротора Е2 меняет свой знак на обратный; машина переходит в генераторный режим с рекуперацией энергии. Что касается тока, то изменяет свое направление только его активная составляющая. Реактивная составляющая при отрицательном скольжении сохраняет свое направление. Это видно и из выражения для тока ротора (при s < 0 s2 > 0)

.

Такие же выводы можно сделать и на основе анализа активной (электромагнитной) и реактивной мощностей. Действительно, из выражения для РЭМ следует, что при s < 0 PЭМ < 0 . Т.е. активная мощность меняет направление (передается в сеть), а из выражения для Q2 следует, что при s < 0 реактивная мощность вторичного контура Q2 сохраняет свой знак независимо от режима работы машины.

.

Это значит, что асинхронная машина как в двигательном, так и в генераторном режиме потребляет реактивную мощность, необходимую для создания магнитного поля.

Торможение с отдачей энергии в сеть используется в подъемно-транспортных установках, при спуске тяжелых грузов. Под действием груза ротор машины будет вращаться со скоростью >0, машина переходит в генераторный режим и начинает создавать тормозной момент. При равенстве M = Mc груз будет опускаться с установившейся скоростью c, как показано на рисунке. Необходимо иметь в виду, что для обеспечения нормального спуска груза Mc не должен превышать критический момент в генераторном режиме. При реактивном моменте сопротивления кратковременно режим с рекуперацией энергии в сеть можно получить, если АД допускает переключение обмотки статора с одной пары полюсов на другую, как показано на приведенном графике.

Режим с рекуперацией имеет место на участке ВС после переключения обмотки статора с числа пар полюсов pп = 1 на pп = 2.

б) торможение противовключением

В режиме противовключения ротор двигателя вращается в направлении, противоположном действию момента двигателя. Его скольжение s > 1, а частота тока в роторе больше частоты питающей сети (). Поэтому, несмотря на то, что ток ротора больше номинального в 7 – 9 раз, т.е. больше пускового тока, момент вследствие большой частоты тока, следовательно, большого индуктивного сопротивления роторной цепи (), будет невелик. Поэтому для увеличения момента и одновременного уменьшения тока в цепь ротора включают большое добавочное сопротивление, величину которого можно подсчитать по выражению

,

где Е20 - номинальная ЭДС ротора при s = 1; sн – номинальное скольжение; sн и – скольжение при номинальной нагрузке на искусственной характеристике.

При спуске груза в режиме противовключения торможение протекает на прямолинейном участке механической характеристики, жесткость которой определяется активным сопротивлением в цепи ротора. Механическая характеристика АД при тормозном спуске груза в режиме противовключения изображена на рисунке. Для торможения противовключением при реактивном моменте сопротивления необходимо на ходу двигателя изменить порядок следования фаз питающего напряжения и одновременно ввести в цепь ротора добавочное сопротивление с целью ограничения первоначального броска тока и одновременного увеличения тормозного момента. Механическая характеристика в этом случае выглядит так, как показано на рисунке. Торможение противовключением КЗАД при реактивном моменте сопротивления не эффективно, так как начальный тормозной момент при скольжении, близком к 2, из-за большого реактивного сопротивления, равного , будет незначительным (см. рис. отрезок ).

в) динамическое торможение с независимым возбуждением постоянным током

При отключении обмотки статора АД от сети сохраняется лишь незначительный магнитный поток, от остаточного намагничивания стали статора. ЭДС наводимая во вращающемся роторе и ток в роторе будут весьма малыми. Взаимодействие тока ротора с потоком от остаточного намагничивания не может создать сколько-нибудь значительного электромагнитного момента. Поэтому для получения должного тормозного момента необходимо искусственно создать надлежащий магнитный поток статора. Это может быть достигнуто подачей в обмотки статора постоянного тока или подключением к ним конденсаторов или тиристорного преобразователя частоты, обеспечивающего протекание по обмоткам статора емкостного тока, т.е. опережающего тока, создающего эффект емкости. В 1-м случае будет иметь место режим динамического торможения с независимым возбуждением, во 2-м – с самовозбуждением.

При динамическом торможении с независимым возбуждением обмотки статора отключаются от сети трехфазного тока и подключаются к источнику постоянного тока. Этот ток создает неподвижный в пространстве магнитный поток, который при вращении ротора наведет в последнем ЭДС. Под действием ЭДС в обмотках ротора потечет ток, от взаимодействия которого с неподвижным потоком возникает тормозной момент. Двигатель превращается в синхронный генератор с неявновыраженными полюсами, работающий при переменной скорости.

Симметричное включение 3-х обмоток статора в сеть постоянного тока невозможно без их переключений. Обычно используется одна из схем, приведенных на рис.

Поскольку при питании постоянным током обмотки обладают только омическим сопротивлением, для получения нужного значения тока достаточно небольшого по величине напряжения. В качестве источника постоянного тока для двигателей небольшой и средней мощности используются полупроводниковые выпрямители, а для крупных двигателей могут использоваться специальные генераторы постоянного тока низкого напряжения.

Для вывода уравнения механической характеристики АД в режиме динамического торможения режим синхронного генератора, в который превращается АД после подключения к источнику постоянного тока, целесообразно заменить эквивалентным режимом АД, полагая, что его статор вместо постоянного питается переменным током. При такой замене МДС создается совместно обмотками статора и ротора и должно быть соблюдено равенство МДС для обоих случаев, т.е.Fпост = Fпер. Определение МДС, создаваемой постоянным током Iпост для схемы “а”, поясняет рис. и векторная диаграмма, изображенные рядом.

. Амплитуда МДС, создаваемой переменным током I1 при протекании его по обмоткам статора: . Исходя из условия;. Отсюда значение переменного тока, эквивалентного постоянному:, а.

Необходимые напряжения и мощность постоянного тока

: .

Определив ток I1, машину в тормозном режиме можно представить как нормальный АД. Однако, работа АМ в режиме динамического торможения существенно отличается от работы в нормальном двигательном режиме. В двигательном режиме намагничивающий ток и магнитный поток при изменении скольжения практически не изменяются. При динамическом торможении магнитный поток, при изменении скольжения, меняется вследствие непрерывного изменения результирующей МДС, складывающейся из неизменной МДС статора (постоянного тока) и меняющейся МДС ротора (переменного тока переменной частоты).

