Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Книга: Башенные краны

Книга: Башенные краны

Навигация: Начало Оглавление | Другие книги | Отзывы:

§ 48. Асинхронный электропривод с созданием на валу электродвигателя добавочного тормозного момента

Для более эффективного использования свойств искусственных механических характеристик с целью получить пониженную частоту вращения рабочих механизмов в крановых электроприводах применяют устройства, обеспечивающие создание на валу двигателя добавочного тормозного момента. Эти устройства подразделяются на две группы. К первой относятся дополнительные тормоза для притормаживания механизма и тормоза с электрогидравлическими толкателями, работающие в режиме притормаживания, ко второй — тормозные машины.

Электропривод с вспомогательным тормозом для притормаживания показан на рис. 92. Для получения пониженной скорости на механизме кроме основного рабочего тормоза устанавливают вспомогательный притормаживающий тормоз, который создает дополнительный тормозной момент Л1т, увеличивающий нагрузку электродвигателя. Суммарный момент Мх + МТ оказывается достаточным для получения пониженной частоты вращения я1т при работе привода на искусственной характеристике. В качестве дополнительного тормоза в схемах с магнитными контроллерами применяют тормоз нормально замкнутого типа, отрегулированный на небольшой тормозной момент. Включается и отключается тормоз обычно автоматически и зависимости от положения контроллера.

Рис. 92. Электропривод с вспомогательным притормаживающим тормозом:

а — принципиальная электрическая схема, б — механические характеристики привода; 1, 11 — искусственные механические характеристики, 111 — естественная механическая характеристика

На схеме рис. 92, а в нулевом положении контроллера вспомогательный тормоз вместе с основным удерживает механизм в заторможенном состоянии. В первом положении контроллера цепь катушки электромагнита У2 разомкнута и вспомогательный тормоз притормаживает механизм. Так как в цепь ротора двигателя включен реостат R1, притормаживание обеспечивает работу механизма на пониженной скорости. Во втором положении контроллера контактами контактора КЗ закорачивается часть пускорегулирующего реостата и замыкается цепь катушки тормозного электромагнита У2. При этом вспомогательный тормоз размыкается и скорость механизма возрастает.

Рис. 93. Включение электрогидравлического толкателя тормоза для получения пониженной скорости: а — принципиальная электрическая схема, б — механические характеристики привода

В электроприводе, показанном на рис. 93, электрогидравлический толкатель тормоза имеет схему включения, обеспечивающую либо полное растормаживание механизма, либо притормаживание его Питание электродвигателя М2 тормозного электрогидравлического толкателя осуществляется через контакты промежуточного реле 14. Если реле включено, его замыкающие контакты присоединяют электродвигатель М2 к роторной цепи электродвигателя механизма параллельно пускорегулирующему реостату RL.

Давление под поршнем электрогидравлического толкателя пропорционально квадрату частоты вращения лопаток насоса, поэтому изменение частоты вращения электродвигателя N12 вызовет изменение положения колодок тормоза относительно тормозного шкива. При высокой частоте вращения электродвигателя Ml и, следовательно, малой частоте 12 частота вращения электродвигателя М2 уменьшится, в связи с чем тормозные колодки начнут притормаживать шкив, создавая дополнительный тормозной момент на валу электродвигателя Ml. Частота вращения электродвигателя АН уменьшится, возрастут его скольжение st и частота 12, увеличится частота вращения электродвигателя М2 и колодки тормоза освободят шкив. Вследствие уменьшения тормозного момента увеличится частота вращения электродвигателя Ml, что снова вызовет затормаживание шкива.

Таким образом, в данном приводе частота вращения регулируется путем увеличения или снижения давления колодок на тормозной шкив. Регулирование осуществляется автоматически, в функции скольжения электродвигателя механизма, а результирующие механические характеристики 1ПТ при подъеме и 1СТ при спуске (см. рис. 93, б) обеспечивают пониженную частоту вращения механизма.

Если реле К4 выключено, его размыкающие контакты соединяют электродвигатель М2 параллельно со статором электродвигателя Ml. Электродвигатель М2 при таком включении вращается с постоянной частотой вращения, а электрогидравлический толкатель выполняет обычные функции управления тормозом: растормаживает механизм при включении привода и затормаживает его при отключении. В этом случае характеристики привода соответствуют естественной и искусственным характеристикам электродвигателя (1П и 2/7) при подъеме и 1С и 2С при спуске (см. рис. 93, б).

Напряжение источников тока, к которым подключается электродвигатель М2, различно, поэтому в схеме рис. 93, а обмотки электродвигателя автоматически соединяются в звезду или треугольник с помощью промежуточного реле 105, катушка которого включена параллельно с катушкой реле 14. При выключенном реле обмотки электродвигателя М2 соединены в звезду, а при включенном реле — в треугольник.

Если напряжение внешней питающей сети равно 220 В, обмотки электродвигателя М2 должны быть включены только в треугольник. Для этого реле К5 вручную переводят в положение «Включено», фиксируют в этом положении, а катушку реле отключают от сети.

В электроприводе, показанном на рис. 94, для получения малой частоты вращения применены асинхронная тормозная машина ТМ-4А и динамическое торможение приводного электродвигателя.

Рис. 94. Электропривод грузовой лебедки с тормозной машиной переменного ток

А- принципиальная электрическая схема, б — механические характеристики привода

В первом положении подъема замыкаются контакты Sl-2, S1-4 и S1-7 командоконтроллера. При этом включаются контактор KS и магнитные пускатели К5, КЗ, КЛ, с помощью которых включается на подъем двигатель Ml я включаются тормозная машина М2 и тормозной электромагнит У1. Совместная работа двигателя Ml с полным сопротивлением реостата R2 в роторной цепи и тормозной машины М2 обеспечивают работу привода на характеристике 1П (рис. 94, б).

В первом положении спуска замкнуты контакты Sl-3, Sl-9, S1-10 командоконтроллера и включены контактор КЮ и пускатели К2, КЗ, Кб. Двигатель Ml работает в режиме динамического торможения. В цепь ротора двигателя введено две ступени реостата R2. Тормозная машина М2 включена в направлении спуска. Совместная работа тормозной машины и двигателя Ml в режиме динамического торможения обеспечивают работу привода лебедки на характеристике 1С.

Читать еще:  Faw vita что за двигатель

Во втором положении спуска размыкается контакт S1-10 командоконтроллера, и в цепь ротора двигателя Ml вводится полное сопротивление реостата. Совместная работа тормозной машины и двигателя Ml в режиме динамического торможения с полным сопротивлением реостата в цепи ротора обеспечивает работу привода на характеристике 2С.

В третьем положении спуска размыкается контакт S1-9 и замыкаются контакты Sl-4, S1-8 командоконтроллера. При этом отключается узел динамического торможения двигателя Ml и включается пускатель К5, замыкая цепи катушек К4, К9 и К13. Пускатель 14 закорачивает ступень сопротивления R2 и отключает реле времени КН-Контактор К9 включает двигатель Ml в направлении спуска. Реле КН при отпадании с выдержкой времени включает пускатель Кб, который закорачивает ступень реостата R2 и своим блок-контактом включает пускатель К7, закорачивающий последнюю ступень реостата. Тормозная машина отключена, так как разомкнуты блок-контакты КЮ и К5 в цепи катушки К2.

Электродвигатель Ml с закороченным пускорегулирующим сопротивлением работает на характеристике ЗС.

Расчет тормоза механизма передвижения.

Назначение тормоза в механизме передвижения – поглощение кинетической энергии поступательно движущихся и вращающихся масс крана.

Согласно с нормами Госнадзорохрантруда Украины все краны и тележки со скоростями движения более 0,5 м/с должны быть оборудованы тормозами. Расчет тормозного момента механизма передвижения должен проводиться при условии исключения буксования приводных колес по рельсам при максимально допустимых значениях ускорения при торможении. Значение тормозного момента определяется как разница моментов сил инерции подвижной массы и минимального момента сил сопротивления передвижению:

. (4.27)

Выражение для тормозного момента можно записать в развернутом виде:

, (4.28)

где т – масса крана, кг; SJвp – сумма моментов инерции вращающихся масс крана, приведенных к тормозному валу, кг×м 2 ; wТ – угловая скорость вала, на котором установлен тормоз, с -1 ; u – скорость движения крана, м/с; e – угловое ускорение, с -2 :

. (4.29)

где – радиус ходового колеса.

Минимальная сила сопротивления определяется без учета трения реборд ходовых колес (kp = 1) и при движении крана под уклон:

. (4.30)

Для обеспечения необходимого запаса сцепления и избежания пробуксовок приводных колес максимальное ускорение при торможении должно быть не больше значений, которые определяются по формуле:

. (4.31)

Ускорения при торможении и соответствующие им допустимые минимальные пути торможения приведены в таблице 4.5.

Минимальное допустимое время торможение:

. (4.32)

Таблица 4.5 – Значения ускорения при торможении и минимальные пути торможения

Коэффициент сцепления
аТ, м/с2st,аТ, м/с2st, м
0,90u 2 /l,81,5u 2 /3,06
½0,45u 2 /0,90,75u 2 /1,53
½0,250u 2 /0,460,40u 2 /0,625

Дата добавления: 2018-11-26 ; просмотров: 451 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Торможение двигателем: это как?

Торможение двигателем является одним из доступных водителю приемов, которые направлены на снижение скорости транспортного средства без использования тормозной системы. Среди автолюбителей существуют различные мнения касательно данного способа. Одни утверждают, что торможение дизельным или бензиновым двигателем позволяет экономить бензин или солярку, сам процесс торможения снижает риски сравнительно с использованием тормозов в определенных ситуациях.

Противники данного метода среди основных аргументов выделяют повышенный износ мотора и снижение ресурса коробки передач в результате злоупотребления приемом торможения двигателем. Далее мы рассмотрим, как тормозить двигателем, когда это нужно делать и как правильно выполнять указанное торможение двигателем?

Почему машина замедляется при торможении двигателем

Такой способ торможения предполагает определенное сопротивление мотора инерционной нагрузке, которая пытается повысить частоту вращения коленчатого вала. Другими словами, двигатель начинает тормозить автомобиль в тот момент, когда машина движется при определенной скорости с включенной передачей, но в это время подача топлива прекращается или минимизирована.

Прекращение топливоподачи означает, что двигатель больше не отдает энергию на трансмиссию. Получается, трансмиссия начинает передавать нагрузку на мотор от вращающихся по инерции колес, обороты коленвала снижаются и автомобиль теряет скорость, то есть тормозит двигателем.

Далее необходимо рассмотреть те особенности, благодаря которым осуществляется торможение. Стоит начать с того, что ощутимое замедление автомобиля при торможении двигателем возможно не всегда. Нажатие на педаль газа приводит к увеличению подачи топлива, в результате чего поднимаются обороты коленчатого вала (мотор раскручивается). Отпущенная педаль означает, что обороты падают.

Не сильно вдаваясь в особенности конструкции трансмиссии отметим, что задачей коробки передач является распределение крутящего момента на колеса. Если сказать иначе, КПП «дозирует» энергию, которую отдает двигатель, зависимо от выбранной передачи.

Повышенные передачи (5-6) разгоняют машину намного слабее, зачастую позволяя только поддерживать ранее набранную скорость автомобиля. При движении на повышенной передаче присутствуют значительные силы инерции, в результате чего сопротивление самого ДВС и КПП специально сводится конструкторами к минимуму.

