1 Дайте определение электропривода.

 Электропривод – это электромеханическая система, состоящая из устройства преобразования (ПрУ), эл. Машины (ЭМ), передаточного устройства (ПУ), устройства управления и защиты (УУ) и рабочих органов технологической машины (РОТМ). Источником энергии эл.привода является электрическая сеть.

Электрический привод (сокращённо — электропривод) — это электромеханическая система для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Электропривод –  это  электромеханическая система,  состоящая,  в общем случае,  из взаимодействующих преобразователей электроэнергии,  электромеханических и механических преобразователей,  управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами,  предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесс.

 

2 Дайте определение электропривода в виде структурной схемы.

1) Взаимная связь элементов, входящих в состав электропривода в общем виде представлена на рис. 1.1 в виде структурной схемы.

 

ИЭ – источник энергии, ЭП – эл.преобразователь,  ЭМП – электромех-ий преобраз-ль, МП –мех-ий преобраз-ль,  РО – рабочий орган, РМ – рабочий механизм, СУТП – система управления технолог-им процессом, УУ – управляющее устройство, Д- датчики, ТП – технолог-ий процесс.

 

 

 

2) Источником энергии эл.привода является электрическая сеть.

Эл.сеть          ПрУ        ЭМ         ПУ           РОТМ

 

                                             УУ

ПрУ – устойство, кот. согласует напр.сети и эл.машины

ПУ – механич.система,кот. Согласует параметры эл.машины с технол.машины

3)      

1-электрическая сеть, 2-преобразовательное устройство(тр-р, преобраз.), 3-ЭД. 4-передаточное устройство(редуктор), 5-рабочий орган, 6-устройство управления.

 

ИЛИ

Основным элементом любого электропривода 6 служит электрический двигатель 1, который вырабатывает механическую энергию (МЭ) за счет потребляемой электрической энергии, т.е. является электромеханическим преобразователем энергии. От электродвигателя механическая энергия через передаточное устройство 9 (механическое, гидравлическое, электромагнитное) подается на исполнительный орган 7 рабочей машины 8, за счет чего тот совершает требуемое механическое движение. Функция передаточного устройства заключается в согласовании параметров движения электродвигателя и исполнительного органа

 

3 Дайте определение группового электропривода.

1) Групповым электроприводом называется такой привод, в котором от одного электродвигателя с помощью одной или нескольких трансмиссий движение передается группе рабочих машин.

2) Групповой электропривод характеризуется тем, что от одного двигателя приводится в движение через трансмиссию несколько исполнительных органов одной или нескольких рабочих машин. 

3) Кинематическая цепь в таком приводе сложна и громоздка, а сам электропривод является неэкономичным, усложняется его эксплуатация и автоматизация технологических процессов. Вследствие этого трансмиссионный электропривод в настоящее время почти не применяется, он уступил место индивидуальному и взаимосвязанному.

Групповой электропривод состоит из одного электрического двигателя, который через трансмиссию и контрпривод приводит в движение несколько исполнительных механизмов. Контрпривод представляет собой короткий вал, лежащий в подшипниках. На валу расположены ступенчатый шкив, рабочий (связанный с валом) и холостой (свободно сидящий на валу) шкивы. Контрпривод дает возможность изменять скорость вращения станка (при помощи ступенчатого шкива), останавливать и пускать станок (при помощи рабочего или холостого шкива). Остановка приводного двигателя приводит к прекращению работы всех исполнительных механизмов, получающих от него механическую энергию. При работе только части исполнительных механизмов групповой привод имеет низкий КПД.

 

                                                                            Эл. Сеть

                                                    ПрУ

    УУ                                           ЭМ

 

                                  ПУ₁           ПУ₂     …              ПУ_n

                                РОТМ₁     РОТМ₂    …          РОТМ_n

 

         4 Дайте определение индивидуального электропривода.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД -электропривод, к-рый обеспечивает движение только-одного механизма (напр., вращение шпинделя станка) в отличие от группового электропривода, в к-ром один электродвигатель приводит в движение одновременно неск. механизмов.

Индивидуальный электропривод характеризуется тем, что каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение своим отдельным двигателем. Этот вид привода в настоящее время является основным, так как при индивидуальном электроприводе упрощается кинематическая передача (в некоторых случаях она полностью исключена) от двигателя к исполнительному органу, легко осуществляется автоматизация технологического процесса, улучшаются условия обслуживания рабочей машины.

Индивидуальный электропривод широко применяется в различных современных машинах, например: в сложных металлорежущих станках, прокатных станах металлургического производства, подъемно-транспортных машинах, роботах-манипуляторах и т.п.

 

                                                                                            Эл. Сеть

                                ЭМ₁           ЭМ₂     …              ЭМ_n

                                  ПУ₁           ПУ₂     …              ПУ_n

                                РОТМ₁     РОТМ₂    …          РОТМ_n

 

            5 Дайте определение взаимосвязанного электропривода.

- Когда несколько эл. и мех. связанных эл.машин работают на один  рабочий орган технологической машины

- Взаимосвязанным электроприводом называется два или несколько электрически связанных между собой электропривода, при работе которых поддерживается заданное соотношение их скоростей и (или) нагрузок, и (или) положения исполнительных органов рабочих машин.

- Взаимосвязанный электропривод содержит два или несколько электрически или механически связанных между собой индивидуальных электроприводов, при работе которых поддерживается заданное соотношение или равенство скоростей, или нагрузок, или положение исполнительных органов рабочих машин.

Необходимость в таком приводе возникает по конструктивным или технологическим соображениям. Примером многодвигательного взаимосвязанного электропривода с механическим валом может служить привод длинного ленточного или цепного конвейера, привод платформы механизма поворота мощного экскаватора, привод общей шестерни мощного винтового пресса.

 

 

         6 Дайте определение рационального электропривода.

Рациональным электроприводом называется такой электропривод, в котором осуществляется или производится рациональные сочетании свойств или характеристик электропривода с характеристиками технологического процесса или технологической машины.

Необходимые сведения для создания рационального электропривода находят приводных характеристиках рабочей машины.

Приводным характеристикам рабочей машины относят: 1)технологическая, 2)кинематическая, 3)энергетическая, 4)механическая, 5)нагрузочная, 6)инерционная

 

         7 Перечислите особенности применения электропривода в промышленном производстве.

Многодвигательный электропривод, обеспечивающий автоматическое выполнение технологических операций и согласование отдельных движений, получил большое распространение в станкостроении. Вследствие сокращения вспомогательных операций, более точного и плавного регулирования скорости существенно повысилась производительность станков, облегчился труд рабочих, улучшилось качество изделий.

Существенные преимущества многодвигательного привода стимулировали его использование в горных, металлургических, текстильных, полиграфических и многих других машинах.

В с/x производстве применяются те же машины, что и в народном хозяйстве: центрифуги, вентиляторы, насосы, машины кривошипно-шатунными механизмами, машины изготовления и сортировки кормов. Однако применение имеют свою специфику, специфика заключается в сложной окружающей среде рабочего механизма.

1)большая влажность (вечером достигает до 100%);

2)механизмы работают кратковременно, изоляция не успевает высушиться;

3)источник электроэнергии(трансформаторы)имеют ограниченную мощность с мощностями электрических машин не соизмеримы

Области применения приводов с однофазным питанием - насосы для перекачки воды, центрифуги, системы ирригации. 

 

         8 На основании какого закона осуществляется приведение моментов сопротивления в электрическом приводе?

Приведенный момент сопротивления находится на основе закона сохранения энергии или энергетического баланса.

 - коэф. передачи

 

 

         9 На основании какого закона осуществляется приведение сил сопротивления в элек­трическом приводе?

Момент сопротивления механизма М_с, возникающий на валу рабочей машины РО, передаётся на вал приводного электродвигателя как момент М'_c посредством элементов трансмиссии с передаточным отношением i и коэффициентом полезного действия h_п.

Принцип приведения моментов заключается в сохранении равенства мощностей на приводном валу рабочего органа и электрической машины:

 откуда

,                                  (2.2)

 

При наличии нескольких передач между двигателем и механизмом с передаточными числами i₁, i₂ ... i_n и соответствующими кпд h₁, h₂ … h_m момент сопротивления, приведенный к скорости вала двигателя, определяется формулой:

 

 ,                              (2.3)

 

Приведение сил сопротивления производится аналогично приведению моментов. Если скорость поступательного движения V, м/c, а угловая скорость вала двигателя w_д, рад/с, то

,                                         (2.4)

 

где F_см – сила сопротивления производственного механизма, Н.

 

         10 На основе какого предположения осуществляется приведение моментов инерции в электрическом приводе?

Practi4eski mehani4eskaya  harakteristika lubogo proizvodstvennogo mehanizma mozhet bit’ opisana:

М_со – privedennii moment pri puske;

М_сн – privedennii moment soprotivleniya pri nominal’noi nagruzke;

α – pokazatel’ stepeni;

 – nominal’naya skorost’.

 

         11 Приведите эмпирическую формулу, описывающую механическую характеристику механизма промышленного назначения работающего с электроприводом.

Различные производственные механизмы обладают механическими характеристиками, кот. можно описать следующей эмпирич-ой формулой:

М_с – момент сопр-ия производ-го механизма при угловой скорости вращения ;

М_со – privedennii moment pri puske;

М_сн – privedennii moment soprotivleniya pri nominal’noi nagruzke (при номинальной скорости );

α – pokazatel’ stepeni, характеризующийся изменением момента сопр-ия при изменении скорости ;

 – nominal’naya skorost’.

 

         12 Перечислите категории механических характеристик механизмов промышленного назначения с электроприводом.

В зависимости от величины жесткости, мех-ие хар-ки ЭД делят на:

1.                Абсолютно жесткие    β=знак бесконечности (синхронные ЭД)

2.                Жесткая    40> β>10 (эл.дв. пост.тока, АД)

3.                 Мягкая  β≤10 (МПТ послед.возбуждения)

 

         13 Приведите формулу, описывающую механическую характеристику  подъемного крана.

Practi4eski mehani4eskaya  harakteristika lubogo proizvodstvennogo mehanizma mozhet bit’ opisana:

М_со – privedennii moment pri puske;

М_сн – privedennii moment soprotivleniya pri nominal’noi nagruzke;

α – pokazatel’ stepeni;

 – nominal’naya skorost’.

Для подъемных механизмов    α =0;    М_с = М_сн.

         14 Приведите формулу, описывающую механическую характеристику вентилятора.

Practi4eski mehani4eskaya  harakteristika lubogo proizvodstvennogo mehanizma mozhet bit’ opisana:

М_со – privedennii moment pri puske;

М_сн – privedennii moment soprotivleniya pri nominal’noi nagruzke;

α – pokazatel’ stepeni;

 – nominal’naya skorost’.

Для  вентиляторов    α =2_.

         15 Приведите формулу, описывающую механическую характеристику токарного стан­ка.

Practi4eski mehani4eskaya  harakteristika lubogo proizvodstvennogo mehanizma mozhet bit’ opisana:

М_со – privedennii moment pri puske;

М_сн – privedennii moment soprotivleniya pri nominal’noi nagruzke;

α – pokazatel’ stepeni;

 – nominal’naya skorost’.

Для токарных станков  α = -1.

16 Дайте определение жесткости механической характеристики.