Результирующий намагничивающий ток, приведенный к числу витков обмотки статора . Из векторной диаграммы токов следует:

;

.

Возведя в квадрат эти выражения и почленно складывая, получим: . Намагничивающий ток равен.

В приведенной машине ,

где E2’ – ЭДС ротора при синхронной скорости 0, соответствующей частоте сети. При  отличной от 0, ЭДС ротора будет равна: , где - относительная скорость или иначе – скольжение в режиме динамического торможения. При этом уравнение равновесия ЭДС для роторной цепи имеет вид: , а намагничивающий ток, выраженный черезE2’: .

Полное сопротивление ротора с учетом того, что его индуктивное сопротивление изменяется с изменением скорости вращения ротора: .

Учитывая, что и подставляя значенияI, sin2 и Z2’ в уравнение для I12, из полученного соотношения находится ток I2’, который будет равен: .

Электромагнитный момент, развиваемый двигателем, выраженный через электромагнитную мощность: , гдеm1 – число фаз обмотки статора.

Из выражения для М видно, что момент при динамическом торможении определяется переменным током I1, эквивалентным постоянному, протекающему по обмоткам статора.

Взяв производную и приравняв ее к 0, найдем, что момент будет максимален при относительной скорости:, а значение этого момента, также называемого критическим, равно:.

Механические характеристики при различном значении постоянного тока и различном сопротивлении роторной цепи изображены на рисунке. Кривые 1 и 2 соответствуют одинаковому значению сопротивления цепи ротора и различным значениям постоянного тока в статоре, а кривые 3 и 4 – тем же значениям постоянного тока, но большему сопротивлению цепи ротора.

Из выражения для МК следует, что критический момент двигателя в режиме динамического торможения не зависит от активного сопротивления цепи ротора.

Разделив значение М на значение МК, уравнению механической характеристики можно придать вид: .

г) Торможение с самовозбуждением

Этот способ торможения иногда применяется в установках с к.з. АД. Суть его заключается в том, что статор двигателя отключается от сети и к его обмоткам подключается батарея конденсаторов. Машина будет работать самовозбужденным асинхронным генератором с отрицательным скольжением по отношению к магнитному полю, созданному в статоре свободными токами низкой частоты. Поэтому на валу двигателя возникает тормозной момент, величина которого тем больше, чем больше начальное значение отрицательного скольжения.

Толчок для самовозбуждения создает ЭДС, индуктируемая в обмотках статора потоком остаточного намагничивания вращающегося ротора. При вращении ротора со скоростью (50-100%) от 0поток остаточной индукции наводит в обмотках статора ЭДС порядка 0,5 - 1,5 В.

Время переключения АД с момента отключения от сети и до присоединения емкости составляет 0,05 - 0,1 с. За это время поток ротора не успевает затухнуть окончательно. Поэтому самовозбуждение АД после присоединения емкости развивается за сотые доли секунды. Поскольку конденсаторы в данном случае находятся под напряжением весьма короткое время, оказывается возможным использование конденсаторов с номинальным напряжением, меньшим, чем если бы конденсаторы были подключены «наглухо», т.е. всегда. Да и срок службы их значительно больше, чем при глухо подключенной емкости.

ЭДС от остаточного намачивания Е0, приложенная к конденсаторам, обеспечивает протекание по обмоткам статора емкостного токаI0.

Он создает вращающееся магнитное, которое увеличивает ЭДС и напряжение на статоре. Напряжение на конденсаторах возрастает до величин Е01(см. график). Это вызовет увеличение тока через конденсаторы доIμ1и т.д. Процесс самовозбуждения протекает аналогично процессу самовозбуждения генератора постоянного тока.

Он будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равновесие ЭДС генератора и напряжения на зажимах конденсаторов (точка А), т.е. рост тока и ЭДС будет продолжаться до тех пор, пока не наступит насыщение магнитной системы АД. Так же, как и машина постоянного тока асинхронная машина возбуждается лишь при некотором конечном значении скорости, которая зависит от параметров машины и емкости конденсаторов и при выполнении условияωротораω0– угловой скорости поля статора, созданного токами низкой частоты.Следовательно, существует нижняя граница конденсаторного самовозбуждения, которой соответствует р, скольжение s, угловая частота свободных колебаний тока в статоре, которые называются нижними критическими.

Для определения скорости ротора, при которой возникает самовозбуждение, воспользуемся упрощенной схемой замещения для начального момента времени после отключения статора от сети и подключения батареи конденсаторов.

Уравнение равновесия ЭДС в обмотке статора для этого момента времени

где - относительная частота тока в статоре.

В начале самовозбуждения тока в роторе нет, и весь ток статора является намагничивающим, т.е. I1Iμ. В этом случае написанное выражение будет иметь вид:

,

где φН -частота начала самовозбуждения в относительных единицах; xμ*φН- индуктивное сопротивление намагничивающего контура при частотен.

Решая данное соотношение относительно нпри пренебрежении малыми величинами, получим:

или . Т.к.;;

то и.

где ω50– угловая скорость при промышленной частоте 50 Гц.

При работе самовозбужденной машины вращающееся поле, созданное током статора, индуктирует в его обмотках ЭДСЕ1, отстающую от этого поля (потока) на. Этот же поток наводит в обмотке ротора, вращающегося со скоростью, превышающей скорость вращения магнитного потока, ЭДСЕ2, сдвинутую относительноЕ1на 180. Ток статораI1вследствие преобладания емкости, опережаетЕ1на угол1, а ток ротораI2’ из-за наличия индуктивного сопротивления, отстает отЕ2на угол2, что отражено на векторной диаграмме.

При повышении скорости вращения ротора, например, при активном Мс, частота будет расти. ВекторI1, вследствие увеличения индуктивного сопротивленияx1*1и уменьшения емкостного сопротивления , будет поворачиваться по часовой стрелке из положения, совпадающего сI, т.к. в начале самовозбужденияI1=Iμ. Вектор токаI2вследствие увеличения индуктивного сопротивленияx2*с возрастанием частоты также будет поворачиваться по часовой стрелке. Такой характер изменения положения векторов приводит к тому, чтоIμсначала растет, достигает некоторого максимума, а при дальнейшем возрастании скорости ротора приближается к 0. Физически это означает, что вся реактивная мощность, генерируемая конденсаторами «потребляется» индуктивностями рассеяния. Иначе говоря, будет иметь место обмен реактивной энергией между конденсаторами и индуктивными полями рассеяния. При этом основной контур намагничивания в этом обмене энергии участия не принимает, что приводит к прекращению самовозбуждения. Т.о., имеется и верхняя граница существования режима самовозбуждения. Соответствующие ей параметры называются верхними критическими.

