Sw-motors.ru

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

Что такое выбег синхронного двигателя

Facebook

Unsupported Browser

Техпривод

Чем отличаются выбег, замедление и торможение двигателя?

Давайте разберемся, чем отличаются такие вроде бы похожие термины.

Выбег – это процесс остановки двигателя, при котором действуют лишь силы трения и запасенная кинетическая энергия. Выбег происходит, когда электродвигатель выключается контактором.

Замедление двигателя происходит, когда частотный преобразователь плавно понижает частоту вплоть до нулевой, при этом энергия не генерируется. При замедлении время остановки больше, чем при выбеге.

При торможении появляется излишек энергии, который накапливается в звене постоянного тока и выделяется на тормозном резисторе. Время торможения обычно в несколько раз меньше времени выбега.

Техпривод

У нашего офиса в Санкт-Петербурге изменился адрес. Теперь мы располагаемся в БЦ «Иволга» на наб. реки Волковки, д. 7. Будем рады видеть вас!

Техпривод

Промышленные мотор-редукторы мощностью до 300 кВт. В любом исполнении, с любыми опциями! От 3200 руб. Доставка по России.

TEHPRIVOD.SU

Мотор-редукторы 0,06 — 300 кВт | Техпривод

Техпривод

7 способов задания скорости в ПЧ

Частотный преобразователь позволяет задавать скорость вращения двигателя несколькими способами.

1. Фиксированная предустановленная скорость. В процессе работы ее можно изменять с помощью соответствующего пункта меню преобразователя.
2. Изменение скорости с помощью потенциометра и кнопок «Вверх», «Вниз», «Ок» на передней панели ПЧ.
3. Изменение скорости путем подачи сигналов на входы “Up” и “Down”.
4. Получение сигнала скорости с аналогового входа. В некоторых моделях частотных преобразователей при смене полярности напряжения изменяется направление вращения.
5. При использовании многоскоростного режима скорость можно изменять ступенчато путем подачи сигналов на управляющие входы.
6. При использовании ПЧ в качестве ПИД-регулятора управляющий сигнал приходит от аналогового датчика.
7. Скорость может задаваться от импульсного входа, на который приходит сигнал от датчика или энкодера.

Источники управления скоростью можно выбирать в настройках преобразователя частоты.

Проект для деловой перфекционистки об осознанном отношении к своей красоте, здоровью и к жизни в целом.

Механические характеристики при торможении синхронных машин

Как и в обычных электродвигателях в синхронных машинах помимо пусковых характеристик существуют и тормозные характеристики. Для осуществления нормального тормозного режима синхронного электропривода необходимо выбрать нужный режим электрического торможения машины.

Итак, торможение синхронного электродвигателя может быть осуществлено несколькими способами:

  • Противовключением – реализуется как и режим противовключения асинхронной машины;
  • Динамическое торможение;
  • Рекуперативное торможение (с отдачей энергии в сеть) – такой вид торможения может быть реализован при наличии преобразователя частоты, позволяющего осуществить рекуперацию энергии в сеть;

Торможение противовключением

Торможение противовключением применяется довольно редко, так как оно может вызывать значительные толчки тока в сеть, иногда превышающие значение тока при пуске, довольно сильный нагрев пусковой обмотки, следствием чего является довольно низкий cosφ и сравнительно малый тормозной момент. На рисунке ниже показаны схемы:

На рисунке а) показан двигательный режим, на рисунке б) показан режим торможения синхронной машины противовключением.

Режим динамического торможения

Режим динамического торможения синхронного электродвигателя от асинхронного отличается тем, что в синхронном электродвигателе статорная обмотка отключается от сети и подключается к тормозным резисторам, на которых гасится энергия, вырабатываемая электрической машиной при торможении. Схема приведена ниже:

При работе в двигательном режиме выключатель QF замкнут. При переходе электродвигателя в режим динамического торможения выключатель QF размыкается, а QF1 замыкается, при этом напряжение с обмотки возбуждения не снимается. В итоге машина переходит в генераторный режим, а энергия, которая вырабатывается при этом, гасится на резисторах R1, R2, R3, создавая тем самым тормозной момент. При таком режиме работы расход электроэнергии значительно ниже, чем при противовключении. Интенсивность замедления зависит от величины сопротивлений R1, R2, R3. Также на интенсивность влияет и параметры источника постоянного тока возбуждения. Если возбудитель находится на валу машины (собственный возбудитель), то время замедления значительно возрастет, так при уменьшения скорости вращения синхронного электродвигателя будет падать ток возбуждения. Если возбудитель питается от другого источника тока, то момент торможения поддерживается постоянным.

