чения низких частот вращения двигателей. Несмотря на все разнообразие этих схем, подробно рассмотренных в настоящем параграфе, общим для большинства их является принцип регулирования частоты вращения. Значительное снижение частоты вращения (в некоторых схемах в 30-50 раз) достигается использованием метода наложения тормозного момента на двигательный. Такой совмещенный режим может быть получен либо электромагнитным путем благодаря подмагничиванию двигателя постоянным током при совместном питании статора переменным и постоянным током, либо благодаря созданню внешнего тормозного момента на валу двигателя (двух-двигательный электропривод, схема с вихревым тормозным генератором и др.).

Плохие энергетические показатели многих схем (низкие КПД, со8ф, повышенный нагрев) в схемах точной остановки не играют роли, так как работа механизма на низкой скорости является кратковременной.

В последние годы все большее распространение получают схемы регулирования асинхронных двигателей с использованием тиристорных коммутаторов. Рассмотрению этих схем, дающих пониженные частоты вращения до 5- 10% номинальной, мы уделим внимание. Будет также дана-; краткая характеристика некоторых специальных схем и способов точной остановки электроприводов.

Двухдвигательный электропривод. Низкая скорость перемещения механизма легко может быть получена, если он приводится двумя двигателями (с фазными или корот-козамкнутыми роторами). Каждая машина может быть выб)ана на 50-70% общей потребной мощности.

Нормально оба двигателя Д1 и Д2 работают на общую нагрузку (рис. 16,а), включены контакторы Л1 и Л2. Механическая характеристика приведена на рис. 16,6 (кривая /). Для замедления электропривода перед остановкой двигатель Д2 переводится в режим динамического торможения (характеристика 2 на рис. 16,6). С этой целью он отключается от сети, а в две? фазы статора подается постоянный ток (включается контактор Д). Сила посто-яннного тока регулируется добавочным резистором Rt.

Результирующая характеристика привода 3 является суммой характеристик 1 я ,2 и лежит в области низких частот вращения. Построение одной из точек результирующей характеристики (точка 4) показано на рис. 16,6. При любой выбранной частоте вращения складывают двигательный и тормозной моменты с учетом их знака (из от-32

резка 1-2 вычитается отрезок 2-3 и получается точка 4 характеристики 3).

При отсутствии достаточно мощного источника постоянного тока для динамического торможения можно двигатель Д2 заменить машиной постоянного тока, работающей в режиме динамического торможения на сопротивление в цепи якоря. Это сопротивление выбирается из условия ограничения тока в якоре машины значением не более 200-250% номинального.

Рис. 16. Получение пониженной частоты вращения двухдвигательного

асинхронного электропривода:

а -схема; б - механические характеристики

Для создания тормозного момента на валу двигателя с целью снижения его частоты вращения до 10-20% номинальной перед точной остановкой иногда используется вихревой тормозной генератор. Тормозной момент на валу такого генератора создается за счет взаимодействия постоянного магнитного поля с полем вихревых токов, наводимых в стержнях и теле ротора. Привод с вихревым тормозным генератором получил применение в отечественной и зарубежной промышленности в основном для кранов и Используется для точной и безопасной установки поднимаемых грузов.

Совместное питание статора переменным и постоянным Током. Известно большое число схем получения пониженной частоты вращения методом наложения постоянного тока на переменный в статоре асинхронного двигателя (ко-роткозамкнутого или с фазным ротором). Для создания Постоянной составляющей тока проще всего использовать Полупроводниковые выпрямители. На рис. 17,а приведена простейшая схема, обеспечивающая получение пониженной -3339 , 33

частоты вращения (несколько процентов синхронной ч стоты вращения).

Двигатель Д при нормальной работе питается от сета переменного тока через контакты контактора Л и одного из реверсивных контакторов В или Н. Двигатель работает на естественной характеристике 1 (рис. 17,6) и при статическом моменте нагрузки Мс имеет высокую частоту вращения Пр (точка А).

ги о-

YYYVYY

Рнс. 17. Совместное питание статора переменным н постоянным током о -схема; б - механические характеристики

Перед точной остановкой для перехода на пониженную частоту вращения по команде датчика положения отключается контактор Л и включается контактор ДГ. В две последовательно включенные фазы статора подается выпрямленный ток через вентиль В. В этом режиме происходит динамическое торможение двигателя по характеристике 2. Как показано стрелками, двигатель переходит иэ точки А в точку Б и далее тормозится до точки В. В это момент срабатывает реле времени, включающее дополни тельно к контактору ДГ контактор Я. Двигатель получае питание трёхфазным током через добавочные резисто ры /?д. Благодаря включению на линейное напряжение вы прямителя В последовательно с реостатом в фазах ста тора наряду с переменным током протекает постоянны! ток, точнее говоря, ток имеет переменную и постояннук составляющие, так как в проводящий полупериод на д бавочных резисторах в статоре происходит падение напря жения и ток в статоре уменьшается. Постоянная состав лающая тока создает момент динамического торможени 34

(характеристика динамического торможения 4), который накладывается на двигательный момент характеристики 5. В результате совмещения двух режимов двигатель работает на характеристике 5, являющейся суммой характеристик 3 и 4.

После переключения двигатель из точки В переходит в точку Г и далее под действием статического момента нагрузки Мс замедляется до частоты вращения /!„ (точка Д).

Рис. 18. Применение отдельного выпрямителя для подачи в статор постоянного тока:

3 - схема; б - механические характеристики

Как ВИДНО из графика рис. 17,6, пониженная частота вращения составляет несколько процентов номинальной и является достаточно устойчивой. Следует помнить, что при работе в таком режиме ток двигателя близок к пусковому, т. е. в несколько раз превышает номинальный. Поэтому допустима лишь кратковременная работа на пониженной Частоте вращения. Резисторы Яд служат также и для ограничения тока при работе на характеристиках 5 и 2. Реостат позволяет регулировать постоянную составляющую тока.

Выпрямитель Д выполняется на кремниевых или селеновых вентилях. Количество диодов выбирается из условия допустимого обратного напряжения и тока нагрузки. 1ример расчета и выбора выпрямителя приведен ниже.

Предварительное снижение частоты вращения (в режиме динамического торможения или при выбеге под дей-

ствием статического момента) необходимо, чтобы избежать работы двигателя на второй ветви регулировочной характеристики (рис. 17,6, точка Е).

Применение короткозамкнутого двигателя с повышенным скольжением (например, типа 4АС) или двигателя с фазным ротором позволяет получить более благоприятную результирующую характеристику, которая в области высоких частот вращения лежит целиком во И квадранте (рис. 18,6). В этом случае возможно прямое переключение на результирующую характеристику без предварительного замедления.

Максимальный момент двигателя при пониженной частоте вращения не превышает 1,2Л1ном, поэтому рекомендуется применение двигателей с повышенным пусковым моментам и повышенным скольжением. КПД электропривода при работе на пониженной частоте вращения низок. Длительность работы в режиме совместного питания не должна превышать 15 с.

Основная область применения - электроприводы механизмов, требующих кратковременного снижения скорости перед остановкой и- работающих с небольшим числом цик+ лов в час.

Схемы совместного питания статора двигателя посте* -янным и переменным током целесообразно использовать для двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью не более 10 кВт. Для более мощных приводов следует применять асинхронные двигатели с фазным ротором и .использовать отдельный источник постоянного тока (рис. 18,а). Резисторы 7?д1 необходимы для ограничения утечек постоянного тока в сеть переменного тока. Дроссель Др уменьшает пульсации переменного тока в цепи выпрямителя В. При использовании двигателей с фазным ротором результирующая характеристика (рис. 18,6) получается менее жесткой, чем в схемах с короткозамкну-. тыми двигателями.

Общим недостатком простых схем, приведенных н рис. 17 и 18, является вибрация ротора при низкой частоте вращения, сопровождающаяся шумом. Вибраци нежелательна при наличии зубчатых передач. Основной причиной возникновения вибраций ротора является наличие в двигателе несимметричного магнитного потока. Для ликвидации вибраций при работе на низкой частоте вра-; щения необходимо создать в машине круговое вращаю-; щееся магнитное поле и иметь постоянный магнитный поток, равномерно распределенный по окружности статора

Рассмотрим практически применяемые безвибрационные схемы получения низкой частоты вращения. Для исключения вибраций при низких частотах вращения необходимо обеспечить равенство переменных составляющих токов, создающих круговое вращающееся магнитное поле, а также одинаковый по значению и направлению постоян-

Рис. 19. Симметричные схемы совместного питания статора переменным и постоянным током

ный ток во всех трех фазах статора. Разработан ряд симметричных безвибрационных схем,, обеспечивающих выполнение указанных требований [6].

Симметричные схемы совместного питания обмоток статора переменным и постоянным током делятся на схемы с подпиткой сети постоянным током и без подпитки. При-