При I= 0 ЭДС в обмотках статора и ротора, следовательно, и сумма падений напряжения будут равны 0. Поэтому, пренебрегая активным падением напряжения, можно написать:

,

где К– относительная частота при исчезновении ЭДС в машине из-за уменьшенияIμдо нулевого значения.

Т.к. при этом I2’=I1, то,

откуда конечная частота, при которой прекращается самовозбуждение и соответствующая ей скорость ротора ;

Сучетом активного сопротивления ротора и статора

Механические характеристики асинхронной машины в режиме торможения с самовозбуждением для различных значений емкости приведены на рисунке. Максимум тормозного момента при уменьшении емкости перемещается в область более высоких скоростей, причем он может в 5 - 8 раз превышать номинальный момент двигателя.

Недостатком является возникновение тормозного момента только при ω30-50% от0, срыв тормозного момента приωωк , необходимость большой емкости для обеспечения тормозного эффекта при малых скоростях, ограниченность зоны торможения при каждой данной емкости. Эти недостатки могут быть существенно уменьшены при вентильном возбуждении АД, когда он будет работать в режиме автономного самовозбужденного генератора.

studfiles.net

Динамическое торможение асинхронного двигателя — Студопедия.Нет

Для динамического торможения обмотки статора двигатель отключают от сети переменного тока и подключают к источнику постоянного тока, как это показано на рис. 2. Обмотка ротора при этом может быть закорочена, или в ее цепь включаются добавочные резисторы с сопротивлением R2д.

Рис. 2. Схема динамического торможения асинхронного двигателя (а) и схема включения обмоток статора (б)

Постоянный ток Iп, значение которого может регулироваться резистором 2, протекает по обмоткам статора и создает относительно статора неподвижное магнитное поле. При вращении ротора в нем наводится ЭДС, частота которой пропорциональна скорости. Эта ЭДС, в свою очередь, вызывает появление тока в замкнутом контуре обмотки ротора, который создает магнитный поток, также неподвижный относительно статора.

Взаимодействие тока ротора с результирующим магнитным полем асинхронного двигателя создает тормозной момент, за счет которого достигается эффект торможения. Двигатель в этом случае работает в режиме генератора независимо от сети переменного тока, преобразовывая кинетическую энергию движущихся частей электропривода и рабочей машины в электрическую, которая рассеивается в виде тепла в цепи ротора.

На рисунке 2 б показана наиболее распространенная схема включения обмоток статора при динамическом торможении. Система возбуждения двигателя в этом режиме является несимметричной.

Для проведения анализа работы асинхронного двигателя в режиме динамического торможения несимметричную систему возбуждения заменяют симметричной. С этой целью принимается допущение, что статор питается не постоянным током Iп, а некоторым эквивалентным трехфазным переменным током, создающим такую же МДС (магнитодвижущую силу), что и постоянный ток.

Электромеханическая и механические характеристики представлены на рис. 3.

Рис. 3. Электромеханическая и механические характеристики асинхронного двигателя

Характеристика расположена на рисунке в первом квадранте I, где s = ω / ωo – скольжение асинхронного двигателя в режиме динамического торможения. Механические характеристики двигателя расположены во втором квадранте II.

Различные искусственные характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения можно получить, изменяя сопротивление R2д добавочных резисторов 3 (рис. 2) в цепи ротора или постоянный ток Iп, подаваемый в обмотки статора.

Варьируя значения R2д и Iп, можно получить желаемый вид механических характеристик асинхронного двигателя в режиме динамического торможения и, тем самым, соответствующую интенсивность торможения асинхронного электропривода.

17.ЭЛЕКТРОПРИВОД С СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ 5.1. СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ, СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Синхронные трехфазные двигатели (СД) широко применяются в электроприводах самых разнообразных рабочих машин и механизмов, что объясняется их высокими технико-экономическими показателями.

 1. Синхронные двигатели имеют высокий коэффициент мощности cosj, равный единице для электроприводов небольшой мощности и опережающий cosj в установках большой мощности. Способность СД работать с опережающимcosj и отдавать в сеть реактивную мощность позволяет улучшать режим работы и экономичность сети электроснабжения.

 2. Высокий КПД современных СД, составляющий 96–98 %, что на 1–1,5 % выше КПД АД тех же габаритов и скорости.

 3. Возможность регулирования перегрузочной способности СД за счет регулирования тока возбуждения и меньшая зависимость этого показателя от напряжения сети по сравнению с АД.

4. Синхронный двигатель обладает абсолютно жесткой механической характеристикой.

5. Важным преимуществом конструкции СД является большой воздушный зазор, вследствие чего его характеристики и свойства мало зависят от износа подшипников и неточности монтажа ротора. 6. Возможность их изготовления на очень большие мощности (до нескольких десятков мегаватт и более).

На рис. 5.1 приведена схема включения СД. На статоре СД, выполненном аналогично статору АД, располагается трехфазная обмотка, подключенная к сети переменного тока.