Рекуперативное торможение

Схема показана ниже:

Приведенная схема может реализовывать две схемы торможения – рекуперативное или динамическое. При использовании схемы инвертора позволяющего проводить рекуперацию энергии, оно будет произведено, но такая схема будет немного дороже чем схема с динамическим замедлением (показана пунктиром). Если электропривод имеет частые пуски и остановы, то применять схему с рекуперативным торможением более целесообразно, чем при длительных или кратковременных режимах работы. При выборе схемы питания необходимо произвести технико – экономические расчеты целесообразности применения какой – то из схем.

Читать еще:  Что такое тип двигателя lpg

Асинхронный режим системы энергоснабжения и синхронного двигателя, его опасность.

Асинхронным называется режим работы системы при больших отклонениях

частоты вращения роторов генераторов или двигателей от синхронной частоты.

Выпадение генератора из синхронизма сопровождается резким повышением частоты вращения ротора.

При асинхронном ходе и частоте, большей чем синхронная, генератор работает как асинхронный и генерирует активную мощность, которая называется асинхронной.

Причинами появления асинхронного режима могут быть: исчезновение тока возбуждения, нарушение динамической устойчивости после резкого возмущения, нарушение статической устойчивости сильно перегруженной системы при слабом возмущении.

Возникновение асинхронного режима приводит к различным нарушениям нормальной работы СЭС:

— могут появляться периодические понижения напряжения, при которых затормаживаются двигатели и отключаются пускатели в сети напряжением 0,4 кВ, а также понижается устойчивость параллельной работы генераторов в синхронно работающих частях ЭЭС;

— из-за снижения напряжения и увеличения тока может нарушаться селективная работа релейной защиты;

— возникают колебания активной мощности, при которых появляется знакопеременный момент на валу турбины, приводящий к дополнительным механическим усилиям;

— возможно возникновение резонансных колебаний, опасных для оборудования и синхронной работы частей ЭЭС;

— при наличии между отдельными частями ЭЭС большого активного сопротивления увеличивается дефицит активной мощности в приёмной части системы.

В асинхронном режиме генератор кроме момента, обусловленного его возбуждением, развивает ещё и асинхронный момент под действием свободных токов, которые возникают в его обмотке возбуждения и демпферных контурах из-за движения ротора по отношению к полю, созданного внешними ЭДС.

Наличие несимметрии генератора, явнополюсность, одноосность обмотки возбуждения и т.д. приводят к тому, что его асинхронная мощность пульсирует около некоторого среднего значения. Аналогично изменяются реактивная мощность и напряжение.

Таким образом, асинхронный момент генератора может быть представлен в виде двух составляющих: среднего асинхронного момента и знакопеременного. Первый зависит от типа и конструкции генератора, а также от среднего скольжения, второй не оказывает существенного влияния на протекание асинхронного режима, и им в расчётах пренебрегают.

101. Поведение электродвигателей при кратковременной потере питания. Что такое самозапуск? Условия обеспечения успешного самозапуска

В ряде случаев в ходе проектирования или эксплуатации электроустановки возникает необходимость дополнить схемы управления электродвигателями ответственных механизмов функцией самозапуска, т.е. повторного автоматического запуска электродвигателей при кратковременном прекращении их электроснабжения, например при работе АВР или АПВ, а также при кратковременном понижении напряжения питания. В схеме без самозапуска пуск электродвигателей после кратковременного пропадания напряжения необходимо осуществить либо по месту (с поста управления), либо через систему АСУТП, либо другими путями, которые предусмотрены их схемой управления. Необходимость организации самозапуска возникает в схемах управления электродвигателей ответственных механизмов, отключение которых может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования или возникновению аварийных режимов. Необходимо рассчитать время, в течение которого возможен самозапуск электродвигателей. При одновременном пуске группы электродвигателей напряжение на зажимах электродвигателей (остаточное напряжение) в этот момент может упасть до такого значения, при котором пуск некоторых электродвигателей окажется невозможным (пусковой момент окажется меньше момента сопротивления механизма, M ̴ U 2 ). Самозапуск электродвигателей может оказаться также невозможным по истечении определенного времени, если это может привести к аварийным ситуациям.

Самозапуском называется восстановление нормальной работы электродвигателя с механизмом на валу без вмешательства эксплуатационного персонала после кратковременного перерыва электроснабжения или глубокого снижения напряжения.

Очевидно, что самозапуск следует применять только для тех механизмов, от работы которых в значительной мере зависит надежность работы котлов. Самозапуск нерегулируемых по частоте вращения электродвигателей имеет следующие основные отличия от пуска:

 В момент восстановления напряжения все электродвигатели (или, по крайней мере, их значительная часть) вращается.

 При быстром подключении обесточенной секции к резервному источнику питания на ней в момент подключения всегда имеется некоторое остаточное напряжение.

 Самозапуск происходит, как правило, при нагруженном механизмом двигателе, что может приводить к увеличению длительности разгона (особенно, если механизм имеет значительный момент инерции).

 Если в самозапуск участвует одновременно группа двигателей, то токи, потребляемые из сети электроснабжения, увеличиваются, снижается напряжение на статоре двигателей и соответственно уменьшается вращающий момент, что приводит к некоторому увеличению времени их разгона.

При затяжном самозапуске наибольшую опасность представляют отклонения от нормы таких технологических параметров, как снижение подачи воздуха в котел, снижение разрежения в топке котла, уменьшение расхода сетевой воды. Технологические защиты, реагируя на эти отклонения, отключают котел, что приводит к серьезной аварийной ситуации на РТС.

Процесс самозапуска принципиально можно разделить на два этапа:

 На первом – происходит выбег электродвигателей с механизмами на валу от момента исчезновение электроснабжения до момента восстановления напряжения на шинах питания двигателей.

Читать еще:  Горит значок неисправности систем двигателя

 На втором – происходит разгон от частоты вращения, примерно соответствующей моменту восстановления питания, до частоты вращения, соответствующей исходному рабочему режиму.

Отметим, что характер электромеханического переходного процесса зависит от длительности перерыва питания, нагрузки двигателя, его параметров и параметров сети. Каждый двигатель при выбеге развивает э.д.с. в обмотке статора. У асинхронных двигателей она невелика, по сравнению с синхронными.

Если пренебречь моментом трения, выбег таких механизмов может быть описан зависимостью

ω = 1 / (1 + t / τj) (1)

где ω — угловая скорость (о.е.), отнесенная к синхронной угловой скорости;
t – время от момента исчезновения напряжения, с;
τj — механическая постоянная времени агрегата, с , при коэффициенте загрузки двигателя Kз ≈ P / Pном.

где Jnp — приведенный момент инерции агрегата, кг.м²;
JД — момент инерции двигателя;
Jмех — момент инерции механизма.

В общем случае определение возможности самозапуска асинхронных двигателей, нерегулируемых по частоте вращения, сводится к следующим расчетам:

 Определяют снижение угловой скорости за время перерыва питания, значение угловой скорости и скольжения двигателя в момент восстановления напряжения;

 Определяют напряжение на обмотках статора двигателей после восстановления напряжения;

 Определяют вращающий момент двигателя при полученных напряжении и скольжении;

 Определяют момент сопротивления агрегата при полученной угловой скорости;

 Если условие МД > Мc выполняется, то самозапуск обеспечен. Если условие МД > Мc не выполняется, нужно отказаться от самозапуска части двигателей подключенных к общим шинам, чтобы увеличить напряжение на шинах и на статоре остальных двигателей, участвующих в самозапуске.

 Рассчитывают время разгона агрегата от момента восстановления напряжения.

Наиболее неблагоприятные электромагнитные и электромеханические процессы при самозапуске синхронных двигателей возникают при несинхронном включении возбужденных двигателей. Такое включение сопровождается значительными бросками тока в обмотках и электромагнитных моментов вращения, приводящих к значительным электродинамическим воздействиям на обмотку статора и удары по валопроводу. Максимальное значение периодической составляющей тока при несинхронном включении

(5)

где (Xc — индуктивное сопротивление питающей сети).

Соотношение (5) определяет максимальное значение периодической составляющей тока при несинхронном включении в противофазе, если в самозапуске участвует только один двигатель.

При несинхронном включении группы двигателей, участвующих в самозапуске, максимальное значение периодической составляющей тока i-го двигателя

Нетрудно заметить, что по соотношению (6) можно определить токи несинхронного включения при самозапуске как одного, так и группы двигателей. Максимальное значение периодической составляющей тока в обмотке статора синхронного двигателя при коротком замыкании на выводах

Или, положив, как обычно, в о.е. X»q = 1,05, получаем

Iкз ∗ X»d = 1,05 (8)

Нетрудно заметить, что величина Iкз ∗ X»d — кратность тока при коротком замыкании на выводах статора по отношению к току прямого пуска при напряженииU=1.0.

Аналогично (7) можно выразить ток несинхронного включения, как

(9)

С учетом преобразований выше приведенных соотношений получим

(10)

X»dp — учитывает возможность подключения одного или группы двигателей к шинам через реактированные (Хр) фидеры.
KI – коэффициент, характеризующий допустимое превышение тока при несинхронном включении по сравнению с током, возникающим в синхронном двигателе при коротком замыкании.

При перерывах питания, длительность которых не превышает значения

(11)

возбужденнные синхронные двигатели втягиваются в синхронизм без каких-либо специальных мер.

Соотношение (11) справедливо, если за время перерыва питания скольжение двигателя не превысит критического значения, определяемого из условий 100%-ной синхронизации (условие Эджертона [5])

где mмех — приведенный момент сопротивления нагрузки, о.е.
mс.м.к. — синхронный момент двигателя, соответствующий критическому скольжению.

В то же время при перерывах электроснабжения с последующим действием АПВ и АВР, время перерыва питания, как уже отмечалось, при отсутствии быстродействующих защит превышает величину, определяемую по (11). В этом случае успешная ресинхронизация возможна, если для всех значений скольжений от единицы до критического асинхронный момент будет больше механического момента на валу и генераторного момента от тока возбуждения, т.е. для всех значений

необходимо, чтобы

где r – приведенное активное сопротивление обмотки статора.

В заключение отметим, что, как показывают исследования и расчеты, для синхронных двигателей мощностью до 2000 кВт, нерегулируемых по частоте вращения, допустимость несинхронного включения (НАПВ) определяется величиной тока при τc > 2,5 c.

Если сеть мощная (Xo / XΣ мало) и расчетные кратности тока и момента превышают допустимые значения, то для уменьшения этих кратностей необходимо гасить поле двигателя воздействием на возбуждение. При этом момент снижается быстрее, чем ток и величина 4доп, определяющая ток, как правило, не превышает 0,5-0,6 Uном дв.

Читать еще:  Ccza что за двигатель

Дата добавления: 2015-09-11 ; просмотров: 25 | Нарушение авторских прав

Синхронный двигатель

7.2.1. Основные понятия

Синхронный двигатель отличается от асинхронного конструкцией и источником питания ротора. Статор такого двигателя питается от трехфазной сети переменного тока, а ротор посредством щеток и колец от сети постоянного тока (Рис.7.18.).

Синхронный двигатель имеет постоянную частоту вращения, называемую синхронной частотой и заданную формулой ,

где: f – частота сети; p – число пар полюсов.

Статор синхронного двигателя аналогичен статору асинхронного, следовательно, его функция создание вращающегося с синхронной частотой nsмагнитного поля.

Синхронный двигатель не имеет собственного пускового момента и должен быть разогнан до синхронной частоты с помощью внешнего привода, который может быть, например, асинхронный двигатель малой мощности.

7.2.2 . Принцип действия

Принцип действия синхронного двигателя основан на эффекте притяжения разнополярных магнитных полюсов статора (N,S) и ротора (No,So).

Итак магнитное поле статора вращается с частотой ns(Рис.7.19.). Предположим, что ротор тоже вращается с частотойns,против часовой стрелки, т.е. полюса магнитного поля ротора будут вращаться с частотой ns.

Без нагрузки магнитные оси полей статора и ротора совпадают, силы притяжения F1и F2будут радиальные и не создают никакого вращающего момента. Если возникает какой-либо момент сопротивления Мн (момент нагрузки, Рис.7.20.) на оси двигателя, то ось магнитного поля ротора поворачивается по часовой стрелке на угол Q.

В этом случае силы F1и F2имею радиальные и тангенциальные составляющие, причем последние Ft1и Ft2создают вращающий момент Мдви двигатель работает устойчиво при Мн = Мдв.

Можно объяснить принцип действия синхронного двигателя с помощью логической диаграммы (Рис.7.21).

1) Под действием трехфазного напряжения в каждой фазе обмотки статора протекает ток , который создает вращающийся с частотой nsмагнитный поток Ф1.

2) В обмотке ротора под действием напряжения возбуждения течет ток Iв,который создает поток Фвтакже вращающийся с частотой ns.

3) Эти потоки наводят ЭДС и , которые складываются .

4) В тоже время потоки Ф1 и Фвскладываются образуя рабочий поток Фр.

5) Ток взаимодействуя с магнитным потоком Фрсоздает электромагнитные силы (ЭМС)и вращающий момент Мдв, противодействующий моменту нагрузки.

Рис.7.21.

7.2.3. Основные уравнения двигателя

Определим уравнение статора, используя эквивалентную схему и векторную диаграмму (Рис.7.22.-7.24.).

Согласно IIзакону Кирхгофа (Рис.7.22.), имеем:

Зная, что и пренебрегая активным сопротивлением статора Rs,получим: .

Рис.7.22. Рис.7.23. Рис.7.24.

В этом случае эквивалентная схема представлена на рис.7.23., где Xsназывается синхронным сопротивлением. Векторная диаграмма (Рис.7.24.) показывает, что Qэто смещение оси магнитного поля ротора по отношению к оси поля статора, а угол jэто сдвиг по фазе между напряжениеми током статора . Определим уравнение вращающего момента синхронного двигателя, исходя из классической формулы механики: PДВ= МДВWs.

Пренебрегая потерями мощности можно записать, что PДВ= Pэл.

В свою очередь электрическая мощность трехфазного синхронного двигателя будет: Pэл= 3 U1I1cosj.

Воспользуемся геометрическими построениями на рис.10.24., где из треугольников Оса и abc следует ac = EosinQ = I1Xscosj.

Отсюда и как результат получим ,

или окончательно .

Если выражение величина постоянная, то формула вращающего момента синусоидальная функция: МДВ= МмаксsinQ.

7.2.4. Характеристики двигателя

Угловая характеристика МДВ= f(Q) имеет два интервала функционирования (Рис.7.25.): I — интервал стабильной работы, II -интервал нестабильной работы.

Когда угол Q меньше 90°,двигатель работает стабильно (т.A), то есть двигатель находится в режиме авторегулирования. Если момент нагрузки увеличивается Мн +DМ, угол Q1увеличивается тоже Q1+ DQ. Согласно формуле вращающего момента МДВтакже увеличится и равновесие установится в точке B. Когда угол Q больше 90°,двигатель работает нестабильно (т.D), то есть двигатель теряет синхронизм. Поэтому угол Q = 90° называется критическим. Практически величина этого угла находится в пределах от 30° до 40°. Механическая характеристика М=f(n) синхронного двигателя – это прямая линия параллельная оси X (Рис.7.26.). В таком случае частота вращения постоянна и не зависит от нагрузки. Семейство U– образных характеристик наиболее важно для промышленного применения синхронных двигателей (Рис.7.27.).

Этот рис.10.27. показывает, что существует минимальный ток возбуждения Iв.миндля каждой кривой, при котором коэффициент мощности cosj=1, и что существуют интервалы недовозбуждения и перевозбуждения. В первом интервале синхронный двигатель работает, имея характер индуктивного сопротивления, а во втором емкостного.Это свойство позволяет использовать синхронный двигатель для коррекции коэффициента мощности в промышленных установках, применяя синхронный компенсатор вместо батареи конденсаторов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector