Главная - Литература

0 1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

магнитным торможением, предложенные проф. Л. П. Пет ровым.

Две основные схемы конденсаторно-динамического тор можения (КДТ) представлены на рис. 13. В схеме рис. 13,( постоянный ток подают в статор после прекращения дей ствия конденсаторного торможения. Эта схема рекомен дуется для точной остановки электропривода. Подачу по - стоянного тока следует производить в функции пути меха низма. При сниженной частоте вращения момент динамического тормол<ения значителен, что и обеспечивает быстрое окончательное затормаживание двигателя.

Эффективность такого двухступенчатого торможения видна из следующего примера. При динамическом тормо-жении двигателя АЛ41-4 (1,7 кВт, 1440 об/мин) с внеш-ним моментом инерции на валу, составляющим 22% момента инерции ротора, время торможения равно 0,6 с, а тормозной путь 11,5 оборота вала. При совмещении конденсаторного и динамического торможения время и путь торможения сокращаются до 0,16 с и 1,6 оборота вал; (емкость конденсаторов была принята равной 3,9 Сном)-

В схеме рис. 13,6 осуществляется перекрытие режимо. с подачей постоянного тока до окончания процесса конден гаторного торможения. Для управления вторым этапов служит реле напряжения РН. Конденсаторно-динамическо торможение по схеме рис. 13,6 позволяет снизить время и ттуть торможения в 4-5 раз по сравнению с КДТ по схеме рис. 13,а. Однако отклонения времени и пути от их средних значений при последовательном действии режимов конденсаторного и динамического торможения в 2-3 раза меньше, чем в схеме с перекрытием режимов.

Конденсаторно-магнитное торможение (КМТ) отличается интенсивным процессом снижения частоты вращения, меньшими потерями энергии, простотой схем (рис. 14). На

J


Рис. 14. Схемы конденсаторно-магнитного торможения:

?„7„!ISl" -<:ема с ограничением пика момента в начале маг-

нитного торможения

первом этапе действует конденсаторное торможение, -при котором активно поглощается основная часть кинетической энергии вращающихся масс при магнитном потоке двига-т-еля, значительно превосходящем номинальное значение. Благодаря этому особенно интенсивно проходит магнитное торможение на втором этапе замедления электропривода. Время торможения на этом этапе измеряется сотыми долями секунды. Для малоинерционных приводов емкость конденсаторов может быть небольшой и замедление в основном происходит за счет второго этапа - магнитного торможения.

При испытаниях в схеме КМТ время торможения двигателя А041-5 (1 кВт, 930 об/мин) с конденсаторами, 3X32 мкФ (3,8 Сном) при работе вхолостую с небольшим моментом инерции на валу (15% момента инерции ротора) составило всего 0,05 с. Вал двигателя успевал повернуться на 0,4 оборота.

Важной особенностью КМТ является его высокая стабильность, зависящая только от разбросов времени срабатывания аппаратуры. В среднем при колебаниях напряжения сети в пределах ±20%, а момента нагрузки и момента инерции -до ±50% отклонения тормозного пути и времени торможения от заданных значений не превышают соответственно ±5% и ±10%.

Конденсаторно-магнитное торможение наиболее эффективно для двух-, четырех- и шестиполюсных двигателей единых серий 4А, А02 и т. п. Для восьмиполюсных двигателей этот вид торможения дает худшие результаты из-за их большей инерционности. Конденсаторно-магнитное торможение менее эффективно и для краново-металлурги-ческих двигателей (МТКН и др.), отличающихся повышенными значениями активных сопротивлений обмоток, момента инерции и тока намагничивания.

Для торможения двигателей единой серии мощностью до 10 кВт при JIJjisC2 рекомендуется схема КМТ, показанная на рис. 14,а. Оптимальное значение емкости конденсаторов равно 4-5 Сном", длительность первого этапа торможения составляет 0,04-0,08 с. Если необходимо ограничить пик момента в начале этапа магнитного торможения, следует использовать схему рис. 14,6 с включением . Последовательно с обмотками статора резисторов R, сопротивление которых в 3-6 раз должно превышать активное сопротивление фазы статора. Для плавного замедления с последующей точной остановкой управление второй ступенью торможения производят в функции частоты вращения электропривода или напряжения на статоре.



Для двигателей мощностью 10-15 кВт, а также для, приводов с отношением /д>2 емкость конденсаторов необходимо увеличивать. При этом для снижения первого пика тормозного момента блок конденсаторов подключают через резисторы, сопротивление которых равно (0,2-0,4

ном. ном

Нагрев двигателя при КМТ в 2 раза меньше, чем при динамическом торможении. Поэтому этот способ выгодно применять для точной остановки приводов, работающих с большим числом включений.

Для двигателей средней и большой мощности конденсаторное торможение оказывается малоэффективным, так как запас энергии магнитного поля растет медленнее, чем момент инерции ротора.

Если для привода механизма используется асинхронный двигатель с фазным ротором, то пониженную частоту ~ , вращения в конце конденса-

I ] торного торможения можно

получить путем переключения конденсаторов в цепь ротора, включив их последовательно с дросселями. Схема рис. 15,а позволяет получить низкую устойчивую частоту вращения (менее 2% синхронной). Нор-Д мально электродвигатель пу-

скается при включенных контакторах Л, Л1 и КТ. После



у у V у


<J -

<г -


™же\,"г~ = «"ь ротора для получения по-

в-схема; б механические характеристики

срабатывания контакторов ускорения У/, У2 и V3 двигатель выходит на естественную характеристику / (рис. 15,6). При моменте сопротивления Мс привод работает на высокой частоте вращения Лр. Конденсаторы С включены в цепь статора. В первый период торможения отключается контактор Л, и двигатель переходит из точки Л в режим конденсаторного торможения по характеристике 2 в точку Б. В конце этого этапа отключаются контакторы КТ и Л1 и включаются контакторы Л н П. В каждую фазу ротора включаются последовательно соединенные емкость С н индуктивность L. Эти колебательные цепи С-L нормально представляют высокое сопротивление; ток и момент двигателя малы. При заранее выбранной низкой частоте вращения частота тока в роторе возрастает до резонансной, при которой сопротивление цепей С-L резко падает. В роторе появляется большой ток, создающий значительный момент. Характеристика двигателя в этом режиме построена на рис. 15,6 (кривая 3). Двигатель из точки В переходит в точку Г и далее работает на жесткой характеристике при низкой частоте вращения в точке Д. Расчет индуктивности и емкости приведен в [5].

Конденсаторное торможение и его сочетания с динамическим и магнитным торможением применяют на металлорежущих станках, на некоторых вспомогательных металлургических механизмах и т. п.

Пример 2. Выбор конденсаторов. Рассчитать емкость и выбрать конденсаторы для торможения электродвигателя 4A132S6, 5,5 кВт, 380 В, 965 об/мин. Рассмотреть симметричное и несимметричное включение емкости.

1. Номинальная емкость

С„о«= 1840

Г g

- = 1840 -= 31,5 мкФ.

380

Ток холостого хода /о=6,5 А.

2. Требуемая фазная емкость конденсаторов при трехфазном включении по схеме треугольника (рис. 12,а). Примем пятикратное значение емкости Сз=5С„ом=5-31,5= 157 мкФ.

Итак, требуются конденсаторы емкостью 3X157 мкФ, Выбираем трехфазный конденсатор типа K.Vi 1-0,5-13-3, 500 В, 3X165 мкФ.

3. При однофазном включении емкости (рис. 12,6) для получения равной эффективности торможения требуется емкость Ci = 2,l Сз= =2,1.157=314 мкФ.

iWancHMaflbHue значения ускорения и замедления. При

выборе способа торможения и расчете параметров схемы



электропривода следует учитывать, что для многих произ-1 водственных механизмов ограничиваются максимальные значения ускорения при пуске и замедления прн остановке. Так, например, для устранения раскачивания груза, подвешенного на тросе, ускорение и замедление соответст-вуюш,их грузоподъемных механизмов не должны превышать 0,1-0,2 м/с.

Допустимые значения ускорения а и замедления b машин и механизмов, транспортирующих в ковшах жидкие расплавы (чугун, сталь, шлак и т. п.), определяются из условия

a=6<gtga,

где я = 9.81 м/с - ускорение свободного падения; а -допустимый угол наклона поверхности жидкого расплава под действием инерционных сил, который рассчитывают или определяют графически с учетом геометрической формы ковша и максимального уровня его заполнения. Обычно

.а = Ь<0,25 м/с-.

Если в процессе замедления электропривода тормозной момент на валу двигателя меняется мало, например при

. торможении асинхронного двигателя противовключением, использовании механического тормоза н т. п., то время торможения вала электропривода от частоты вращения /г.до полной остановки равно, с,

и--. . (13)

Зная время торможения, можно определить значение замедления механизма с учетом его кинематической схемы. Так, для поступательно двил<ущнхся колесных механизмов замедление равно, м/с,

где Rk - радиус колеса.

Если при торможении момент двигателя изменяется, например при конденсаторном и динамическом торможении, то по соответствующей механической характеристике (-рис. 6) находят максимальный момент Мд„тах и по его значению рассчитывают максимальное замедление

Электроприводы самоходных механизмов должны также обеспечивать в процессе остановки плавное торможение для исключения пробуксовки колес по рельсам. Мак-30

симально допустимый тормозной момент двигателя лимитируется критическим значением замедления Ькр, выше которого начинается буксование.

Крэффициент сцепления колеса с рельсом ф может изменяться в пределах 0,18-0,24. Соответственно критическое значение замедления Ькр=Ф§= 1,75-1-2,35 м/с.

Для исключения буксовки при минимальном коэффициенте сцепления тормозной момент двигателя не должен превышать

= (15)

3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОНИЖЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В промышленности широко используют асинхронные двигатели -простые по конструкции, надежные и дешевые электрические машины. Хорошо известны способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей добавочными резисторами в роторе, снижением частоты тока, изменением числа полюсов статора. Для получения точной остановки первые два метода применяют редко.

Добавочные резисторы не могут обеспечить устойчивую низкую частоту вращения из-за мягкости механических характеристик; при малых моментах нагрузки существенно снизить частоту вращения невозможно.

Из.менение частоты тока дает хорошие результаты. Однако для нерегулируемых электроприводов, требующих лишь точной остановки, этот метод в настоящее время используют редко из-за необходимости установки специального преобразователя частоты. Подробнее о питании током низкой частоты в схемах точной остановки см. ниже.

Многоскоростные двигатели с успехом применяют для получения точной остановки ряда механизмов, в частности лифтов. Однако многоскоростные двигатели единой серии 4А (с переключением числа полюсов обмотки статора) не Имеют пониженной синхронной частоты вращения менее 500 об/мин (33% высокой частоты вращения). Для получення высокой точности остановки этого недостаточно. Крановые двигатели серии MTKF имеют 24-полюсную обмотку п соответственно синхронную частоту вращения 250 об/мин, однако их шкала мощностей ограничена.

Для решения задачи точной остановки электроприводов переменного тока созданы специальные схемы полу-



0 1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17



0.0009