Получается, динамичный разгон возможен только на пониженных передачах. Если в этот момент отпустить газ, тогда сопротивление инерционному движению будет велико. Если же перестать нажимать на акселератор на повышенных передачах, машина не будет интенсивно замедляться, так как сопротивление низкое.

Преимущества и недостатки данного способа торможения

Главным плюсом такого способа замедления ТС является существенное снижение риск заноса при торможении двигателем. Дело в том, что при торможении посредством штатной тормозной системы возникает блокировка колес, что делает автомобиль неуправляемым. На машинах с активными электронными системами безопасности данный эффект сведен к минимуму, но даже наличие ABS не исключает заноса, особенно на скользких покрытиях.

Читать еще:  Шаговый двигатель 17hs8401 схема

По этой причине торможение двигателем находится в списке контраварийных приемов, позволяя замедлиться на скользкой или мокрой дороге. Данный способ торможения активно применяется при езде на затяжном спуске, а также при перемещении по горным дорогам и серпантинам. В первом случае исключается блокировка колес, а во втором снижается риск перегрева тормозов в результате слишком активного использования.

Некоторые водители также тормозят двигателем в случае, если дорожная ситуация позволяет катиться на включенной передаче, тем самым экономя топливо, продлевая срок службы тормозных колодок и шин. Многих привлекает такой аспект, что подача топлива при отпущенной педали газа на современных инжекторных автомобилях, которые оборудованы механической коробкой передач, полностью прекращается.

Дополнительно стоит учитывать возможность торможения двигателем в том случае, если тормоза полностью или частично вышли из строя. Следует напомнить, что сразу остановить машину не получится, особенно на спуске. Скорость движения можно существенно понизить до относительно безопасной, после чего становится возможным остановиться или применить контактное торможение с минимальными рисками и/или ущербом.

В списке главных недостатков торможения двигателем отмечают то, что стоп-сигналы на вашей машине в этот момент не горят, так как водитель не нажимает на педаль тормоза. Водитель автомобиля, который едет за вами, может попросту не заметить замедления, что приведет к ДТП или созданию аварийной ситуации.

Как правильно тормозить двигателем: «механика» и «автомат»

В арсенале специалистов имеется около двух десятков приемов для торможения двигателем. На практике будет достаточно изучить базовую основу. Обязательно дочитайте до конца все рекомендации!

Торможение двигателем и механической коробкой с относительно высокой скорости следует выполнять следующим образом:

  • педаль газа нужно отпустить;
  • нажимается педаль сцепления;
  • далее включается пониженная передача (зачастую 3);
  • после снижения скорости включается 2 передача;
  • когда скорость снизится, можно включить 1 передачу;

Даже если вы двигаетесь на 5 или 6 передаче, желательно включать третью, так как замедление на 4 и более высокой передаче будет слабым. Отдельно отметим, что данная инструкция является общей. В конкретной ситуации необходимо учитывать начальную скорость движения и правильно подбирать те моменты, когда осуществить первое переключение «вниз» и последующие.

Если резко включить слишком «низкую» передачу тогда, когда обороты коленчатого вала высокие, тогда тормозящее усилие может оказаться слишком значительным. В этом случае колеса временно заблокируются, автомобиль может занести и т.д. Что касается самого двигателя и трансмиссии, то такая нагрузка может привести к поломке определенных узлов и последующему ремонту. Для более щадящего переключения «вниз» в спокойной обстановке лучше сделать перегазовку.

Под перегазовкой следует понимать выжим сцепления и выключение передачи с переводом коробки в «нейтраль». Затем необходимо нажать на педаль газа, подняв тем самым обороты двигателя, после чего сцепление снова нажимается и включается пониженная передача. В экстренной ситуации можно просто выжать сцепление, нажать на газ и сразу включать пониженную.

На автомобилях с автоматической коробкой возможность торможения двигателем будет зависеть от типа и особенностей конструкции коробки передач. Также от вида АКПП и от тех возможностей, которые доступны водителю, будет напрямую зависеть общий алгоритм действий для торможения двигателем с коробкой «автомат».

Существуют коробки, которые позволяют реализовать последовательное переключение передачи в ручном режиме. Другой тип предполагает только фиксированные режимы с возможностью выбора пониженных передач. Также встречаются АКПП, которые и вовсе не рассчитаны на какое-либо взаимодействие с водителем. Для получения исчерпывающей информации по торможению двигателем с автоматической коробкой внимательно изучите инструкцию к вашему автомобилю, свяжитесь с официальным представителем марки, посетите профильный форум в сети Интернет и т.п.

Подведем итоги

Вполне очевидно, что освоить данную технику торможения будет правильным решением для каждого водителя, особенно если автомобиль на «механике». При этом всегда нужно учитывать:

  1. Только грамотное выполнение означает, что вреда коробке и мотору вы не нанесете. Не стоит злоупотреблять данным способом или резко тормозить двигателем без необходимости.
  2. Указанный способ торможения может создать аварийную обстановку на дороге для движущихся позади вас транспортных средств, неправильное выполнение снижает ресурс двигателя и трансмиссии, а также может привести к серьезной поломке.
  3. Что касается экономии горючего, то выгода от такого способа торможения оказывается крайне незначительной.
  4. Если в автомобиле установлена коробка «автомат», тогда необходимо отдельно и с повышенным вниманием изучить вопрос касательно возможности реализации и общей целесообразности торможения двигателем на конкретной модели авто.

Вращающий момент электродвигателя

В двигателях постоянного тока вращающий момент определяется выражением М ≡ ФIя, т.е. он пропорционален потоку и току якоря. В асинхронном двигателе момент создается вращающимся потоком Ф и током ротора I2. Он может быть выражен

Следовательно, момент пропорционален потоку и активной слагающей тока ротора I2 cos Ψ2, так как только активная слагающая тока определяет мощность, а значит и момент.

На рис. 10-20 представлена схема включения короткозамкнутого двигателя. Если пустить двигатель, включив рубильник 1, то в первый момент пуска, когда п2 = 0, a s = 1, наведенная в роторе 2 э. д. с. Е2 и пусковой ток I2п максимальны. Однако, пусковой момент Мп не будет максимальным, а в 2—2,5 раза меньше максимального. Векторная диаграмма для цепи ротора (рис. 10-21), построенная подобно изображенной на рис. 9-9, показывает причину этого.

Читать еще:  271 двигатель мерседеса технические характеристики

Рис 10-20. Схема включения короткозамкнутого асинхронного двигателя.

Обычно в роторе х2 во много раз больше r2 и угол Ψ2, на который ток I2п отстает от э. д. с. Е2 велик. Поэтому активная слагающая тока I2п cos Ψ2, а значит и пусковой момент Мп малы. В современных асинхронных двигателях Мп/Мп = 1 — 1,5, хотя I2п/ Iн≈ 4,5—6,5.

Это же явление по другому объясняется на рис. 10-19 и 10-22.

Рис. 10-21. Векторная диаграмма в цепи ротора.

При описании принципа работы двигателя (рис. 10-19) было предположено, что ток I2 совпадает по фазе с э. д. с. Е2, т. е. что он активный ( Ψ2 = 0). На рис. 10-22 представлен момент пуска, когда направление э. д. с. в проводах ротора соответствует обозначенному на рис. 10-19, а ток показан отстающим от э. д. с. на угол Ψ2. Тогда шесть проводов ротора (три под полюсом N и три под полюсом S) создают усилия, действующие в направлении вращения потока, а два провода вызывают противодействующие усилия. В результате этого вращающий момент будет тем меньше, чем больше сдвиг фаз между током I2 и э. д. с. E2.

Рис. 10-22. Ток в роторе двигателя в момент пуска.

По мере увеличения скорости вращения ротора реактивное сопротивление обмотки ротора x2s = x2s уменьшается, а вместе с этим уменьшается угол Ψ2, так как сопротивление r2 ≈ const. Наступает такое положение (рис 10-21), когда при некотором скольжении sм ≈ 0,1—0,15 реактивное сопротивление x2s становится равным активному r2, угол Ψ — 45° и э. д. с. E2s уравновешивает два равных падения напряжения I 2r2 и I2x2s.В это время активная слагающая тока I2 cos Ψ2 и вращающий момент М м становятся максимальными, несмотря на некоторое уменьшение тока I2.

Обычно Мм/Мм = 1,8—2,5 и называется способностью к перегрузкe.

При дальнейшем разгоне ротора x2s становится значительно меньшим, чем r2, им можно пренебречь и считать ток ротора активным (I2I2 cos Ψ 2). Так как E2s = E2s тоже продолжает уменьшаться, то вместе с током I2 уменьшается и вращающий момент.

Максимальная скоростьn вращения будет при холостом ходе двигателя и тогда n 2n 1 , a s ≈ 0. Зависимость вращающего момента от скольжения М = f (s) представлена на рис. 10-23.

Рис. 10-23. Зависимость вращающего момента двигателя от скольжения.

Нормальная работа двигателя возможна только на участке кривой при скольжениях s от нуля до sм, так как в этом случае при увеличении тормозного момента и значит s вращающий момент возрастает. На участке от s = sм до s = 1 работа двигателя неустойчива. Номинальный момент Мн соответствует обычно номинальному скольжению sн = 1—6%.

Поток Ф пропорционален напряжению U1, подводимому к трансформатору. Сказанное остается в силе и для асинхронного двигателя. Так как М ≡ ФI2 cos Ψ 2, то можно написать, что

Отсюда можно сделать очень важный для асинхронных двигателей вывод

т. е. вращающий момент пропорционален квадрату подведенного к статору напряжения. Таким образом, падение напряжения в сети, например до 0,9 U, вызовет уменьшение момента до 0,9 • 0,9 Мн = 0,81 Мн и нагруженный двига тель может остановиться. Указанным обстоятельством и объясняется, частично, нормирование падения напряжения в распределительных сетях, питающих асинхронные двигатели.

В практике потребителя часто интересует механическая характеристика двигателя

п2 = f (М) при U1 = const и f1 = const. Для удобства пользования по осям откладывают (n2/n1)100% и (М/Мн)100%.

Рис. 10-24. Механическая характеристика двигателя.

Эта характеристика получается простым перестроением рис, 10-23 и показана на рис. 10-24, где рабочая часть обозначена сплошной линией. Кривая 1 для двига телей нормального исполнения показывает, что асинхронный двигатель обладает жесткой характеристикой скорости, подобно двигателю постоянного тока параллельного возбуждения. Асинхронный двигатель с фазным ротором для регулирования скорости вращения, например для крановых и подъемных устройств, имеет более мягкую характеристику (кривая 2).

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Трехфазный ток I1протекая в трехфазной обмотке статора, создает н. F1, вращающуюся со скоростью п1 = (f1 •60)/p (рис. 10-4, 10-5). Трехфазный ток ротора I2 создает в трехфазной обмотке ротора н. с. F2 вращающуюся вокруг ротора со скоростью п3 = (f1 •60)/p . Сам ротор вращается в сто-

рону н. с. со скоростью n2. Тогда скорость вращения н. с F2 относительно статора равна:

Таким образом, обе н. с. F1 и F2 вращаются с одной скоростью n1, друг относительно друга неподвижны и создают сообща вращающийся магнитный поток Ф. Следовательно, все приведенное на рис. 9-8 и 9-9 справедливо и для асинхронного двигателя.

Следует отметить, что благодаря воздушному зазору между ротором и статором ток холостого хода (рис. 9-7) двигателя очень велик (20—40)% I. Поэтому для улучшения cos φ1 сети двигатель необходимо нагружать полностью.

Статья на тему Вращающий момент электродвигателя

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector