0,1 0,08 0,06

0,01

мер схемы первого рода приведен на рис. 19,а. Подпитка сети постоянным током является недостатком, так как может приводить к нечеткой работе аппаратуры. Преимуществом данной схемы является гибкость регулирования.

Рекомендуемые симметричные cxeifia; без подпитки сети постоянным током показаны на рис. 19,6, в, г. В этих схемах постоянные составляющие токов замыкаются в контурах схемы. Рассмотрим подробнее схему, изображенную на рис. 19,6. Между началами обмоток фаз а, Ь, с, и концами обмоток фаз Ь, с, а включены выпрямители Д последовательно с регулировочными резисторами R1. Последовательно с каждой фазной обмоткой статора включены резисторы R2, служащие для регулировки переменного тока. В каждой фазе статора наряду с переменным протекает постоянный ток. Значение этого тока регулируется резисторами RJ. Так как выпрямители Д одинаково направлены и образуют треугольник, в линейных проводах постоянные токи взаимно уничтожаются. При наладке в линейные провода включают амперметры постоянного тока с нулем в середине шкалы. При полной симметрии все амперметры показывают нуль.

Механические характеристики (рис. 20) в области низких частот вращения являются достаточно жесткими. Характеристики построены для различных значений сопротивления резисторов R1 и R2. Из характеристик видно, что с увеличением постоянного тока (уменьшением R1) частота вращения двигателя уменьшается. В качестве выпрямителей Д могут быть использованы различного типа полупроводниковые диоды.

Краткие сведения о полупроводниковых выпрямителях. Наиболее широко в промышленности распространены кремниевые и селеновые выпрямители. Выпускаются силовые кремниевые диоды с естественным охлаждением серий В, ВЛ, В2, В10, В14, ДЛ и др. на токи 10-1600 А и обратные напряжения 100-1600 В.

38

о 0,1- о,г 0,3 ot o,6Mjf

Рис. 20. Механические характеристики симметричной схемы получения пониженной частоты вращения:

- !ОЯф, Я2»-0; R ф - сопротивление фа-8Ы статора

Для защиты кремниевых диодов от перенапряжений каждый из них обычно шунтируют ?С-цепочкой. Так, например, диоды В200 шунтируют последовательно соединенными резистором 30 Ом и конденсатором емкостью 2 мкФ. В случае последовательного соединения двух диодов и более каждый из них рекомендуется шунтировать резистором для равномерного распределения обратного напряжения. Сопротивление шунтирующего резистора рассчитывается по формуле

(n-lb.max

(16)

где Ub,max И h.max - максимальныс значения обратного напряжения и тока диода; /г -число диодов в цепи; Umax - максимальное обратное напряжение, прикладываемое к вентильной цепи.

Сопротивление резистора Rm выбирается таким, чтобы ток в нем был примерно равен двукратному значению обратного тока диода.

В схемах получения низкой частоты вращения асинхронных двигателей малой мощности можно использовать селеновые вентили. Селеновые вентили на стальной основе допускают максимальное амплитудное значение обратного напряжения на одном вентиле 20-25 В, а на алюминиевой основе 30-35 В. Среднее значение длительно допустимого тока на один вентиль:

Ток А

1,2 1.5 2,0 4,0

6,0 . 8,0

Допустима кратковременная перегрузка токами, в несколько раз превышающими указанные токи длительного режима.

Значительно реже в электроприводе применяют германиевые вентили: германиевые диоды типов Д302-Д305 на токи 1, 3, 5 и 10 А и обратные напряжения соответственно 200, 150, 100 и 50 В и мощные германиевые вентили с водяным охлаждением типов ВГВ-200, ВГВ-500 и ВГВ-1000 На токи 200-1000 А и обратные напряжения до 100 В.

Пример 3. Рассмотрим упрощенную методику расчета и выбора резисторов и выпрямителей для безвибрационной схемы получения низкой частоты вращения по рис. 19,6.

Для примера выберем электродвигатель 4А80А4; его номинальная мощность Рном=1.1 кВт, напряжение Uhom = 380 В., частота вращения Лном=1420 об/мин, номинальный ток /нои=2,76 А, пусковой ток /к = = 5/ном=13,8 А.

Сопротивление Я, равное сумме сопротивлений резисторов iKi и 2, находится по формуле

« = 0,22

ном о 22=30,3 Ом.

2,76

Выбор ящика резисторов производится по длительному • току, эквивалентному по перегреву кратковременному току 1а, протекающему через резисторы [7].

Примем, что время работы при «ползучей» частоте вращения равно 10 с, а при нормальной работе с высокой частотой вращения резисторы током не обтекаются. Ток /в можно считать равным пусковому току. /п=/„=13,8 А. , - , .

По таблице резисторов [7, табл. 5-10] находим среднюю постоянную времени Т ящика резисторов предполагаемого типа: Т=175 е.; Далее по отношению времени включения к постоянной времени tp/T= = 10/175 = 0,057 находим по кривой /эп р = (р/7) [7, рис. 5-6] отношение эквивалентного по перегреву тока /эп к рабочему току /р, равному в нашем случае /р = /к=13,8 А, /ап р = 0,23.

Эквивалентный ток равен /эп = 0,23-13,8=3,18 А.

По этому току и требуемому сопротивлению i/? = 30,3 Ом выбирается блок (ящик) резисторов ЯСШО/2 или ЯСЗ с И элементами по 12 Ом, 5,4 А. Для каждой фазы используется по 3 элемента. Соотношение между резисторами R1 и R2 устанавливается при наладке; можно при этом руководствоваться данными, приведенными на рис.. 20. В качестве выпрямителей Д можно применить кремниевые диоды В (В Л) 25, 25 А, 500 В.

В случае применения селеновых выпрямителей необходимо найт: число последовательно и параллельно включенных шайб. Примем допустимую кратность перегрузки селенового выпрямителя при работ в течение IQ с

Расчетное значение, тока

расч -

13,8

1,38 А.

V/ 2-5

Выбираем селеновые шайбы диаметром 100 мм на froK 1,5 А.. Число последовательно соединенных шайб в каждой фазе

„=1.2» = l,2i =

Рис. 21. Схема электрической фиксации

<? О О

\\\ YYY\A

4i\.ni]м] л л №.711

где i/л -линейное напряжение; /доп=25 В -амплитуда допустимого обратного напряжения на щайбу; 1-,2 - коэффициент запаса.

Схема с фиксацией постоянным током. Схема электрической фиксации путем подачи постоянного тока в статор-ную и роторную обмотки позволяет получить высокую точ- X ность остановки без необхо- \ г димости большого предвари-тельного снижения частоты вращения, что связано с увеличением постоянной составляющей тока. Значение пониженной частоты вращения перед окончательной остановкой может быть принято равным 20%: номинальной.

Схема электрической фиксации показана на-рис. 21. При работе механизма на высокой скорости включены контакторы Л1, Л2 и ЛЗ. Перед окончательной остановкой двигатель переводится на пониженную частоту вращения. Контакторы Л1 я ЛЗ отключаются, включается контактор. П. В цепи статора и ротора вводятся добавочные резисторы /?д1 и ?д2, на линейное напряжение параллельно двум фазам статора включается выпрямитель Д. Получается описанная выше схема наложения тормозного момента на двигательный.

При подходе механизма на пониженной скорости к заданному положению по команде конечного выключателя точной остановки отключаются контакторы П я Л2 я включаются контакторы Ф1 я Ф2. В последовательно включенные две статорные и две роторные обмотки подается постоянный ток от сети или вспомогательного полупроводникового выпрямителя. Сила постоянного тока выбирается примерно равной номинальному току статора, ном и регулируется с помощью резисторов /?дз и Rr.

Под действием образовавшегося постоянного магнитного поля полюсы ротора притягиваются к соответствующим

полюсам статора, и ротор останавливается в строго фиксированном положении. Контактор Ф1 закорачивает третью свободную фазу статорной обмотки, служащую демпфером для исключения колебаний ротора около положения точной остановки. После окончания фиксации контакторы Ф1 и Ф2 отключаются.

Таблица 2. Сравнение наиболее употребительных многоскорэстных асинхронных двигателей

Подмагничивание постоянным током двухскоростного асинхронного двигателя. Многоскоростные асинхронные двигатели серий А02, 4А, МТКН, MTKF, ВАО, Т широко применяются в промышленности для получения низкой рабочей скорости механизма и для предварительного его замедления с целью повышения точности остановки. В табл. 2 приведены значения максимальных мощностей двигателей в отношений чисел полюсов обмоток статора ри/Рв при работе на низкой и высокой частотах вращения. Из таблицы видно, что у серийных двигателей мощностью более 15 кВт нутем переключения обмоток статора нельзя получить низ-42

кую частоту вращения (менее 15% высокой частоты вращения).

Когда для повышения точности остановки необходима более низкая частота вращения (2-3%), можно использовать метод совмещения двигательного и тормозного режимов в электрической машине. С этой целью в одну обмотку статора (обмотку высокой частоты вращения) подается постоянный ток от сети или индивидуального выпрямителя для создания тормозного момента, соответствующего режиму динамического торможения. Вторая обмотка включается в сеть переменного тока.

Рис. 22. Получение «ползучей» частоты вращения многоскоростного асинхронного двигателя: в-схема; б - механические характеристики

На рис. 22,0 приведена схема включения двухскоростного двигателя для получения «ползучей» частоты, вращения, а на рис. 22,6 показаны механические характеристики двигателя для различных способов его включения. Во время рабочего хода при высокой частоте вращения включен контактор Л1, подключающий к сети переменного тока обмотку / (с меньшим числом полюсов). Двигатель работает на характеристике 2. При моменте нагрузки Мс частота вращения равна Лр. Для замедления электропривода отключается контактор Л1 и включается контактор ЛЗ.