 Ротор СД выполняется с двумя обмотками: обмоткой возбуждения постоянного тока и короткозамкнутой пусковой обмоткой в виде беличьей клетки. Пусковая обмотка обеспечивает механическую характеристику СД в виде одной из кривых, показанных на рис. 5.2, а. Характеристика 1 обеспечивает по сравнению с характеристикой 2 больший «входной» момент СД (Mв1>Mв2), но меньший пусковой момент Выбор вида пусковой механической характеристики определяется конкретными условиями работы СД. После вхождения СД в синхронизм его скорость при изменениях момента нагрузки на валу до некоторого максимального значения Мmax остается постоянной и равной угловой скорости магнитного поля (синхронной скорости) (5.1) где р – число пар полюсов СД; f1 – частота питающей сети. Поэтому его механическая характеристика имеет вид горизонтальной прямой линии, показанной на рис. 5.2, б. Если момент нагрузки превысит значение Мmax, то СД может выпасть из синхронизма. Для определения максимального момента СД Мmax, до которого сохраняется синхронная работа СД с сетью, служит угловая характеристика СД. Она отражает зависимость момента М от внутреннего угла СД Q, представляющего собой угол сдвига между ЭДС статора Е и напряжением сети Uф или, что то же самое, между осью магнитного поля СД и осью его полюсов. Получим угловую характеристику для неявнополюсного СД при пренебрежении активным сопротивлением обмотки статора (R1=0). Векторная диаграмма для этого случая показана на рис. 5.3, а, где обозначено: x1 – индуктивное сопротивление фазы обмотки статора; I –ток статора СД.Подводимая к СД мощность может быть принята равной электромагнитной мощности (5.2) где Uф – фазное напряжение сети; j – угол сдвига между напряжением сети и током СД. Отсюда (5.3) Из векторной диаграммы рис. 5.3, а следует (5.4) Рассмотрение треугольника АВС позволяет определить, что (5.5) с учетом чего (5.4) запишется как (5.6) Подстановка (5.6) в (5.3) дает следующее выражение: (5.7.) где Mmax=3UфЕ/(w0x1) – максимальный момент СД. Из выражения (5.7) видно что момент СД представляет собой синусоидальную функцию внутреннего угла машины. Полученное выражение угловой характеристики (5.7) может быть с погрешностью примерно 10–20 % использовано и для явнополюсных СД. Угловая характеристика СД показана на рис. 5.3, б. Максимального значения момент СД достигает при Q=p/2. Эта величина характеризует собой перегрузочную способность СД. При больших значениях угла СД выпадает из синхронизма, а при меньших углах Q его работа устойчива. Важной величиной является номинальный угол сдвига Qном, его значение равно 25–30°, которому соответствует номинальный момент Mном. При таком значении Qном lм=Мmax/Mном=2¸2,5. Синхронный двигатель может работать во всех основных энергетических режимах, а именно: двигательном и генераторном при параллельной и последовательной работе с сетью и независимо от сети. При этом режим генератора последовательно с сетью (торможение противовключением) используется редко из-за того, что перевод СД в этот режим сопровождается значительными бросками тока и требует применения сложных схем управления. Для осуществления торможения СД чаще используется генераторный режим при работе независимо от сети переменного тока (режим динамического торможения). Для реализации этого режима обмотка статора СД отключается от сети и замыкается на дополнительный резистор R1д, как показано на рис. 5.4, а, обмотка возбуждения продолжает питаться от источника, постоянного тока

 

18. Переходной процесс в э.п. – процесс перехода его параметров из одного устойчивого состояния в другое.

На п.п. в э.п. влияют различные виды инерции:

1) механическая инерция частей рабочей машины, промежуточных передач двигателя. Степень влияния механической инерции на скорость протекания переходных процессов характеризуется электромеханической постоянной Tм;2) электромагнитная инерция, обусловленная индуктивностью обмоток э.д. и аппаратуры управления. Характеризуется электромагнитной постоянной Тэм:

L – индуктивностьэ.ц., r – сопротивление э.ц.;

3) тепловая инерция, обусловленная теплоемкостьюСи теплоотдачей э.д. А Характеризуется постоянной времени нагрева Т:

ПереходныеПроцесы АД

Определим, от каких параметров в АД зависит время переходного процесса. Примем МС=0 (пуск в холостую).

 

 

 

Выражаем время:                                                           Обозначим:

studopedia.net

3.2.7. Тормозные режимы асинхронных двигателей

Полная механическая характеристика асинхронного двигателя во всех квадрантах поля М-s, представлена на рис.3.14.

Асинхронный двигатель может работать в трех тормозных режимах: рекуперативного торможения, динамического торможения и торможения противовключением; специфическим тормозным режимом является также конденсаторное торможение.

Рекуперативное генераторное торможение возможно, когда скорость ротора выше скорости вращения электромагнитного поля статора, чему соответствует отрицательное значение скольжения .

Для того, чтобы ротор двигателя перешел синхронную скорость и разогнался до скорости выше синхронной, к его валу должен быть приложен внешний совпадающий со знаком скорости вращающий момент. Это может быть, например, в приводе подъемной лебедки в режиме спуска груза.

Механическая характеристика асинхронного двигателя в режиме рекуперативного торможения идентична (с учетом угловой симметрии) характеристике двигателя в двигательном режиме. Расчет характеристик может производиться по формуле Клосса (3.25). Максимальный момент в режиме рекуперативного торможения несколько выше, чем максимальный момент в двигательном режиме. Для рекуперативного режима

.

Несколько большая величина максимального момента в генераторном режиме объясняется тем, что потери в статоре (на сопротивлении r1) в двигательном режиме уменьшают момент на валу, а в генераторном режиме момент на валу должен быть больше, чтобы покрыть потери в статоре.

Энергетический баланс в режиме рекуперативного генераторного торможения определяется следующим (рис.3.15). Механическая мощность, поступающая на вал двигателя, преобразуется в электромагнитную мощность вращающегося поля Рэм и электрическую мощность, трансформируемую в роторную цепь двигателя. По аналогии с (3.33) получим

.

Электромагнитная мощность, за исключением потерь в статоре, отдается в питающую сеть, а мощность скольжения рассеивается в роторной цепи. Отметим, что в режиме рекуперативного торможения асинхронный двигатель генерирует и отдает в сеть активную мощность, а для создания электромагнитного поля асинхронный двигатель и в режиме генератора должен обмениваться с сетью реактивной мощностью. Поэтому асинхронная машина не может работать автономным генератором при отключении от сети. Возможно, однако, подключение асинхронной машины к конденсаторным батареям, как к источнику реактивной мощности (см. рис.3.19).

Способ динамического торможения характеризуется тем, что статорные обмотки отключаются от сети переменного тока и подключаются к источнику постоянного напряжения (рис.3.16). При питании обмоток статора постоянным током создается неподвижное в пространстве электромагнитное поле, т.е. скорость вращения поля статора . Скольжение будет равно

,

где: - номинальная угловая скорость вращения поля статора.

Вид механических характеристик (рис.3.17) подобен характеристикам в режиме рекуперативного торможения. Исходной точкой характеристик является начало координат. Регулировать интенсивность динамического торможения можно изменяя величину тока возбуждения Iдт в обмотках статора. Чем выше ток, тем больший тормозной момент развивает двигатель. При этом, однако, нужно учитывать, что при токах начинает сказываться насыщение магнитной цепи двигателя.

Для асинхронных двигателей с фазным ротором регулирование тормозного момента может производиться также введением дополнительного сопротивления в цепь ротора. Эффект от введения добавочного сопротивления аналогичен тому, которое имеет место при пуске асинхронного двигателя: благодаря улучшению повышается критическое скольжение двигателя и увеличивается тормозной момент при больших скоростях вращения.

Работу асинхронного двигателя в режиме динамического торможения можно рассматривать как работу трехфазного асинхронного двигателя при питании его постоянным током, т.е. током при частоте f1=0. Второе отличие заключается в том, что обмотки статора питаются не от источника напряжения, а от источника тока. Следует также иметь в виду, что в схеме динамического торможения ток Iдт протекает (при соединении обмоток в звезду) не по трем, а по двум фазным обмоткам.

Для расчета характеристик нужно заменить реальный Iдт эквивалентным током Iэкв, который, протекая по трем фазным обмоткам, создает ту же намагничивающую силу, что и ток Iдт.

Для схемы рис.3.16,б – Iэкв=0,816Iдт.

Для схемы рис.3.16,в - Iэкв=0,472Iдт.

С учетом указанных особенностей векторная диаграмма асинхронной машины в режиме динамического торможения (рис.3.18) будет определяться соотношением:

.

Ток намагничивания зависит от тока ротора при постоянном Iэкв. По мере роста скольжения ток намагничивания будет уменьшаться под действием реактивного тока ротора.

Упрощенная формула для приближенного расчета механических характеристик (не учитывающая насыщение двигателя) подобна формуле Клосса для двигательного режима

.

Здесь , ,

Следует подчеркнуть, что критическое скольжение в режиме динамического торможения существенно меньше критического скольжения в двигательном режиме, т.к. . Для получения максимального тормозного момента, равного максимальному моменту в двигательном режиме токIэкв должен в 2-4 раза превышать номинальный ток намагничивания I0. Напряжение источника питания постоянного тока будет значительно меньше номинального напряжения и примерно равно .

Энергетически в режиме динамического торможения асинхронный двигатель работает как синхронный генератор, нагруженный на сопротивление роторной цепи двигателя. Вся механическая мощность, поступающая на вал двигателя, при торможении преобразуется в электрическую и идет на нагрев сопротивлений роторной цепи.

Возбуждение асинхронной машины в режиме динамического торможения может осуществляться не только подачей постоянного тока в обмотки статора машины, но также в режиме самовозбуждения путем подключения конденсаторов к цепям статора асинхронной машины, как это показано на рис.3.19. Такой способ торможения называют конденсаторным торможением асинхронных двигателей. По энергетической сущности этот вид торможения идентичен динамическому торможению, т.к. энергия, поступающая с вала, преобразуется в электрическую и выделяется в виде потерь в роторе двигателя.

Процесс самовозбуждения асинхронного двигателя происходит следующим образом. Под действием остаточного потока ротора в обмотках статора наводится э.д.с., под действием которой возникает намагничивающий ток, протекающий через конденсаторы. При этом увеличивается поток машины, следовательно, наводимая э.д.с. и ток намагничивания. Верхняя и нижняя границы режима самовозбуждения и величина тормозного момента зависят от величины емкости конденсаторов. Данный способ торможения применяется для приводов малой мощности (до 5 кВт), т.к. требует установки конденсаторов значительного объема.

Торможение противовключением может быть в двух случаях:

  • в первом, когда при работе двигателя необходимо его экстренно остановить, и с этой целью меняют порядок чередования фаз питания обмоток статора двигателя;

  • во втором, когда электромеханическая система движется в отрицательном направлении под действием спускаемого груза, а двигатель включается в направлении подъема, чтобы ограничить скорость спуска (режим протягивающего груза).

В обоих случаях электромагнитное поле статора и ротор двигателя вращаются в разные стороны. Скольжение двигателя в режиме противовключения всегда больше единицы

.

В первом случае (рис.3.20) двигатель, работавший в т.1, после изменения порядка чередования фаз двигателя переходит в тормозной режим в т.1’, и скорость привода быстро снижается под действием тормозного момента Мт и статического момента Мc. При замедлении до скорости, близкой к нулю, двигатель необходимо отключить, иначе он будет разгоняться в противоположном направлении вращения.

Во втором случае после снятия механического тормоза двигатель, включенный в направлении вверх, под действием силы тяжести спускаемого груза будет вращаться в противоположном направлении со скоростью, соответствующей точке 2. Работа в режиме противовключения под действием протягивающего груза возможна при использовании двигателей с фазным ротором. При этом в цепь ротора вводится значительное добавочное сопротивление, которому соответствует характеристика 2 на рис.3.20.

Энергетически режим противовключения крайне неблагоприятен. Ток в этом режиме для асинхронных короткозамкнутых двигателей превосходит пусковой, достигая 10-кратного значения. Потери в роторной цепи двигателя складываются из потерь короткого замыкания двигателя и мощности, которая передается на вал двигателя при торможении

.

Для короткозамкнутых двигателей режим противовключения возможен только в течение нескольких секунд. При использовании двигателей с фазным ротором в режиме противовключения обязательно включение в цепь ротора добавочного сопротивления. В этом случае потери энергии остаются такими же значительными, но они выносятся из объема двигателя в роторные сопротивления.

studfiles.net

Реверсирование и торможение асинхронного двигателя

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 36Следующая ⇒

Асинхронные двигатели легко реверсируются. Направление вращения двигателя зависит от порядка чередования фаз, т.к. поле движется в сторону отстающей фазы. Для изменения направления вращения нужно поменять порядок чередования фаз (поменять любые две фазы местами).

После отключения двигателя от сети он будет продолжать вращаться по инерции. В некоторых случаях требуется быстро остановить двигатель, для этого используют электромагнитное торможение.

Методы торможения:

· Торможение противовключением. Двигатель отключается и вновь подключается к сети с обратным чередованием фаз. Возникает тормозной электромагнитный момент. В момент времени t, когда n = 0, двигатель должен быть отключен от сети. Для этого используется центробежное реле, которое отключает двигатель при скорости вращения близкой к нулю.

· Динамическое торможение. После отключения двигателя в две фазы обмотки статора подают постоянный ток. Двигатель начинает работать в режиме генератора, в роторе наводится ЭДС, возникает тормозной электромагнитный момент.

· Генераторное торможение имеет место при переключении многоскоростного двигателя на ходу с большей скорости на меньшую, т.е. при переключении машины с меньшего числа полюсов на большее. В первый момент переключения скорость двигателя оказывается намного больше скорости его поля, т.е., скольжение получается отрицательным и машина переходит в режим работы генератор. Торможение происходит с превращением кинетической энергии вращающихся частей в электрическую энергию, которая за вычетом потерь в машине отдается в сеть. Торможение в режиме работы генератором возможно только при сверхсинхронной скорости. Если двигатель в конце торможения должен быть остановлен, то к концу торможения следует перейти на механическое торможение или на другой вид электрического (динамическое, противовключением).

Синхронный двигатель

Название синхронные относится к электрическим машинам переменного тока, в которых ротор и магнитное поле статора вращаются с одной и той же скоростью, т.е. синхронно.

;

.

Как и все электрические машины синхронные машины обратимы и могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Трехфазные синхронные машины это обычно машины большой мощности.

На всех электростанциях в качестве источника электрической энергии трехфазного переменного тока используются синхронные генераторы. Единичная мощность гидрогенераторов, устанавливаемых на гидроэлектростанциях, доходит до 640 МВт. На тепловых и атомных электростанциях устанавливаются турбогенераторы они достигают мощности 1200 МВт.

Трехфазные синхронные двигатели имеют преимущество перед асинхронными при большой мощности (100 - 200 кВт).

Синхронная машина может работать с емкостным сдвигом фаз между током и напряжением. Режим работы с емкостным сдвигом фаз используется для повышения коэффициента мощности. Синхронная машина работающая в режиме холостого хода и предназначенная для генерирования емкостной реактивной мощности называется синхронным компенсатором.

По устройству статора синхронная машина не отличается от асинхронной. Обмотка статора обычно соединяется звездой. Отличие синхронной машины от асинхронной заключается в различной конструкции ротора.

Ротор синхронной машины представляет собой постоянный магнит. В машинах средней и большой мощности ротор превращается в постоянный магнит с помощью электрического тока, т.е. это электромагнит. Для этого на роторе располагается отдельная обмотка (сосредоточенная), которая называется обмоткой возбуждения, по ней протекает постоянный ток, который называется током возбуждения. Обмотка ротора вращается вместе с ротором, поэтому требуется устройство подвода тока. На роторе располагается 2 медных кольца, к которым подсоединены выводы обмотки ротора, к неподвижной части крепятся графитовые щетки в щеткодержателях, эти щетки скользят по кольцам, обеспечивая контакт.

.

Обмотка возбуждения иногда называется индуктором.

Источник постоянного тока, служащий для создания тока возбуждения обычно называется возбудителем. В качестве возбудителя используется генератор постоянного тока, генератор переменного тока с выпрямителем, полупроводниковый выпрямитель управляемый или не управляемый.

По конструкции ротора синхронные машины делятся на два типа:

· машины, имеющие ротор с неявно выраженными полюсами, в этом случае ротор имеет вид гладкого цилиндра.

· синхронные машины, имеющие ротор с явно выраженными полюсами. Такой ротор делается в тихоходных машинах с большим числом пар полюсов.

Формула электромагнитного момента такая же как и для асинхронного двигателя:

.

Синхронный двигатель, как и асинхронный имеет физическое ограничение по моменту. Если к валу ротора приложить тормозной момент, то двигатель его преодолеет, но оси полюсов ротора и статора разойдутся на некоторый угол.

Изобразим условно вращающееся магнитное поле в виде магнита.

При увеличении момента сопротивления увеличивается угол расхождения полюсов ротора и статора.

;

.

Обычно угол Θ берут ≤ 30°, поэтому перегрузочная способность синхронного двигателя:  больше чем у асинхронного двигателя.

Перегрузочную способность можно изменить воздействуя на ток возбуждения увеличивая ток возбуждения Iв увеличивается магнитный поток Ф0, увеличивается ЭДС E0 и увеличивается максимальный момент Mмакс.

Синхронный двигатель менее чувствителен к колебаниям напряжения, чем асинхронный.

Механическая характеристика синхронного двигателя абсолютно жесткая, при любом моменте сопротивления скорость его вращения одна и та же. Если Mс ≥ Mмакс, двигатель такой момент не преодолеет и остановится.

Важной особенностью синхронного двигателя работая с механической нагрузкой он позволяет в широких пределах изменять реактивную мощность и соответственно коэффициент мощности. При этом реактивная мощность может носить как индуктивный, так и емкостной характер.

Наибольший, интерес представляет режим, когда cos(φ) = 1 (режим нормального возбуждения). Iв = Iв ном.

Если ток возбуждение меньше номинального Iв < Iв ном, то cos(φ) < 1 (индуктивный характер). Режим недовозбуждения.

Если ток возбуждение больше номинального Iв > Iв ном, то cos(φ) < 1 (емкостной характер). Режим перевозбуждения.

Режим с емкостным сдвигом фаз используется на промышленных предприятиях для повышения коэффициента мощности взамен установки конденсаторных батарей. Двигатели выпускаются с cos(φ) = 1, cos(φ) = 0,8 - 0,9 (емкостной).

Пуск синхронного двигателя

Синхронный двигатель не развивает пускового момента и нуждается в искусственном пуске.

При подключении двигателя к источнику питания вращающееся магнитное поле практически мгновенно начинает вращаться с необходимой скоростью. Ротор в силу механической инерции не может сразу набрать нужную скорость, ему необходимо время для разгона. За время разгона поле повернется относительно ротора на угол 180° и момент изменится на противоположный. В результате на ротор будет действовать знакопеременное электромагнитное поле и ротор не получит ускорение.

Применяется асинхронный пуск синхронных электродвигателей. Синхронный двигатель пускается как асинхронный. Для этих целей на роторе располагается дополнительная короткозамкнутая обмотка. В теле ротора выполняются отверстия, в них вставляются медные или алюминиевые стержни, которые между собой с торцов замыкаются кольцами.

При асинхронном движении в короткозамкнутой обмотке ротора наводится ЭДС индукции и протекает индукционный ток, который создает электромагнитньш момент. При синхронном движении ЭДС индукции в короткозамкнутой обмотке не наводится и она не оказывает влияния на работу двигателя.

Поскольку синхронный двигатель пускается как асинхронный, все проблемы пуска асинхронного двигателя относятся и к синхронному двигателю.

Применяется две схемы пуска:

1.Обмотка возбуждения замыкается на активное сопротивление самой обмотки. Это делается, чтобы избежать больших перенапряжений ротора во время пуска. После разгона двигателя до скорости близкой к синхронной добавочное сопротивление в цепи ротора отключается и обмотка ротора подключается к источнику питания постоянного тока. Применяется для мощных двигателей.

2.В процессе пуска обмотка возбуждения постоянно подключена к источнику питания постоянного тока и после разгона до скорости близкой к синхронной двигатель самостоятельно втягивается в синхронизм. Эта схема проще, однако есть недостаток – в асинхронном режиме в обмотке возбуждения вращающееся магнитное поле наведет ЭДС индукции и в ней возникает индукционный ток, который отрицательно влияет на режим пуска, создавая дополнительный тормозной момент. Кроме этого переменный ток в обмотке возбуждения нарушает нормальную работу источника питания постоянного тока. Применяется для двигателей сравнительно небольшой мощности.



stydopedya.ru

Вопрос 7. Пуск, регулирование скорости и торможения синхронного двигателя.

Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя. Если ротор синхронного двигателя с возбужденными полюсами развернуть другим, вспомогательным двигателем до скорости вращения поля статора, то магнитные полюсы статора, взаимодействуя с полюсами ротора, заставят ротор вращаться далее самостоятельно без посторонней помощи, в такт с полем статора, т. е. синхронно. Для осуществления пуска необходимо, чтобы число пар полюсов асинхронного двигателя было меньше числа пар полюсов синхронного двигателя, ибо при этих условиях вспомогательный асинхронный двигатель может развернуть ротор синхронного двигателя до синхронной скорости.

Асинхронный пуск синхронного двигателя. Для осуществления этого способа пуска в полюсных наконечниках полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкнутая обмотка. Так как во время пуска в обмотке возбуждения двигателя наводится большая э. д. с, то по соображениям безопасности она замыкается рубильником на сопротивление. При включении напряжения трехфазной сети в обмотку статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи. Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшего числа оборотов (95—97% синхронной скорости) рубильник переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения.

Торможение СД, как и любого другого элек­тродвигателя, осуществляется переводом его в генераторный режим.

Наиболее часто при этом используется схе­ма динамического торможения, приведенная на рис. 6.6 (генераторный режим при работе СД независимо от сети переменного тока). В этой схеме обмотки статора СД 2 от­ключаются от сети переменно­го тока и закорачиваются на до­бавочные резисторы 1 (или на­коротко), а обмотка возбужде­ния остается подключенной к источнику возбуждения Uв че­рез резистор 3.

Торможение противовключением СД используется редко, так как перевод СД в этот ре­жим сопровождается значи­тельными бросками тока и мо­мента, требует токоограничения и применения сложных схем управления.

Изменение скорости СД выполняется при помощи преобразователя частоты.

 

Вопрос 8. Переходные процессы при нелинейных характеристиках двигателя и механизма

Переходные процессы в нелинейных электрических цепях описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, общих методов интегрирования которых не существует. На нелинейные цепи не распространяется принцип суперпозиции, поэтому основанные на нем методы, в частности классический или с использованием интеграла Дюамеля, для расчета данных цепей не применимы. Переходный процесс в нелинейной цепи может характеризоваться переменной скоростью его протекания в различные интервалы времени. Поэтому понятие постоянной времени в общем случае не применимо для оценки интенсивности протекания динамического режима.

Применительно к задачам электротехники все методы расчета по своей сущности могут быть разделены на три группы:

– аналитические методы, предполагающие либо аналитическое выражение характеристик нелинейных элементов, либо их кусочно-линейную аппроксимацию;

– графические методы, основными операциями в которых являются графические построения, часто сопровождаемые вспомогательными вычислительными этапами;

– численные методы, основанные на замене дифференциальных уравнений алгебраическими для приращений переменных за соответствующие интервалы времени.

studopedia.net

Торможение асинхронного двигателя

Если при работе асинхронного двигателя изменить направление вращения поля, то оно будет тормозить ротор. Этот режим называется режимом электромагнитного тормоза. При электромагнитном торможении скорость вращения ротора , т.е. она направлена против направления вращения поля . Поэтому в режиме электромагнитного тормоза скольжение больше единицы.

Для скоростного торможения (остановки) механизма пользуются торможением противовключения (или торможением противотоком). При этом создаются большие тормозные моменты.

Применяют также режим динамического торможения. Он заключается в следующем: статор асинхронного двигателя отключают от сети переменного тока, затем две или три фазы обмотки статора включают на постоянное напряжение и долее на обмотку ротора включают активное сопротивление. При этом статор индуцирует постоянный поток, а ЭДС ротора гасится на активном сопротивлении.

Однофазные асинхронные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели имеют широкое применение при небольших мощностях (до 1 – 2кВт). Такой двигатель отличается от обычного трехфазного двигателя тем, что на статоре его помещается однофазная обмотка. Поэтому любой трехфазный АД может быть использован в качестве однофазного путем соответствующего включения обмоток статора. Ротор однофазного АД может иметь фазную или короткозамкнутую обмотку.

Особенность однофазных АД является отсутствие начального (пускового) момента. Применяются два способа создания в двигателях, подключаемых к одной фазе сети, пускового момента, в соответствии, с чем эти двигатели делятся на однофазные и двухфазные.

Если ротор однофазного двигателя раскрутить в любую сторону при помощи внешней силы, то в дальнейшем этот ротор будет вращаться самостоятельно и может развивать значительный вращающий момент. Поэтому эти двигатели всегда снабжаются пусковым устройством. Наиболее простым пусковым устройством является дополнительная катушка, размещаемая на статоре с пространственным сдвигом относительно основной на половину полюсного деления. Обе обмотки статора питаются от симметричной двухфазной сети с одинаковыми по величине напряжениями, но сдвинутыми на четверть периода (π /2) по фазе. В этом случае токи, возникающие в катушках (в фазах статорной обмотки), окажутся также сдвинутыми по фазе на четверть периода, что вместе с пространственным сдвигом катушек обеспечивает появление вращающегося магнитного поля, под действием которого двигатель развивает пусковой момент. В случае, когда двухфазная сеть отсутствует, пуск однофазного двигателя осуществляется включением двух катушек в одну общую для них однофазную сеть. Для получения угла сдвига фаз между токами в катушках, примерно равного , одну фазу (рабочую катушку) включают в сеть непосредственно, а вторую (пусковую) – через катушку индуктивности или конденсатор. Пусковая фаза обмотки включается только на период пуска в ход. Отключение пусковой обмотки асинхронного двигателя производится специальным выключателем или реле.

Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами можно рассматривать как промежуточные между однофазными и двухфазными АД. Пусковое устройство в этих двигателях может оставаться включенным и при нормальной работе двигателя. Этот двигатель снабжен (пусковой) короткозамкнутой обмоткой, которая охватывает часть явновыраженного полюса, на котором размещена рабочая обмотка. В двигателе создается система двух переменных магнитных потоков, не совмещенных пространственно и сдвинутых по фазе, следовательно возникает вращающееся магнитное поле, которое, воздействуя на короткозамкнутый ротор, создает соответствующий вращающий момент.

 

Двухфазные асинхронные двигатели

Эти асинхронные двигатели называются конденсаторными, потому что кроме рабочей обмотки снабжаются второй обмоткой, соединяемой последовательно с конденсатором. Увеличение емкости конденсатора вызывает увеличение максимального момента машины, который будет развивать двигатель при больших нагрузках и при больших скоростях. При увеличении емкости увеличивается также и пусковой момент двигателя. Однако увеличение емкости батареи конденсаторов в рабочем режиме нежелательно, так как это ведет к снижению скорости и понижает КПД двигателя. Поэтому конденсаторные двигатели выполняют с двумя батареями конденсаторов - с постоянно включенной рабочей емкостью и пусковой емкостью, включаемой только на период пуска в ход двигателя.

Двигатели с полым ротором имеют вместо обычного ротора с короткозамкнутой обмоткой ротор в виде полого тонкостенного алюминиевого цилиндра («стаканчика»), вращающегося в узком воздушном зазоре между статором и неподвижным центральным сердечником из листовой стали (внутренним статором).

Синхронные машины

Преимущества и недостатки синхронной машины. Своеобразие синхронных машин определяет их преимуще­ства и недостатки в сравнении с машинами других классов. Преимуще­ства синхронных машин следующие:

- высокие КПД и коэффициент мощности;

- абсолютно жесткая механическая характеристика двигателя;

- независимость частоты ЭДС генератора от нагрузки машины.

Однако синхронные машины имеют и недостатки, кото­рые в ряде случаев ограничивают их использование: сложная конструкция; необходимость использования двух источников напряжения (пере­менного трехфазного и постоянного) для двигателя; затруднения с пуском двигателя.

Читайте также:

lektsia.info

Вопрос 7.Пуск, регулирование скорости и торможения синхронного двигателя.

Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя. Если ротор синхронного двигателя с возбужденными полюсами развернуть другим, вспомогательным двигателем до скорости вращения поля статора, то магнитные полюсы статора, взаимодействуя с полюсами ротора, заставят ротор вращаться далее самостоятельно без посторонней помощи, в такт с полем статора, т. е. синхронно. Для осуществления пуска необходимо, чтобы число пар полюсов асинхронного двигателя было меньше числа пар полюсов синхронного двигателя, ибо при этих условиях вспомогательный асинхронный двигатель может развернуть ротор синхронного двигателя до синхронной скорости.

Асинхронный пуск синхронного двигателя. Для осуществления этого способа пуска в полюсных наконечниках полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкнутая обмотка. Так как во время пуска в обмотке возбуждения двигателя наводится большая э. д. с, то по соображениям безопасности она замыкается рубильником на сопротивление.При включении напряжения трехфазной сети в обмотку статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи.Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшего числа оборотов (95—97% синхронной скорости) рубильник переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения.

Торможение СД, как и любого другого элек­тродвигателя, осуществляется переводом его в генераторный режим.

Наиболее часто при этом используется схе­ма динамического торможения, приведенная на рис. 6.6 (генераторный режим при работе СД независимо от сети переменного тока). В этойсхеме обмотки статора СД 2 от­ключаются от сети переменно­го тока и закорачиваются на до­бавочные резисторы 1 (или на­коротко), а обмотка возбужде­ния остается подключенной к источнику возбуждения Uв че­рез резистор 3.

Торможение противовключением СД используется редко, так как перевод СД в этот ре­жим сопровождается значи­тельными бросками тока и мо­мента, требует токоограничения и применения сложных схем управления.

Изменение скорости СД выполняется при помощи преобразователя частоты.

Вопрос 8.Переходные процессы при нелинейных характеристиках двигателя и механизма

Переходные процессы в нелинейных электрических цепях описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, общих методов интегрирования которых не существует. На нелинейные цепи не распространяется принцип суперпозиции, поэтому основанные на нем методы, в частности классический или с использованием интеграла Дюамеля, для расчета данных цепей не применимы. Переходный процесс в нелинейной цепи может характеризоваться переменной скоростью его протекания в различные интервалы времени. Поэтому понятие постоянной времени в общем случае не применимо для оценки интенсивности протекания динамического режима.

Применительно к задачам электротехники все методы расчета по своей сущности могут быть разделены на три группы:

– аналитические методы, предполагающие либо аналитическое выражение характеристик нелинейных элементов, либо их кусочно-линейную аппроксимацию;

– графические методы, основными операциями в которых являются графические построения, часто сопровождаемые вспомогательными вычислительными этапами;

– численные методы, основанные на замене дифференциальных уравнений алгебраическими для приращений переменных за соответствующие интервалы времени.

studopedia.net