Все механические характеристики имеют падающую характеристику

Жесткость мех. характеристики ЭМ в приводе – β

β= ∞ - абсолютно жесткая мех. характеристика

β= 40÷10 –жесткая мех. характеристика

β<10 – мягкая мех. характеристика

17. Приведите пример механизма с абсолютно жесткой механической хртеристико Синхронные эл.дв. , β=∞

16 Дайте определение жесткости механической характеристики.

Жесткость механической характеристики определяется котангенсом угла наклона касательной в данной точке механической характеристики электродвигателя к оси момента.Механические характеристики электродвигателей по их жесткости разделяются на:1) абсолютно жесткую механическую характеристику, которую имеет синхронный электродвигатель; угловая скорость его вала с изменением момента остается неизменной;  2) жесткую механическую характеристику, которую имеет асинхронный электродвигатель (в рабочем ее участке) и электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением; угловая скорость их вала с увеличением момента уменьшается, но в малой степени;  3) мягкую механическую характеристику, которую имеет электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением; угловая скорость его вала с увеличением момента уменьшается в значительной степени.

Жесткость механической характеристики является очень важным параметром, т.к. отражает изменение скорости двигателя при изменении нагрузочного момента. Если скорость постоянна при любом моменте, то характеристика называется абсолютно жесткой, если же она изменяется от до  при постоянном моменте, то характеристика абсолютно мягкая. Таким образом, жесткость характеристики определяется  сопротивлением цепи якоря и магнитным потоком. При номинальном потоке и отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря, жесткость характеристики двигателя параллельного возбуждения высокая и отклонение скорости от скорости холостого хода при номинальном моменте составляет 2-8%. Двигатели с такой жесткой характеристикой могут использоваться в приводе, где требуется, чтобы скорость вращения при изменении нагрузки оставалась практически постоянной.

17 Приведите пример механизма с абсолютно жесткой механической характеристи­ки.

Синхронный и асинхронный гистерезисный электродвигатели. Такую характеристику имеют синхронные электродвигатели. При жесткой механической характеристике частота вращения электродвигателя -меняется незначительно при изменении вращающего момента. Такую характеристику имеют электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и асинхронные электродвигатели (в пределах рабочей части характеристики).

 

18  Докажите, что механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения является мягкой.

Механическая характеристика (рис. 5.23, б пунктирная линия) мягкая, имеет гиперболическую форму и обеспечивает устойчивую работу двигателя. Мягкость характеристики объясняется тем, что с увеличением момента нагрузки и соответственно уменьшением скорости растут ток и поток возбуждения. При больших нагрузках начинает сказываться насыщение магнитопровода и характеристика отличается от расчетной (сплошная линия). Двигатель последовательного возбуждения нельзя пускать без нагрузки на валу, так как при Мэм → 0, угловая скорость ω → ∞.

   Квадратичная зависимость момента от тока позволяет при одинаковой кратности пускового тока получать у двигателя последовательного возбуждения больший пусковой момент, чем у двигателя независимого или параллельного возбуждения.

19 Докажите, что механическая характеристика АД на рабочем участке является жесткой.

Механическая характеристика (рис. 2а) - зависимость скорости вращения двигателя от момента нагрузки при фиксированном величине и частоте напряжения статора и параметров двигателя (сопротивлениях цепей статора и ротора).

Часто механическую характеристику АД представляют в виде зависимости момента от скольжения (рис. 2б)

Рис. 2а. Типовой вид механической характеристики АД

Рис. 2б. Механическая характеристика  в координатах М(s) [20]

- рабочий участок (от Ω₀ до точки а), где возможна работа АД в установившемся режиме по разомкнутой схеме.

 

 

 

20 Приведите вывод уравнения электромеханической характеристики ДПТ параллельного возбуждения.

 

 

Рис. 2.1. Схема включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

 

20 Приведите вывод уравнения электромеханической характеристики ДПТ параллельного возбуждения.

Выражение электромеханической характеристики двигателя может быть получено из уравнения равновесия напряжений, составленного для якорной цепи

U = I  · R + Е = I · R + kфω,                                    (2.1)

где U – приложенное к якорю напряжение; I – ток в якорной цепи; R = Rд + Rа – сопротивление якорной цепи, состоящее в общем случае из сопротивлений добавочного резистора Rд и якоря Ra = ra + rд.п. + rko; здесь ra, rд.п., rko – соответственно сопротивления обмотки якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки; ф – магнитный поток; ω – угловая частота вращения якоря двигателя; k – коэффициент, зависящий от конструктивных данных двигателя. Уравнение для угловой частоты вращения двигателя может быть определено из выражения (2.1):

Если учесть, что момент, развиваемый двигателем, связан с током якоря зависимостью М = kф · I, H·м,   

то, подставив значение тока из (2.3) в выражение (2.2), можно перейти от электромеханической характеристики ω = f ( I ) к механической – ω = f (M)

Коэффициент kф для двигателей с независимым возбуждением можно принять независящим от нагрузки, если пренебречь реакцией якоря, тогда при ω = const зависимость электромагнитного момента, согласно выражению (2.3), будет иметь вид прямолинейной зависимости (рис. 2.2).

 

21 Пользуясь уравнением электромеханической характеристики ДПТ параллельного возбуждения, выведите уравнение механической характеристики.

Важнейшей характеристикой двигателя является механическая n(M). Она показывает, как зависит частота вращения двигателя от развиваемого момента. Если к обмоткам двигателя подведены номинальные напряжения и отсутствуют дополнительные резисторы в его цепях, то двигатель имеет механическую характеристику, называемую естественной. На естественной характеристике находится точка, соответствующая номинальным данным двигателя (Мн,  Ря и т.д.). Если же напряжение на обмотке якоря меньше номинального, либо Iв < Iвн,  то двигатель будет иметь различные искусственные механические характеристики. На этих характеристиках двигатель работает при пуске, торможении, реверсе и регулировании частоты вращения.

Преобразовав выражение (3) относительно частоты вращения, получим уравнение электромеханической характеристики  n(Iя):

После замены в уравнении (7) тока Iя согласно формуле (1), получим уравнение механической характеристики  n(М):

Если двигатель включен в сеть постоянного напряжения, то при взаимодействии магнитного поля, созданного обмоткой возбуждения, и тока в проводниках якоря возникает вращающий момент, действующий на якорь:

При Ф = соnst, электромеханическая n(Iя) и механическая n(М) характеристики двигателя параллельного возбуждения представляют собой прямые линии. Так как за счет реакции якоря магнитный поток немного изменяется, то характеристики в действительности несколько отличаются от прямых

 

 

22 Как по каталожным данным можно построить механическую характеристику ДПТ независимого возбуждения?

На практике широко используют приближенное аналитическое выражение механической характеристики с использованием данных, приведенных в каталогах на электродвигатели: кратность моментов МКР к МН и номинальное скольжение sH (при отсутствии величин сопротивлений). Для расчета кривой M = f (s) формулу Клосса (4.22) используют в следующем порядке: 1) по каталожным данным МН , MKP MH и sH определяют sKP ; 2) зная отношение   и SKP , задаются значениями s от 1 до 0 и по формуле (4.22)  определяют момент в относительных единицах.

При известном значении номинального момента можно перевести относительные единицы момента в именованные. В области малых скольжений слагаемые

sKP s и 2sKP в формуле (4.22) значительно меньше s sKP и ими можно пренебречь. Тогда участки кривых M = f (s) и n = f (M) при малых скольжениях (рис. 4.4) будут

практически прямолинейными: минальной нагрузки) механических характеристик для различных сопротивлений в цепи ротора в виде прямых линий, имеющих больший

наклон при увеличении активного сопротивления ротора. Часто построение кривых моментов ведут по упрощенной формуле Клосса:

Формулы (4.22), (4.24) являются приближенными и дают погрешности, так как не учитывают падение напряжения в обмотках статора. Особенно велика погрешность при переходе из двигательного режима в генераторный. Однако для исследования одного режима выведенные формулы дают приемлемую для большинства расчетов точность.

Рис. 4.4. Механические характеристики

при различных сопротивлениях роторной цепи

 

 

23 Чем отличается искусственная механическая характеристика от естественной?

 

Построенная по паспортным данным двигателя механическая характеристика называется естественной. Если изменять величину подведенного напряжения, активное сопротивление ротора или другие параметры, то можно получить механические характеристики, отличные от естественной, которые называют искусственными. Механическая характеристика двигателя это зависимость электромагнитного момента, развиваемого двигателем, от угловой скорости ротора. Механические характеристики двигателей принято подразделять на естественные и искусственные. Естественная характеристика соответствует номинальному напряжению питания и отсутствию добавочных сопротивлений в цепях обмоток двигателя. Если хотя бы одно из перечисленных условий не выполняется, характеристика называется искусственной.

 

24  Как по каталожным данным ДПТ можно определить сопротивление цепи якоря?

сопротивление якоря. Его можно найти в каталоге, либо непосредственным измерением. Если же ни то  ни другое  невозможно, для определения сопротивления  используем приближенную формулу. Сопротивление якоря находят из предположения, что половина всех потерь в двигателе приходится на долю якоря.  Где  условное сопротивление, которое нужно включить в якорную цепь, чтобы при неподвижном  якоре получить номинальный ток.

 

25 Чем отличается механическая характеристика ДПТ последовательного возбужде­ния от ДПТ параллельного возбуждения?

Двигатели с параллельным возбуждением;(обмотка якоря включается параллельно обмотке возбуждения)

Двигатели последовательного возбуждения;(обмотка якоря включается последовательно обмотке возбуждения). Электродвигатели постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения имеют существенное отличие от двигателей с параллельной обмоткой возбуждения, магнитный поток которых практически не зависит от нагрузки и является величиной постоянной, что и определяет жесткость ИХ характеристики. У двителя с последовательной обмоткой с последовательным воз- возбуждения буждением обмотка возбуждения LM включена последовательно с якорем, вследствие чего через якорь и обмотку возбуждения протекает один и тот же ток /в и при изменении нагрузки меняется и магнитный поток

 

26 По какой причине ДПТ последовательного возбуждения не имеют аналитической записи механической характеристики

 

Рисунок 65 Механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения

Резко падающая кривая механической характеристики обеспечивает ДПТ последовательного возбуждения устойчивую работу при любой нагрузке большей 25% от номинальной. Полученные уравнения дают лишь общее представление о характеристиках электропривода с двигателем последовательного возбуждения, так как в действительности магнитная система машины насыщена и кривая намагничивания весьма далека от прямой. Поэтому в практических целях обычно пользуются универсальными характеристиками для серии машин

27 Как строятся механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения?

В ДПТ с последовательным возбуждением поток возбуждения создаётся током якоря машины, для чего обмотка возбуждения и якорь двигателя включаются последовательно относительно источника питания, как показано на схеме рис. 6.13.

Обычно при токах   магнитная цепь машины не насыщена и поток возбуждения пропорционален току возбуждения  При больших токах якоря Iя>Iяном магнитная цепь машины насыщена, и поток возбуждения можно считать постоянным. Подставив в уравнение  где  - сопротивление обмотки возбуждения, значение  получим  Зная, что    получим  где C1, C2, C3 – постоянные. Поскольку в установившемся режиме Mэм =M, то   и уравнение механической характеристики ДПТ с последовательным возбуждением в диапазоне нагрузок M <Mном принимает вид  которому соответствует гиперболическая кривая, приведённая на рис. 6.14.  Способность двигателей последовательного возбуждения развивать большой электромагнитный момент, пропорциональный квадрату тока якоря, обеспечивает этим двигателям хорошие пусковые свойства, т. е. большой пусковой момент при сравнительно малом токе якоря. Поэтому такие двигатели применяют в грузоподъёмных и тяговых приводах. Следует обратить внимание на недопустимость работы электродвигателей с последовательным возбуждением в режиме холостого хода или с нагрузкой менее 25% от номинальной – это приводит к разносу двигателя.

 

Регулирование скорости вращения этих двигателей возможно теми же способами, что и для двигателей с независимым возбуждением.

28 Приведите механическую характеристику АД, отметьте на ней характерные точки.

Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу n = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ≈ M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M). Если учесть взаимосвязь s = (n1 - n) / n1, то механическую характеристику можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и М (рис. 1).

Рис. 1. Механическая характеристика асинхронного двигателя     n1- точка синхр.ск. вращен.эд М=0 Нм    n1=60 f1/p              w1=2Пf1/p

Nн-точка номинальной работы эд (Мн, nн,wн) wн=П nн/30        Мн=Рн/wн

Nк-точка мах или критическогомомента эд(Ммах=Мкр, nкр) Ммах=Мкр=Мкр*Мн  Sкр=Sн(Мкр+)     4-я точка (Мтип, nтип) Мтип=Мтип1*Мн   nтип=n1(1-Sтип)  Sтип=0,84-0,86     5-я точка(Мп, nп)   Sп1=1    Мп=Мп1*Мн,

 

 

 

29 Какая электрическая машина и в каком режиме работает в точке «А»?

Двигатель постоянного тока в режиме рекуперативного торможения

Рекуперативное торможение (генераторный режим) с отдачей энергии в сеть имеет место тогда, когда под влиянием нагрузочного момента или другой причины угловая частота вращения ротора асинхронной машины превысит синхронную частоту ω₀. В генераторном режиме скольжение s<0, ток и момент вращения также меняют знак. Режим рекуперативного торможения может быть реализован в системе преобразователь частоты - АД при остановке электродвигателя или при переходе с большей частоты вращения на меньшую. Рекуперативное торможение является наиболее экономичным видом торможения АД.

 

30 Какая электрическая машина и в каком режиме работает в точке «А»?

???1 Какая электрическая машина и в каком режиме работает в точке «А».

Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения в генераторном режиме.

У двиг постоянного тока внутреннее сопротивелние складываются из следующих: - соответственно сопротивление щеток, добавочных полюсов,последоват обмотки возбуждения и паралелльной обмотки возбуждения.

Генераторный режим осуществляется в том случае, когда скорость двигателя оказывается выше скорости идеального холостого хода и его ЭДС Е больше приложенного напряжения U. Двигатель здесь работает, а режиме генератора параллельно с сетью, который он дает электрическую энергию; ток при этом изменяет свое направление. U=IR-E, E>U, если n>n0

 

33. Какая электрическая машина и в каком режиме работает «А».

Механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, в тормозном режиме по способу противовключением. При торможении противовключением в цепь якоря двигателя вводиться дополнительный резистор для ограничения тока.

 

31 Как по формуле Клосса построить механические характеристики АД?

На практике широко используют приближенное аналитическое выражение механической характеристики с использованием данных, приведенных в каталогах на электродвигатели: кратность моментов  к  и номинальное скольжение (при отсутствии величин сопротивлений).

Для расчета кривой  формулу Клосса используют   в следующем порядке:

1)                              по каталожным данным и  определяют ;

2)                              зная отношение  и , задаются значениями  от 1 до 0 и определяют момент в относительных единицах. При известном значении номинального момента можно перевести относительные единицы момента в именованные.

В области малых скольжений слагаемые  и  значительно меньше  и ими можно пренебречь. Тогда участки кривых  и  при малых скольжениях будут практически прямолинейными:

.                                                                                                          

 

         На рис. 3.4 построены рабочие участки (от холостого хода до номинальной нагрузки) механических характеристик для различных сопротивлений в цепи ротора в виде прямых линий, имеющих больший наклон при увеличении активного сопротивления ротора. Часто построение кривых моментов ведут по упрощенной формуле Клосса:

       

 

 

.

32 Как по каталожным данным АД определить s_кр?

Номинальный момент на валу двигателя

Критический момент

Мк = kм х Мн = 1,8 х 139,3 = 250,7 Н•м.

Критическое скольжение находим подставив М = Мн, s = sн и Мк / Мн = kм.

кратность максимального момента kм (перегрузочная способность)

33 Перечислите известные Вам тормозные режимы электрических машин.

Торможение электропривода посредством переключения обмоток фаз (торможение противовключением) применяют, когда необходимо быстро остановить машину. В ДПТ меняют подключение концов обмоток якоря. В обоих случаях действующее напряжение становится большим, поэтому для ограничения тока и момента переключение осуществляется с одновременным включением резисторов в цепь якоря или ротора.Энергия торможения и поступающая из сети рассеивается в обмотках якоря и в резисторах.

Динамическое торможение характеризуется тем, что электрическая машина работает генератором (динамо). Для динамического торможения якорь двигателя постоянного тока отключают от источника питания и включают на сопротивление, а обмотка возбуждения остается под напряжением, асинхронных двигателях динамическое торможение достигается подачей постоянного тока в обмотку статора двигателя.

В режиме рекуперативного торможения ротор (якорь) подключенного к сети электродвигателя вращается со скоростью, большей ωо. В этом случае ток изменяет направление, электрическая машина становится генератором, работающим параллельно с сетью, энергия торможения за вычетом потерь отдается в электрическую сеть.

 

34 Какая электрическая машина и в коком режиме работает в точке «А»?

В первом рисунке дпт последовательного возбуждения

асинхронного двигателя

35 Какая электрическая машина работает в режиме рекуперативного торможения, ка­кие при этом осуществляется преобразования энергии?

 

У двигателей независимого и параллельного возбуждения 3 режима торможения включая генераторный( рекуперативный)

Если скорость двигателя оказывается выше скорости идеального холостого хода  то ЭДС машины становится больше напряжения сети. Ток якоря, как следует из уравнения

становится отрицательным. Следовательно, меняется и знак момента – он становится тормозным. Машина работает в генераторном режиме: механическая энергия, поступающая со стороны вала машины, преобразуется в электрическую и отдается в сеть.

Характеристики генераторного режима с отдачей (рекуперацией) энергии являются продолжением характеристик двигательного режима и располагаются во II квадрате.

Генераторный режим торможения используется, например, в приводах транспортных и подъемных механизмов при спуске грузов. Способ весьма экономичен, т.к. энергия отдается в сеть.

 

36 Электрическая машина работает в режиме динамического торможения. Какие при этом осуществляются преобразования энергии?Машина в этом случае работает в режиме генератора. Механическая энергия, поступающая со стороны вала, преобразуется в электрическую и выделяется в виде тепла в сопротивлениях цепи якоря. Следовательно, режим не экономичен. Уравнение механической характеристики несложно получить из приняв :

.

 

Откуда для тормозного момента двигателя получим

.

Из этого соотношения следует: во-первых, момент становится тормозящим (отрицательным); во–вторых, момент возрастает с увеличением скорости ; в третьих, тормозной момент при отрицательном значении  тем больше, чем меньше

37 Приведите механические характеристики машины постоянного тока последовательного возбуждения, рабо­тающей в режиме динамического торможения с самовозбуждением.

. Характеристики динамического торможения с

самовозбуждением

38 Нарисуйте схему, обеспечивающую динамическое торможение асинхронной машины

Динамическое торможение. Этот способ осуществляется путем отключения статора от сети переменного тока и включения обмотки статора на сеть постоянного тока (рис. 3.34). В двигательном режиме замкнуты контакты К1 и разомкнуты контакты К2. В тормозном режиме контакты К1 разомкнуты, а К2 замкнуты. В результате МДС статора создает неподвижное магнитное поле.

Взаимодействие магнитного поля статора с током ротора создает на валу двигателя тормозной момент. Механические тормозные характеристики показаны рис. 3.35. В этом случае ротор тормозится до полной остановки без дополнительных устройств.

39 Нарисуйте схему динамического торможения машины постоянного тока последо­вательного возбуждения с самовозбуждением.

Рис. 10.65. Схемы машины с после­довательным возбуждением  в  ре­жимах

 двигательном  (а)  и  дина­мического  торможения (б)

40 Приведите схему динамического торможения машины постоянного

Тока парал­лельного возбуждения

.

Динамическое торможение возникает в тех случаях, когда якорь двигателя отключается от сети и замыкается на сопротивление динамического торможения Rд.т

        41 Приведите вид механической характеристики торможения противовключением МПТ последовательного возбуждения «набросом» нагрузки.

Рисунок 1.2-Механические характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при торможении противовключением

 

42 Приведите вид механической характеристики асинхронной машины, работающей в режиме  динамического торможения.

Взаимодействие магнитного поля статора с током ротора создает на валу двигателя тормозной момент. Механические тормозные характеристики показаны рис. 3.35. В этом случае ротор тормозится до полной остановки без дополнительных устройств.

43 Как определяется диапазон регулирования скорости вращения электропривода

 

Диапазон регулирования – это отношение возможных установившихся скоростей D=wmax/wmin.

На сегодняшний день сформировалось два основных класса систем векторного управления — бездатчиковые системы (без датчика скорости на валу двигателя) и системы с обратной связью по скорости. Применение того или иного метода векторного управления определяется областью применения электропривода. При небольших диапазонах изменения скорости (не более 1:100) и требованиях к точности ее поддержания не более ±0,5% применяют бездатчиковое векторное управление. Если же скорость вращения вала изменяется в широких пределах (до 1:10000 и более), имеются требования к высокой точности поддержания скорости вращения (до ±0,02% при частотах вращения менее 1 Гц) или есть необходимость позиционирования вала, а также при необходимости регулирования момента на валу двигателя на очень низких частотах вращения, применяют методы векторного управления с обратной связью по скорости.

 

        

44 От чего зависит стабильность угловой скорости электропривода?

Стабильность угловой скорости – характеризуется изменением угловой скорости при заданном отключении момента нагрузки и зависит от жесткости механической характеристики. Она тем выше, чем больше  жесткость характеристики.

 

         45 Перечислите способы регулирования скорости ДПТ независимого возбуждения.

 

1) регулирование за счет изменения величины сопротивления реостата в цепи якоря,

2) регулирование за счет изменения потока возбуждения двигателя Ф,

3) регулирование за счет изменения подводимого к обмотке якоря двигателя напряжения U. Ток в цепи якоря Iя и момент М, развиваемый двигателем, зависят только от величины нагрузки на его валу.

 

1) Рассмотрим первый способ регулирования

 

Рис. 1. Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения

 

Рис. 2. Механические характеристики двигателя постоянного тока при различных сопротивлениях цепи якоря (а) и напряжениях (б)

 

Изменяя сопротивление реостата в цепи якоря можно получить при номинальной нагрузке различные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — ω1, ω2, ω3.

По этой причине диапазон регулирования скорости ограничен (D= 2 - З).

Недостатком является наличие значительных потерь мощности при регулировании,

 Достоинством простота и надежность схемы управления.

 

2) При втором способе регулирование осуществляется изменением величины магнитного потока за счет введения в цепь обмотки возбуждения дополнительного реостата. При ослаблении потока угловая скорость двигателя как при нагрузке, так и при холостом ходе возрастает, а при усилении потока — уменьшается. Практически возможно изменение скорости только в сторону увеличения ввиду насыщения двигателя.

Диапазон регулирования скорости для данного способа D = 2 - 4.

Механические характеристики для различных значений потока двигателя приведены на рис. 2, а и 2, б, из которых видно, что характеристики в пределах номинального тока имеют высокую степень жесткости.

Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока независимого возбуждения обладают значительной индуктивностью. В связи с этим регулирование угловой скорости будет осуществляться плавно.

Преимуществами являются его простота и высокая экономичность.

 

3) Третий способ регулирования скорости заключается в изменении напряжения, подводимого к обмотке якоря двигателя. Угловая скорость двигателя постоянного тока независимо от нагрузки изменяется прямо пропорционально напряжению, подводимому к якорю. Поскольку все регулировочные характеристики являются жесткими, работа двигателя является стабильной на всех угловых скоростях и, следовательно, обеспечивается широкий диапазон регулирования скорости независимо от нагрузки.

 Диапазон регулирования равен 10 и может быть расширен за счет специальных схем управления.

При данном способе угловую скорость можно уменьшать и увеличивать относительно основной. Повышение скорости ограничено возможностями источника энергии с регулируемым напряжением и Uном двигателя.

 

Преимущества данный способ регулирования является экономичным, так-так регулирование угловой скорости двигателя осуществляется без дополнительных потерь мощности в силовой цепи якоря.

 

46 Достоинства и недостатки реостатного способа регулирования скорости ДПТ па­раллельного возбуждения.

Он связан с включением последовательно с якорем регулировочного реостата Rя.р

Регулирование частоты вращения этим способом приводит к уменьшению частоты вращения относительно естественной характеристики.

Достоинства простота осуществления и дешевизна.

Недостатки оно неэкономично примерно половина мощности, потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой в реостате, т. е. плавность регулирования не большая.

 

47 Достоинства и недостатки реостатного способа регулирования скорости ДПТ неза­висимого возбуждения изменением потока возбуждения.

Достоинства простота осуществления и дешевизна.

Недостатки оно неэкономично примерно половина мощности, потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой в реостате, т. е. плавность регулирования не большая.

 

48 Приведите вид механической характеристики ДПТ последовательного возбуждения при изменении напряжения источника питания.

Регулирование частоты вращения изменением напряжения сети, как и в двигателях параллельного возбуждения, возможно только в сторону уменьшения частоты вращения при питании двигателя от отдельного генератора или управляемого выпрямителя. Механическая характеристика при этом способе регулирования изображена на рис. 1.32, кривая 8. При наличии двух двигателей, работающих на общую нагрузку, они с параллельного соединения могут переключаться на последовательное, напряжение U на каждом двигателе при этом уменьшается вдвое, соответственно уменьшается и частота вращения.

 

            49 Приведите вид механической характеристики ДПТ последовательного возбуждения при реостатном способе регулирования.

Изменение возбуждения можно осуществить включением реостата Rр1 параллельно обмотке возбуждения (см. рис. 1.31) или включением реостата Rр2 параллельно якорю. При включении реостата Rр1 параллельно обмотке возбуждения магнитный поток Ф можно уменьшать от номинального до минимального Фmin. Частота вращения двигателя при этом будет увеличиваться (в формуле (1.11) уменьшается коэффициент k). Механические характеристики, соответствующие этому случаю, показаны на рис. 1.32, кривые 2, 3. При включении реостата параллельно якорю ток в обмотке возбуждения, магнитный поток и коэффициент k увеличиваются, а частота вращения двигателя уменьшается. Механические характеристики для этого случая изображены на рис. 1.32, кривые 4, 5. Однако регулирование вращения реостатом, включенном параллельно якорю, применяется редко, так как потери мощности в реостате и КПД двигателя уменьшается.

 

50) Дайте пояснение характера изменения механической характеристики АД при регулировании напряжения ис­точника питания.

 

Напряжение питающей сети напрямую влияет на момент эл. двигателя

т.е. момент изменяется пропорционально кв. напряжению где к-коэфф. зависящий от параметров АД и скольжения

 

51 Дайте пояснение характера изменения механической характеристики АД при реостатном способе регулирования.

 

Этот способ регулирования часто называют реостатным. Он заключается во введении добавочных (активных) сопротивлений в статорную или роторную цепь Д. Способ очень прост, но сопровождается значительными потерями и не позволяет получить высокое качество регулирования. Здесь может быть несколько вариантов [9].

 

Первый вариант: включение добавочного резистора  в цепь статора.

 

Этот способ применяется для ограничения токов в переходный период. Обычно он используется для Д с короткозамкнутым ротором. Очевидно, что включение резистора  приводит к снижению тока ротора и статора и не влияет на величину скорости идеального хода:

 

Критическое скольжение уменьшается:

 

Рис. 5.5. Электромеханические (а) и механические (б) характеристики АД при введении добавочного резистора в цепь статора

Электромеханические характеристики (рис. 5.5, а) выходят из одной точки . С увеличением сопротивления  жесткость характеристик уменьшается, и располагаются они  в первом квадранте левее и ниже естественной. Как видно из характеристик, этот способ можно использовать для ограничения тока Д.

Анализ механических характеристик (рис. 5.5, б) показывает, что они также выходят из одной точки  и располагаются ниже и левее естественной. С увеличением  критический момент уменьшается, уменьшается также и критическое скольжение. Использовать этот метод для регулирования частоты вращения не представляется возможным из-за малого диапазона регулирования и малой перегрузочной способности. Этот способ также отличает низкая экономичность. Применяется данный способ, как правило, лишь для ограничения токов и моментов при пуске, торможении и реверсе.

 

Второй вариант: включение добавочного резистора  в цепь ротора.

Этот метод используется только в Д с фазным ротором и состоит во введении добавочного сопротивления  в цепь ротора. В данном случае переменной величиной является = var.  При этом электромеханическая характеристика Д останется такой же, как и в предыдущем случае, а механическая будет существенно отличаться. Учитывая то, что критический момент не зависит от сопротивления фазы ротора (Мк=const), а критическое скольжение меняется, отсюда механические характеристики имеют вид, представленный на рис. 5.6.

  При увеличении  характеристики выходят из одной точки  и располагаются ниже естественной. Диапазон регулирования . Плавность зависит от плавности изменения регулировочного резистора . Данный способ неэкономичен. Применяется он при кратковременном регулировании частоты вращения, а также для регулирования тока и момента. В этой схеме возможно добиться увеличения пускового момента, и при этом перегрузочная способность Д не меняется. Этот способ широко используется в крановых Д. Потери в роторе пропорциональны скольжению, поэтому при увеличении  увеличиваются и потери.

 

 

Рис. 5.6. Механические характеристики АД при введении добавочного сопротивления в цепь ротора

 

52 Приведите схему, реализующую реостатное регулирование скорости АД.

Введение резисторов в цепь ротора (реостатное регулирование) позволяет, как и для двигателей постоянного тока, регулировать угловую скорость двигателя. Регулирование осуществляется вниз от основной угловой скорости. Плавность регулирования зависит от числа ступеней включаемых резисторов.

Для асинхронных двигателей с фазным ротором применяется регулирование скорости путем изменения сопротивлений в цепи ротора, а для двигателей с короткозамкнутым ротором используются сопротивления в цепи статора, как это показано на рис. 6.1

Рисунок 6.1–Схемы включения резисторов в цепь ротора а) и статора б)

 

53 Приведите схему реализующую регулирование скорости АД изменением сопротивления в цепи ротора.

                     

Согласно выражениям при увеличении активного сопротивления вторичной цепи увеличивается критическое скольжение, и механическая характеристика становится более мягкой (см. рис. 6.2).

Механические характеристики асинхронного двигателя при регулировании скорости изменением сопротивления в цепи ротора а) и статора б)

 

54. Дайте пояснение характера изменения механической характеристики АД при изменении сопротивления в це­пи ротора.

При включении в цепь ротора добавочного сопротивлений повышается критическое скольжение

Величина критического момента при данном регулировании остается постоянным.

 

 

 

 

55. Приведите достоинства и недостатки частотного способа регулирования скорости АД.

Достоинства частотного способа регулирования следующие:

·                     плавность регулирования и высокая жесткость механических характеристик, что позволяет регулировать скорость в широком диапазоне;

·                     экономичность регулирования, определяемая тем, что двигатель работает с малыми значениями абсолютного скольжения и потери в двигателе не превышают номинальных.

Недостатками частотного регулирования:

·                   сложность и высокая стоимость (особенно для приводов большой мощности) преобразователей частоты

·                   сложность реализации в большинстве схем режима рекуперативного торможения.

 

56 Чем определяется допустимая температура нагрева электрической машины.

Наибольшая допустимая температура электродвигателя ограничивается термической 

стойкостью его изоляции, которая является самым ответственным элементом машины, определяющим срок службы электродвигателя с максимальным использованием его мощности.

   

 

  57 Приведите уравнение теплового баланса электрического двигателя с пояснением постоянных составляющих.

Уравнение теплового баланса электрического двигателя:

Где: Q – количество теплоты (мощность потерь в ЭД) выделяемая ЭД в единицу

времени

         А –теплоотдача ЭД ( количество теплоты отдаваемая электродвигателем в окружающую среду в единицу времени при изменении температуры на 1 градус

 - превышение температуры ЭД над температурой окружающей среды

С – теплоемкость ЭД (количество теплоты необходимое для повышения температуры ЭД на 1 ⁰С

 

58 Особенности применения метода трех касательных для определения постоянной нагрева.

 

59 Приведите уравнение нагрева ДПТ при t_o=0.

 

60 Приведите уравнение охлаждения АД с пояснением входящих в него постоянных.

Охдаждение происходит при отключении двигателя от  сети.  Теплота продолжает выделяться в  окружающую среду до разницы температур в 0 и описывается уравнением

C dV + A V dt = 0

где  Ао - теплоотдача неподвижного двигателя,

То - постоянная времени охлаждения, То = (1,2...2) Ттепл

То = 0,37  Vуст

По времени охлаждения до температуры окружающей среды

tо = (3...5) To.

 

64 Достоинства и недостатки управления скоростью АД изменением числа пар полю­сов.

Общие достоинства способа регулирования скорости АД  изменением числа пар полюсов:

- простота реализации;

- высокая жесткость механических характеристик и отсутствие больших потерь скольжения;

При высокой жесткости механической характеристики изменение момента нагрузки не приводит к существенному изменению угловой скорости, что важно для ряда механизмов.

Общие недостатки:

- регулирование скорости ступенчатое, так как число пар полюсов может быть только целым числом. То есть в заданном диапазоне регулирования реализуется ограниченное число скоростей: для однообмоточных двигателей – обычно две; для двухобмоточных двигателей, как правило, четыре. 

- такой способ регулирования скорости малопригоден для автоматизации.

- обмотка с переключением числа полюсов создает МДС с большей величиной высших гармоник поля, чем нормальная трехфазная обмотка. Это приводит к некоторому ухудшению энергетических показателей двигателей с переключением числа полюсов по сравнению с нормальными

 

65 Приведите с пояснением характер изменения механической характеристики АД при переключении числа пар полюсов.

Рассмотрим принцип получения различного числа пар полюсов при переключении частей обмотки статора на следующем упрощенном примере. На рис. 1 показана схема одной фазы статорной обмотки, которая состоит из двух одинаковых частей 1н—1к, 2н—2к, имеющих два проводника. Если секции соединены так, как это показано на рис. 1а, и к обмотке статора подведен ток I, имеющий в данный момент времени направление, показанное стрелками, то образуется магнитное поле с четырьмя полюсами, т. е. p = 2 (направление магнитных силовых линий определяем с помощью правила буравчика). Оставив направление тока тем же, изменим несколько схему соединения обмотки, подключив конец первой секции 1к к концу второй 2к (рис. 1б). Из рис. 1б следует, что в этом случае статорная обмотка образует магнитное поле с числом пар полюсов, вдвое меньшим по сравнению с полем рис. 1а. 

Рассмотрим схемы соединения статора 'и механические характеристики АД для этих случаев.

Треугольник — двойная звезда. Для получения большего числа пар полюсов р^ секции каждой фазы статора включены в треугольник согласно, т. е. так, как это показано на рис. 2а, где А1н и A2н — начала соответственно первой и второй секций фазы A; А1к и A2к — их концы. Обозначения для выводов секций фаз В и С, схемы включения которых аналогичны схемам фазы A, опущены. Соединение секций по схеме рис.2 б, как отмечалось выше, вызовет уменьшение в 2 раза числа пар полюсов АД. Схема рис. 2б, получила название двойной звезды.

Для получения общего вида механических характеристик определим допустимую мощность АД при включении его статора по схемам рис. 2, а и б. Учитывая, что допустимый ток в секции обмотки статора I1доп = I1ном остается неизменным при переключении числа пар полюсов, допустимую первичную мощность определим:

для схемы треугольник (рис. 2, а)

 для схемы двойная звезда (рис. 2, б)

Рис. 2. Соединение обмоток статора в треугольник (а), двойную звезду (б) и механические характеристики при схемах треугольник — двойная звезда (Д—УУ) (в)

Из полученных выражений следует, что при cos φ1д ≈ cos φ1уу допустимая мощность АД остается практически неизменной. Поэтому при увеличении вдвое числа пар полюсов АД и уменьшении тем самым вдвое синхронной скорости допустимый момент на валу АД увеличивается примерно в 2 раза. 

66 В чем идея импульсивного регулирования скорости электрической машины.

Для маломощных электродвигателей и при необходимости получить очень малые скорости вращения, можно с успехом применить схему на ИМС (рис.3). Она рассчитана на питание 12В постоянного тока. В случае более высокого напряжения следует запитать микросхему через параметрический стабилизатор с напряжением стабилизации не выше 15В. Регулировка скорости осуществляется путем изменения среднего значения напряжения импульсов, подаваемых на электродвигатель. Такие импульсы эффективно регулируют очень малые скорости вращения, как бы непрерывно "подталкивая" ротор электродвигателя. При высоких скоростях вращения электродвигатель работает обычным образом.

Импульсное регулирование скорости производится путем периодического включения двигателя в сеть и отключения его от сети или путем периодического шунтирования с помощью контактора К сопротивлений, включенных последовательно в цепь статора, или полупроводниковых вентилей. При этом двигатель беспрерывно находится в переходном режиме ускорения или замедления скорости вращения ротора и в зависимости от частоты и продолжительности импульсов работает с некоторой, приблизительно постоянной скоростью вращения. Подобное регулирование скорости применяется только для двигателей весьма малой мощности.

 

 

 

67 Приведите пример схем импульсивного управления МПТ НВ.

 Принципиальные схемы импульсного регулирования показаны на рисунке

Если к валу двигателя приложен статический момент нагрузки, приводящий к механическому торможению двигателя во время паузы,то возможно применение схемы (рис.5.28,а), в которой ключ К в течение одной части цикла подключает якорь непосредственно к источнику питания, создавая положительный момент (разгон), в течение же другой части отключает якорь от источника питания (торможение). Если двигатель работает без или с малой статической нагрузкой, то возможно применение электрического торможения (динамического или противовключением) во время паузы. Например, в схеме на рис. 5.28, б ключ К переключает во время паузы якорь на сопротивление Rд для осуществления динамического торможения. 

 

 

68 Приведите пример механической характеристики ДПТ НВ при импульсном управлении изменением про­должительности включения сопротивления в главной цепи.

Импульсный метод 
регулирование осуществляется изменением U, Ф/R резистора в цепи якоря;
R – периодически замыкают/размыкают ключ 1
1 замыкают, γ=1, → естественная характеристика 2;
1 размыкают, γ=0, → искусственная характеристика 3;
0<γ<1 → механические характеристики располагаются между 2 и 3(4)

 

 

Ф – при γ=1 ключ замкнут, по ОВ течет Iн, → естественная характеристика; при γ=0 ключ разомкнут, Iв и Ф↓, → искусственная характеристика; 0<γ<1 → промежуточные характеристики.

 

 

 

 

Uя – якорь периодически включается к источнику Uс; ключ замкнут →Iя под действием Uc, разомкнут → Iс под действием ЭДС самоиндукции.

 

 

 

|| - режим прерывного I 
 - для прямолинейных участков.

 

 

69 Приведите механической характеристики АД при импульсном управлении изменением продолжительности включения сопротивления в цепи статора.

Схема импульсного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя

Импульсное регулирование скорости производится путем периодического включения двигателя в сеть и отключения его от сети или путем периодического шунтирования с помощью контактора К сопротивлений, включенных последовательно в цепь статора, или полупроводниковых вентилей. При этом двигатель беспрерывно находится в переходном режиме ускорения или замедления скорости вращения ротора и в зависимости от частоты и продолжительности импульсов работает с некоторой, приблизительно постоянной скоростью вращения. Подобное регулирование скорости применяется только для двигателей весьма малой мощности 

 

 

 

70 Приведите одну из схем, реализующую импульсное управление АД и его механическую характеристику.

Имеется общая схема силовой части импульсного управления 3-х фазным асинхронным двигателем в электромобиле.

 

 

 

 

71 Поясните, чем определяется падение напряжения при питании АД от трансформа­тора соизмеримой мощности.

При питании асинхронного двигателя от автономного источника электроэнергии небольшой мощности (транспортные установки, передвижные электростанции) частота и напряжение сети, к которой подключают двигатель, могут отличаться от номинальных. Рассмотрим влияние изменения частоты на работу двигателя при условии, что напряжение U₁ =U_ном = const.

Если принять U₁ ≈ Е_l , то

Ф_m = U₁ /(4,44f₁ w₁ k_o61 ).                  (1)

имеем, что

I₂ = М/(с_м Ф_т cos ψ2).                       (2)

Следовательно, изменение частоты f₁ приводит к изменению потока Ф_т и соответствующему изменению тока ротора I₂ и нагрузочной составляющей I'₂ тока статора. При уменьшении частоты магнитный поток и ток холостого хода I₀ увеличиваются, причем ток I₀ из-за насыщения стали магнитопровода возрастает быстрее, чем магнитный поток. Обычно уменьшение частоты f₁ на 10 % вызывает увеличение тока I₀ на 20—30%. Поскольку ток I₀ является практически реактивным, это приводит к снижению коэффициента мощности двигателя.

При увеличении частоты f₁ пропорционально возрастает частота вращения п₂ . Если нагрузка двигателя имеет «вентиляторную» характеристику, то нагрузочный момент возрастает пропорционально квадрату или кубу частоты вращения, т. е. частоты f₁. Кроме того, магнитный поток Ф_т уменьшается обратно пропорционально изменению частоты. Все это , согласно (2),  приводит к резкому увеличению тока I₂. При возрастании частоты на 10% ток ротора двигателя, вращающего вентилятор, увеличивается примерно в 1,5 раза, что может привести к перегреву двигателя

 

73 Дайте пояснение, чем определяется падение напряжения на клеммах АД при под­ключении дополнительной нагрузки.

Когда длина кабеля между преобразователями частоты и двигателем более 10 м, это приводит к падению напряжения на его клеммах, уменьшая вращательный момент двигателя и увеличивая ток, что может привести к его перегреву. Как правило, величина падения напряжения между преобразователем частоты и электродвигателем не должна превышать 3%. Для уменьшения величины падения напряжения на линии можно использовать вставку кабеля большего диаметра

 

74 Чем определяется допустимое падение напряжения на клеммах АД при питании от источника соизмеримой мощности, поясните.

 Таким образом, при питании машины от источника тока вследствие размагничивающего действия тока ротора ток I_μ и магнитный поток Ф_μ изменяются при изменении скольжения s_ав широких пределах. При питании от источника напряжения намагничивающий ток примерно постоянен, т.к. его изменение обусловлено лишь изменением падения напряжения на сопротивлениях статора, которые невелики. Размагничивающее действие тока ротора в этом случае компенсируется соответствующими изменениями тока статора. В режиме питания от источника тока I₁=const и размагничивающее действие тока ротора проявляется в полной мере.

Вследствие этого при анализе механических характеристик в режиме питания от источника тока надо учитывать влияние магнитной цепи машины.

 

75 В чем заключается проблема пуска ДПТ?

Так как сопротивление r_Я невелико, то ток якоря может в 10…30 раз превышать номинальный ток двигателя, что недопустимо, поскольку приведет к сильному искрению и разрушению коллектора. Кроме того, при таком токе возникает недопустимо большой момент двигателя, а при частых пусках возможен перегрев обмотки якоря.

Чтобы уменьшить пусковой ток в цепи якоря, включают пусковой резистор, сопротивление которого по мере увеличения частоты вращения двигателя уменьшают до нуля. Если пуск двигателя автоматизирован, то пусковой резистор выполняют из нескольких ступеней, которые выключают последовательно по мере увеличения частоты вращения.

 

 

 

 

 

 

76 Перечислите способы ограничения пусковых токов АД в приводе

 

- Прямое включение асинхронного двигателя в сеть

- Включение двигателя при пониженном напряжении питающей сети позволяет уменьшить пусковой ток, потребляемый двигателем

- Введение сопротивления в цепь ротора позволяет, с одной стороны. ограничить пусковой ток двигателя, а с другой стороны — повысить пусковой момент.

-  при   последовательном   включении   индуктивного   сопротивления

- при   включении    двигателя    через    автотрансформатор.

 

 

 

77 Какое соотношение токов и моментов имеет место при пуске АД переключение co «звезды» на «треугольник»?

Часто двигатель пускают в ход посредством переключения обмотки статора со звезды на треугольник (изо). В момент пуска обмотку статора соединяют звездой, а после того как двигатель разовьет частоту вращения, близкую к нормальной, ее переключают треугольником. 
При таком способе пуска двигателя в ход пусковой ток в сети уменьшается в три раза по сравнению с пусковым током, который потреблялся бы двигателем, если бы при пуске обмотка статора была соединена треугольником.

Пуск переключением «звезда — треугольник»  может применяться в случаях, когда выведены все шесть концов обмотки статора и двигатель нормально работает с соединением обмотки статора в треугольник, например, когда двигатель на 380/220 в и с соединением обмоток Y/A работает от сети 220 в.В этом случае при пуске обмотка статора включается в звезду (, а при достижении нормальной скорости вращения переключается в треугольник. При таком способе пуска по сравнению с прямым пуском при соединении обмотки в треугольник напряжение фаз обмоток уменьшается, пусковой момент уменьшается, пусковой ток в фазах обмотки уменьшается.

 

78 Поясните, как выбирается сопротивление в цепи статора АД при пуске через ак­тивное сопротивление?

Пусковые сопротивления в статоре (рис.2.1) - активные (r_1доб) или реактивных (x_1доб) в конце периода пуска закорачиваются контактами К после уменьшения пускового тока I_пи до допустимых значений.

Рисунок 2.1

Добавочные  сопротивление в статоре рассчитываются по заданной кратности снижения  пускового тока(а):

,    (2.1 )

 

где I_пе и I_пи - пусковые токи на естественной и искусственной пусковых характеристиках соответственно. Полные пусковые сопротивления на естественной (Z_1e) и искусственной (Z_1u) характеристиках равны:

.    (2.2 )

Величины и рассчитываются по формулам :

;    (2.3 )

.    (2.4 )

Для токоограничения в статор АД включаются либо активные (r_1доб), либо реактивные (x_1доб) добавочные сопротивления. Поэтому в соотношении (2.4 ) надо принимать либо r_1доб, либо x_1доб. В соответствии с этим совмеcтное решение (2.2) (2.4) дает следующие результаты:

При включении активного добавочного сопротивления:

.    (2.5)

При включении реактивного добавочного сопротивления:

.    (2.6)

Обычно величина a принимается в пределах a=2-4

Для двигателей мощностью до 50 кВт используют для токоограничения r_1доб, а для больших мощностей (в этом случае меньше потери в пусковых устройствах).

79 Поясните, как выбирается сопротивление реактора в цепи статора АД при пуске.

Пускатели с резисторами в цепи статора используют металлические или жидкостные резисторы для снижения напряжения, подводимого к статору. Такие пускатели обеспечивают эффективное снижение пускового тока и момента двигателя и работают очень хорошо при правильном выборе резисторов.

Для точного выбора резисторов на этапе проектирования должны быть известны параметры двигателя, нагрузки и режимов работы. Такая информация обычно труднодоступна, поэтому резисторы выбираются приближенно, что приводит к ухудшению процесса пуска и снижению надежности.

Сопротивление резисторов меняется по мере их нагрева в процессе пуска. Чтобы сохранить параметры пуска и повысить надежность системы, обычно устанавливаются реле задержки повторного пуска.

Из-за большого выделения тепла на резисторах пускатели с резисторами в цепи статора не применяются для пуска высокоинерционных нагрузок.

 

80. Достоинства и недостатки при пуске АД через автотрансформатор.

Достоинства: уменьшение напряжения при пуске асинхронного двигателя; уменьшение пускового тока двигателя.

Недостатки: трудность пусковой операции; высокая цена системы; уменьшение напряжения в U/Uном раз сопровождается уменьшением момента в (U/Uном)² раз.

Этот способ приемлем для запуска двигателя на холостом ходу или при неполной нагрузке.

 

81. Приведите особенности пуска АД через муфту.

Основное назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его модуля и направления. Пусковые муфты используют для плавного пуска приводов. Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении им определенной скорости начать плавный разгон рабочего органа. Одновременно пусковые муфты выполняют и предохранительные функции.

 

82. Дайте определение технологической характеристики электропривода.

Технологическая характеристика электропривода- это такая характеристика, которая определяет требования к электроприводу по соблюдению технологического процесса (качеству, режиму работы и т.д.)

 

83. Дайте определение кинематической характеристики электропривода.

Кинематическая характеристика электропривода - это такая характеристика, которая показывает зависимость хода контактной системы приводного механизма от угла поворота главного вала

 

84. Дайте определение энергетической характеристики электропривода.

Энергетическая характеристика электропривода - это такая характеристика, которая показывает расход электроэнергии на выполнение определённого технологического процесса.

 

85. Дайте определение нагрузочной характеристики электропривода.

Нагрузочная характеристика электропривода – это зависимости момента сопротивления, мощности и угловой скорости от времени. Они определяют режим работы электропривода.

 

86. Дайте определение инерционной характеристики электропривода.

Инерционная характеристика электропривода - это такая характеристика, которая показывает значение и характер изменения момента инерции машин.

 

87. Приведите один из способов экспериментального определения механической характеристики производственного механизма.

 

 

 

 

 

88. Приведите один из способов экспериментального определения приведенного момента инерции привода.

Метод падающего груза: На конец вала или на шкив, сидящий на валу, навивают несколько витков шнура. Другому концу шнура с прикрепленным к нему грузом дают возможность опускаться либо непосредственно, либо пройдя через направляющие блоки. При опускании груз преодолевает трение в подшипниках и поворачивает ротор двигателя. Во время эксперимента измеряют время t, за которое груз опускается на высоту h. Момент инерции ротора вычисляется в этом случае по формуле, где m-масса груза; r-радиус конца вала или шкива; t-время опускания груза; h-высота опускания груза; g-ускорение силы тяжести.

 

89. Приведите совместную механическую характеристику АД и вентилятора.

1-механическая характерис- тика вентилятора; 2-механи- ческая характеристика АД;   3-совместная механическая характеристика вентилятор- ного агрегата.

 

 

 

90. Дайте пояснение обобщенного управления движения ЭП.

Общий вид уравнения движения электропривода:

где М_Д-момент двигателя; М_С-момент сопротивления движения; J-момент инерции системы; ω-угловая скорость; α-угол поворота механизма.

 

91. Приведите условие статистического равновесия ЭП.

Статическая устойчивость электропривода, то есть устойчивость его в установившихся режимах работы зависит от взаимного расположения механических характеристик двигателя и рабочей машины, от величины коэффициентов жесткостиβ_Д и β_C этих характеристик.

Условием статической устойчивости электропривода является: β_Д-β_C<0 илиβ_Д<β_C, где β_Д и β_C – соответственно жесткости механических характеристик двигателя и исполнительного органа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

92. Докажите, что при соблюдении условия βc>βд в ЭП присутствует статическая устойчивость.

Рассмотрим работу механической части электропривода с позиций теории автоматического управления. Уравнение движения электропривода - это дифференциальное уравнение первого порядка:где р - оператор дифференцирования по времени. Из него следует, что:

Дифференцируя это соотношение по ω, получим:

Из этого выражения следует, что корень дифференциального уравнениябудет отрицательным (р<0), то есть система электропривода будет устойчива лишь при условии, что β-β_C<0, то есть когда β<β^C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

93 Выполняется ли в точке «А» условие статической устойчивости, докажите результат.

При увеличении скорости (то есть при +Δω>0) ΔМ<ΔМ_С, ΔM_J<0, dω/dt<0, электропривод начинает замедляться, стремясь уменьшить скорость и вернуться в устойчивое состояние (точку A). При уменьшении скорости (то есть при -Δω<0) ΔМ>ΔМ_С, ΔM_J>0, dω/dt>0, электропривод будет ускоряться, стремясь увеличить скорость и вернуться в устойчивое состояние (точку A). Таким образом, сочетание характеристик ω=f(М) и М_С=f(ω), показанное на рисунке, соответствует состоянию статической устойчивости электропривода.

 

94 Дайте определение переходного процесса и при каком условии присутствует переходной процесс.

Переходный процесс –режим перехода электропривода из одного установившегося состояния в другое, в процессе которого происходит изменение соответствующих видов энергии. Переходные процессы возникают при пуске, торможении и изменении направления вращения электропривода, а также при изменении  нагрузки и условий электропитания приводного электродвигателя. Возмущающим воздействием, вызывающим переходной процесс в электроприводе могут быть резкие изменения питающего напряжения механической нагрузки на валу электродвигателя или сопротивления в цепях.

95.  Время пуска электропривода определяется так:

 

где ωС – скорость привода, соответствующая моменту статической нагрузки МС

 

96

 

98  Потери энергии при пуске АД

 

 

101 

 

 

 

 

 

 

99

 

 

102 

 

 

103  потери при пуске состоят:

104

 

105 Режимы работы электроприводов:

1. Продолжительно номинальный режим

2. Кратковременный номинальный режим

3. Повторно-кратковременный номинальный режим

4. Повторно-кратковременный номинальный режим работы с частыми пусками

5. Повторно-кратковременный номинальный режим работы с частыми пусками и электрическим торможением

6. Перемежающимся номинальным режимом

7. Перемежающимся номинальным режимом работы с частыми пусками

8. Перемежающимся номинальным режимом работы с двумя или более угловыми скоростями

 

 

106

 

 

108  Повторно-кратковременным номинальным режимом работы S3 называется режим, при котором  кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений

 

 

 

 

107

 

 

109

 

 

 

110 Подход к выбору ЭМ по мощности для режима S1 при переменной нагрузке. Ме­тод средних потерь.

 

 

 

                                                                  (2)

 

                                                                           (3)

Ме­тод средних потерь

Рассмотрим “далекий” цикл, в котором тепловые процессы в двигателе установились, т.е. температуры перегрева в начале и в конце цикла равны, а в течение цикла изменяется около среднего уровня  _ср. Равенство температур перегрева в начале и конце цикла свидетельствует о том, что количество тепла, запасенное в двигателе к началу цикла, не отличается от количества тепла, запасенного в двигателе в конце цикла, т.е. тепло в двигателе не запасается. Это значит, что все выделившееся за цикл тепло отводится в окружающую среду., т.е.

                                                                 (11)

Уравнение (11), выражающее закон сохранения энергии в интегральной форме, можно записать в следующем виде:

                                

или, очевидно,

                                ,                                         (12)

т.е. средняя за цикл мощность потерь пропорциональна средней температуре перегрева.

Для номинального режима, в соответствии с (6) имеем:

                                ,                                                 (13)

где          Р_н – номинальная мощность потерь;

                                

        Р_н – номинальная мощность двигателя;

         _н – номинальный КПД двигателя;

 _н =  _доп - номинальная (допустимая) температура перегрева двигателя.

Сравнивая (12) и (13), легко прийти к формулировке метода средних потерь: если средняя за цикл мощность потерь не превосходит номинальную мощность потерь, т.е.

                                ,

то средняя температура перегрева не превышает допустимую

                                .

Пусть нагрузочная диаграмма, построенная для предварительно выбранного двигателя, имеет вид, представленный на рис. 9. Для каждого уровня нагрузки двигателя (на каждом участке диаграммы) вычислим мощность P_i = M_i i по кривой  (Р/Р_н) определим значение КПД  _i , и найдем потери

                                

Рис. 9. Нагрузочная диаграмма и кривая  (t) для “далекого” цикла

Затем вычислим средние потери:

                                

(в примере n = 3) и сравним их с  Р_н. Если  Р_ср   Р_н, двигатель выбран правильно.

Если при сопоставлении средних потерь за цикл с номинальными потерями окажется, что  Р_ср >  Р_н, то двигатель будет перегреваться, что недопустимо. Наоборот, при  Р_ср   Р_н двигатель будет плохо использован по нагреву. В обоих случаях необходимо выбрать другой двигатель, перестроить нагрузочную диаграмму и вновь проверить двигатель по нагреву путем сопоставления средних потерь при переменном графике нагрузки с номинальными потерями при постоянной нагрузке.

Метод средних потерь позволяет оценивать среднюю температуру перегрева, не прибегая к построению  (t). Действительная температура отличается от средней, однако, если выполняется условие

                                T_ц << T_т.н,                                                 (14)

то эта разница будет весьма малой. Условие (14) является необходимым при использовании метода средних потерь.

111 Применение метода эквивалентного тока для выбора по мощности ЭМ привода ра­ботающего в режиме S1. Ограничения.

Если в распоряжении расчетчика в результате построения нагрузочной диаграммы имеются кривые тока в функции времени, то при некоторых условиях можно произвести проверку двигателя по нагреву без вычисления потерь, воспользовавшись методом эквивалентного тока.

В соответствии с (6.8) потери в двигателе можно рассматривать как сумму постоянных потерь k, не зависящих от нагрузки, и переменных I²R, всецело определяемых нагрузкой.

Назовем эквивалентным током такой неизменяющийся ток, при работе с которым в электрическом двигателе выделяются потери, равные средним потерям при переменном графике нагрузки, т.е.

                                                                 (15)

Средняя мощность потерь за цикл при переменном графике нагрузки двигателя и продолжительном режиме работы

                        

Выразив потери на каждом из участков графика  Р_i через постоянную и переменную составляющие и заменив средние потери их значением через эквивалентный ток, получим:

Открыв скобки и сгруппировав постоянные и переменные потери, получим:

откуда эквивалентный ток при переменном графике нагрузки

                                                         (16)

или в общем случае

                                                                 (17)

Вычисленный таким образом эквивалентный ток сопоставляется с номинальным током предварительно выбранного двигателя и если окажется, что I_экв  I_н, то двигатель удовлетворяет требованиям нагрева.

Метод эквивалентного тока, как и метод средних потерь, основан на допущении близости среднего за цикл и максимального перегревов. Это допущение не влечет за собой существенной погрешности, если выполнено условие (14). Кроме того, метод эквивалентного тока исходит из предположения независимости потерь в стали и механических от нагрузки и предполагает постоянство величины сопротивления главной цепи двигателя на всех участках заданного графика нагрузки. Следовательно, в случаях, когда k  const(например, когда асинхронный двигатель работает при изменяющемся напряжении) или R  const (асинхронный дв

 

        112 Применение метода эквивалентного момента для выбора по мощности ЭМ привода ра­ботающего в режиме S1. Ограничения.

Метод эквивалентного момента

М= С_М*I

Cправедлив для условия Ф=const и R= const . Метод не может быть применен для машин у которых Ф=var

M_Э=

113 Применение метода эквивалентной мощности для выбора по мощности ЭМ приво­да работающего в режиме S1. Ограничения.

Метод  эквивалентной мощности

P= M*ω;  ω=const, Ф=const, R= const

Метод не может быть применен при ω не const

P_д≥Р_Э

 

 

 

 

 

 

114 Выбор ЭМ привода по мощности из серии машин  для режима S2 при перемен­ной нагрузке в цикле работы.

 

115 Выбор ЭМ привода по мощности из серии машин S1 для режима S2.

Берем двигатель с меньшей мощностью , но такой , что  температура нагрева обмоток должна дойти до примерного τ_ДОП

 

 

116 Выбор ЭМ привода по мощности из серии машин S3 для режима S3 при перемен­ной нагрузке в цикле работы.

117 Выбор ЭМ привода по мощности из серии машин S1 для режима S3   с учетом ухудшения теплоотдачи.

 

Если известно, что в переходных режимах (пуск, торможение) теплоот-

дача двигателя ухудшается, то расчетная относительна, продолжительность

уточняется по формуле.

 

где tп , tт – время пуска и торможения; β 0 – коэффициент, учитывающий

ухудшения охлаждения при остановке; β – то же при пуске и торможении.

Пересчет расчетной мощности  Р при на стандартное ε ст производит-

ся по формуле

118 Выбор ЭМ  привода по мощности из серии машин S1 для режима S3 с учетом коэффициента тепловой перегрузки.

 

Тепловые  реле  предназначены  в  основном  для  защиты  двигателей  в  режиме  S1. допустимо  применение  их  для  режима  S2,  если  исключено  увеличение  длительности рабочего  периода.  Для  режима  S3  применение  тепловых  реле  допускается  в исключительных случаях при коэффициенте загрузки двигателя не более 0,7.

121 При каких значениях t_p/T_н не рекомендуется применять электрические машины ре­жима S1 для режима S2?

Для электроприводов, работающих в режиме S2, нецелесообразно

выбирать двигатели, предназначенные для работы в режиме S1, т.к.

последние, как правило, обладают ограниченной перегрузочной

способностью, в связи с чем они в данном случае недоиспользуются по

нагреву. При выборе же двигателей, предназначенных для работы в режиме

S2, приходится сталкиваться с тем, что время работы не совпадает со

стандартными промежутками времени (10, 30, 60, 90 мин.). Кроме того,

нагрузка за время работы может изменяться.

В этих случаях рассчитываются эквивалентные величины, которые

приводятся к стандартному значению продолжительности кратковременной

работы tкр , ближайшему к реальному значениюtкр

 

 

 

122 Перечислите последовательности выбора электрической машины по мощности.

 

Выбор мощности электродвигателя должен производиться в соответствии с характером нагрузок рабочей машины. Этот характер оценивают по двум признакам:

а) по номинальному режиму работы;

б) по изменениям величины потребляемой мощности.

Различают следующие режимы работы:

а) продолжительный (длительный), когда рабочий период настолько велик, что нагрев электродвигателя достигает своего установившегося значения (например у насосов, ленточных транспортеров, вентиляторов и т. п.);

б) кратковременный, когда длительность рабочего периода недостаточна для достижения электродвигателем температуры- нагрева, соответствующей данной нагрузке, а периоды остановки, наоборот, достаточны для охлаждения электродвигателя до температуры окружающей среды. В этом режиме могут работать электродвигатели самых разнообразных механизмов;

в) повторно-кратковременный — с относительной продолжительностью включения 15, 25, 40 и 60% при продолжительности одного цикла не более 10 мин (например у подъемных кранов, некоторых станков, однопостовых сварочных двигателей-генераторов и т. п.).

По изменениям величины потребляемой мощности различаются следующие случаи:

а) постоянная нагрузка, когда величина потребляемой мощности в течение работы постоянна или имеет незначительные отклонения от среднего значения, как, например, у центробежных насосов, вентиляторов, компрессоров с постоянным расходом воздуха и т. п.;

б) переменная нагрузка, когда величина потребляемой мощности периодически меняется, как, например, у экскаваторов, кранов, некоторых станков и т. п.;

в) пульсирующая нагрузка, когда величина потребляемой мощности меняется непрерывно, как, например, у поршневых насосов, щековых дробилок, грохотов и т. п.

Мощность электродвигателя должна удовлетворять трем условиям:

а) нормального нагрева при работе;

б) достаточной перегрузочной способности;

в) достаточного пускового момента.

 

 

 

 

 

 

 

123 Выбор ЭМ по мощности по условиям пуска.

Выбор по условиям пуска. В зависимости от условий пуска возможно применение двигателей либо основного исполнения, либо его модификаций. Например, основное исполнение асинхронных двигателей серии 4А — двигатели 4А, 4АН с короткозамкнутой обмоткой ротора — применяют при легких условиях пуска (небольшой момент инерции механизма и момент сопротивления) и при небольшом количестве пусков (не более двух в час). При тяжелых условиях пуска следует применять модификацию двигателей с повышенным пусковым моментом типа 4АР. для частых пусков и реверсов при большом моменте инерции механизма предназначена модификация с повышенным скольжением типа 4АС. Для двух последних случаев могут применяться и двигатели с фазовым ротором типа 4АК и 4АКН.

124 Проверка ЭМ по условиям перегрузки.

Трехфазные асинхронные двигатели проверяют на перегрузку,  исходя из необходимости соблюдения неравенства

                                             

     где Мmax - наибольший момент,  определенный из нагрузочной  диаг-

                раммы электропривода М(t);

         Мном - номинальный момент двигателя,

         k - мгновенная перегрузочная способность выбранного двигателя

по моменту,  которая у трехфазных асинхронных машин нормального исполнения имеет значение 1,7...3,0.

 

     Особое внимание нужно уделять проверке на перегрузку тех двигателей, которые получают питание от сети со значительным снижением напряжения по отношению к номинальному,т.к. при этом уменьшается максимальный момент,  а  следовательно,  и мгновенная перегрузочная способность двигателя. Соответствие выбранного двигателя пусковым условиям  проверяют по выполнению неравенства

                             

где Мп - момент, необходимый для пуска агрегата,

         k - отношение начального пускового момента двигателя к  номинальному, которое  у трехфазных  асинхронных машин с короткозамкнутым ротором общего применения имеет значение 1,0...2,0.

     Перегрузка двигателя постоянного тока определяется Imax/ Iном < 2 с независимым и параллельным возбуждением и (2,5...3) с последовательным возбуждением.

         Он основан на замене изменяющегося во времени тока  двигателя неизменным эквивалентным  током,  который обуславливает ту же мощность потерь. При использовании метода эквивалентного тока двигатель выбирают по  каталогу  электрооборудования  так,  чтобы его номинальный ток Iн > Iэк,  а затем проверяют на перегрузку и пусковые условия с учетом возможного снижения напряжения питающей сети до 0,9 Uном.

125. Дайте определение допустимого числа включений.

 Асинхронные короткозамкнутые двигатели, рассчитанные на длительный режим работы, при работе в повторно-кратковременном режиме с большим числом включений в течение определенного времени имеют ограниченное допустимое число включений в час h, которое зависит от фактической нагрузки электродвигателя, от соотношения между временем работы tp (с) и паузы-остановки — tx(с), а также от величии потерь энергии в двигателе за время разбега ΔАр (Дж) и торможения ΔАт (Дж). Эти потери в переходные периоды, когда ча­стота вращения машины меньше номинальной, значительно превышают потери энергии в двигателе при работе с постоянной частотой вращения. Кроме того, при неподвижном роторе в период паузы ухудшается теплоотдача двигателя

 

126. От чего зависит величина допустимого числа включений

При выборе мощности электродвигателя следует иметь в виду, что на нагрев электродвигателей оказывает влияние частота включений. Допустимая частота включений зависит от нормального скольжения, махового момента ротора и кратности пускового тока.

Асинхронные электродвигатели нормальных типов допускают без нагрузки от 400 до 1000, а электродвигатели с повышенным скольжением — от 1100 до 2700 включений в час. При пуске под нагрузкой допустимое число включений значительно сокращается.

Пусковой ток электродвигателей с короткозамкнутым ротором имеет большую величину, и это обстоятельство в условиях частых пусков, и особенно при повышенном времени разгона, имеет важное значение

127. Дайте определение надежности электропривода.

 Надежность электропривода – это важнейший показатель, от которого может зависеть не только производительность предприятия, но и само его существование. Исследование проведенное в США показало, что простой производства в течение нескольких дней при выходе одного из приводов из строя обходится в десятки тысяч долларов убытка, а выход из строя «критического» привода (двигателя) с большой долей вероятности приводит к банкротству предприятия. По этой причине повышение надежности привода, а точнее входящего в его состав электродвигателя, должно быть первоочередной задачей повышения надежности и эффективности производства.

128. От чего зависит надежность электропривода. Поясните

 повышенная влажность; повышенная или пониженная температура; вибрации; некачественная смазка; плохое обслуживание.

В процессе работы двигателя в нем образуется водный конденсат, который попадает в микротрещины изоляции провода и со временем разрушает ее (рис. 1). Микротрещины – следствие таких вредных факторов как перепады температур, плесень, влажность, абразивы в полости двигателя в виде пыли из оксидов материала корпуса и системы ротор-статор. Пропитка обмоток двигателя термостойким гидрофобным компаундом с противогрибковым действием препятствует образованию и развитию микротрещин, увеличивает рабочую температуру двигателя, повышая тем самым коэффициент его использования по мощности, и надежнее защищает двигатель от перегрузок.

129. Как можно повысить надежность электропривода. Поясните

 В ответственных случаях рекомендуется заменять в штатные подшипники на импортные аналоги. При этом необходимо иметь в виду, что они поставляются с консервантной смазкой, которую необходимо заменить, а также необходимо быть крайне аккуратным при съеме старых подшипников, чтобы не повредить посадочное место, иначе все усилия пропадут даром.

Конструктивная доработка серийных электродвигателей, в результате которой становится возможной замена смазки подшипников двигателя в процессе его работы (оперативная смазка), сокращает расходы на техническое обслуживание и продлевает срок службы подшипника.

Перегрев двигателя приводит к увеличению токов по причине уменьшения магнитной проницаемости железа, уменьшению противо- э.д.с., непроизводительной потере электроэнергии в обмотках и сокращению ресурса двигателя, т.к. старение изоляции и ухудшение свойств смазки при этом резко усиливаются. К примеру, по расчетам исследователей, срок службы электрической изоляции уменьшается вдвое при превышении температуры на каждые 10 градусов.

Защита двигателя от тепловых перегрузок обеспечивается своевременным обесточиванием обмоток при их перегреве или включением дополнительной вентиляции. Обесточивание обмоток двигателя осуществляется срабатыванием нормально замкнутого или нормально разомкнутого термодатчика с мембранным типом срабатывания, который может быть установлен в тепловом контакте с обмоткой как одной, так и трех фаз по отдельности, тем самым, обеспечивая более надежную защиту.

130. Поясните назначение аппаратуры управления и защиты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

131 Дайте квалификацию аппаратуры управления и защиты. В зависимости от природы явления, которое положено в основу действия аппаратов, их можно разделить на:аппараты ручного управления (рубильники, переключатели, выключатели, контроллеры), действие которых происходит в ре­зультате механического воздействия на них внешних сил; электромагнитные аппараты (магнитные пускатели, контакторы, электромагнитные реле), работа которых основана на электромаг­нитных силах, возникающих при работе аппарата.

В зависимости от выполняемых функций аппараты подразде­ляют на:коммутационные, предназначенные для включения и отклю­чения различных цепей.Коммутационная аппаратура может быть неавтоматического управления (рубильники, переключатели, маг­нитные пускатели) и автоматического управления (реле, контак­торы, автоматические выключатели);токоограничивающие и пускорегулирующие (реостаты, кон­тролеры);аппараты защиты электрических цепей (реле защиты, предо­хранители).

Аппаратура может работать в различных режимах: длительно, кратковременно или в условиях повторно-кратковременной нагрузки. Аппараты различаются также по следующим признакам:номинальному току и напряжению;числу полюсов (фаз);роду тока (постоянный или переменный);виду присоединения (с передним или задним присоединением проводов);способу защиты от воздействия окружающей среды (открытое исполнение, защищенное,  пылезащищенное) и другим признакам.

132 Перечислите виды защиты которые должны иметь любой электропривод Электроприводы должны иметь следующие виды защиты:

- от внутренних коротких замыканий, связанных с отказом полупроводниковых приборов;

- от внешних коротких замыканий и режима опрокидывания инвертора;

- от перегрузок преобразователя и двигателя;

- от превышения скорости двигателя или обрыва обратной связи по скорости (в электроприводах с регулированием скорости);

- от превышения или исчезновения входного напряжения и напряжения сетей, питающих вспомогательные цепи;

- от исчезновения тока в цепи возбуждения двигателя;

- от превышения тока в цепи возбуждения двигателя;

- от перенапряжения;

- от исчезновения принудительного охлаждения (при его наличии).

Аппаратура защиты от внутренних и внешних замыканий должна обеспечивать селективность срабатывания.

По согласованию с заказчиком перечень видов защиты может быть дополнен или сокращен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

133 Перечислите основные параметры по которым производится выбор аппаратов.

 Выбор выключателей может производиться по одноразовой предельной коммутационной способности.
Защитные характеристики комбинированных расцепителей автоматических выключателей A3100. КЗ выключатели выбираются так, чтобы значение предельной коммутационной способности, электродинамической и термической стойкости выключателей были не менее соответствующих значений параметров КЗ в месте их установки.
Допускается выбор аппарата защиты по величине его одноразовой предельной коммутационной способности ( ОПКС), т.е. наибольшей величине тока к. При отсутствии иных заводских данных ОПКС для всех величин расцепителей, встраиваемых в данный выключатель, может быть принята равной предельной коммутационной способности выключателя с наибольшим из его расцепителей. В нулевых и нейтральных проводниках двухпроводных ответвлений от этажных щитков на лестничных клетках жилых зданий установка предохранителей не требуется. Установка плавких предохранителей в нулевых и нейтральных проводниках трех-и четырехпроводных цепей, а также в нулевых проводниках двухпроводных цепей в местах, где требуется заземление, запрещается.
Термическая и динамическая устойчивость автомата определяются его предельной коммутационной способностью.
Способность электрического аппарата к перегрузкам определяется его предельной коммутационной способностью, электродинамической и термической стойкостью

134 Почему аппаратуры ручного управления не могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

выключатели (рубильники) и переключатели. Пакетные выключатели и переключатели серий ПВМ и ППМ применяют в качестве коммутационных аппаратов с ручным приводом для цепей постоянного и переменного тока напряжением 220 В на токи до 400 А и цепей переменного тока напряжением 380 В на токи до 250 А. Они устанавливаются на панелях распределительных устройств, в шкафах и ящиках.
Пакетно-кулачковые переключатели ПКП и выключатели ПКВ на номинальные токи 10, 25, 40, 63, 100 и 160 А предназначены для коммутации электрических цепей с переменным напряжени-ем'380 В.
Первая цифра в обозначении аппарата соответствует числу полюсов, вторая соответствует току: 1 —100 А, 2—250 А, 4—400 А, 6-600 А.
Рубильники типа Р и переключатели типа П изготовляются без дугогасительных камер и могут работать только в качестве разъединителей, т.е. размыкать обесточенные электрические цепи. Рубильники и переключатели прочих типов изготовляются с ду-гогасительными камерами и могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

 

 

 

 

 

 

135 Приведите пример аппарата ручного управления и его условно-графическое изображение

Условное графическое изображение и обозначение

Выключатель кнопочный нажимной:
с замыкающим контактом

С размыкающим контактом

 

136  Перечислите недостатки    плавких    предохранителей. Приведите условно-графическое изображение  Недостатки плавких предохранителей по сравнению с автоматическими выключателями: 1. Если  возникает незначительны ток перегрузки, долго не срабатывают. 2. После перегорания плавкий предохранитель необходимо заменять на новый. Плавкие предохранители плохо выполняют защитную роль, когда ток в цепи незначительно превышает допустимый

Предохранитель плавкий.
Общее обозначение

 

137  Как выбирается вставка предохранителя, если защищаемая цепь содержит три двигате­ля. Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

138 Как выбирается вставка предохранителя, если защищаемая цепь содержит шесть двигателей Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

 

139 Как выбирается вставка предохранителя, если защищаемая цепь содержит один двигатель.

 Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.

 

125 Дайте определение допустимого числа включений.

 Асинхронные короткозамкнутые двигатели, рассчитанные на длительный режим работы, при работе в повторно-кратковременном режиме с большим числом включений в течение определенного времени имеют ограниченное допустимое число включений в час h, которое зависит от фактической нагрузки электродвигателя, от соотношения между временем работы tp (с) и паузы-остановки — tx(с), а также от величии потерь энергии в двигателе за время разбега ΔАр (Дж) и торможения ΔАт (Дж). Эти потери в переходные периоды, когда ча­стота вращения машины меньше номинальной, значительно превышают потери энергии в двигателе при работе с постоянной частотой вращения. Кроме того, при неподвижном роторе в период паузы ухудшается теплоотдача двигателя

 

126 От чего зависит величина допустимого числа включений

При выборе мощности электродвигателя следует иметь в виду, что на нагрев электродвигателей оказывает влияние частота включений. Допустимая частота включений зависит от нормального скольжения, махового момента ротора и кратности пускового тока.

Асинхронные электродвигатели нормальных типов допускают без нагрузки от 400 до 1000, а электродвигатели с повышенным скольжением — от 1100 до 2700 включений в час. При пуске под нагрузкой допустимое число включений значительно сокращается.

Пусковой ток электродвигателей с короткозамкнутым ротором имеет большую величину, и это обстоятельство в условиях частых пусков, и особенно при повышенном времени разгона, имеет важное значение

127 Дайте определение надежности электропривода.

 Надежность электропривода – это важнейший показатель, от которого может зависеть не только производительность предприятия, но и само его существование. Исследование проведенное в США показало, что простой производства в течение нескольких дней при выходе одного из приводов из строя обходится в десятки тысяч долларов убытка, а выход из строя «критического» привода (двигателя) с большой долей вероятности приводит к банкротству предприятия. По этой причине повышение надежности привода, а точнее входящего в его состав электродвигателя, должно быть первоочередной задачей повышения надежности и эффективности производства.

128 От чего зависит надежность электропривода. Поясните

 повышенная влажность; повышенная или пониженная температура; вибрации; некачественная смазка; плохое обслуживание.

В процессе работы двигателя в нем образуется водный конденсат, который попадает в микротрещины изоляции провода и со временем разрушает ее (рис. 1). Микротрещины – следствие таких вредных факторов как перепады температур, плесень, влажность, абразивы в полости двигателя в виде пыли из оксидов материала корпуса и системы ротор-статор. Пропитка обмоток двигателя термостойким гидрофобным компаундом с противогрибковым действием препятствует образованию и развитию микротрещин, увеличивает рабочую температуру двигателя, повышая тем самым коэффициент его использования по мощности, и надежнее защищает двигатель от перегрузок.

129 Как можно повысить надежность электропривода. Поясните

 В ответственных случаях рекомендуется заменять в штатные подшипники на импортные аналоги. При этом необходимо иметь в виду, что они поставляются с консервантной смазкой, которую необходимо заменить, а также необходимо быть крайне аккуратным при съеме старых подшипников, чтобы не повредить посадочное место, иначе все усилия пропадут даром.

Конструктивная доработка серийных электродвигателей, в результате которой становится возможной замена смазки подшипников двигателя в процессе его работы (оперативная смазка), сокращает расходы на техническое обслуживание и продлевает срок службы подшипника.

Перегрев двигателя приводит к увеличению токов по причине уменьшения магнитной проницаемости железа, уменьшению противо- э.д.с., непроизводительной потере электроэнергии в обмотках и сокращению ресурса двигателя, т.к. старение изоляции и ухудшение свойств смазки при этом резко усиливаются. К примеру, по расчетам исследователей, срок службы электрической изоляции уменьшается вдвое при превышении температуры на каждые 10 градусов.

Защита двигателя от тепловых перегрузок обеспечивается своевременным обесточиванием обмоток при их перегреве или включением дополнительной вентиляции. Обесточивание обмоток двигателя осуществляется срабатыванием нормально замкнутого или нормально разомкнутого термодатчика с мембранным типом срабатывания, который может быть установлен в тепловом контакте с обмоткой как одной, так и трех фаз по отдельности, тем самым, обеспечивая более надежную защиту.

130. Поясните назначение аппаратуры управления и защиты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

131 Дайте квалификацию аппаратуры управления и защиты. В зависимости от природы явления, которое положено в основу действия аппаратов, их можно разделить на:аппараты ручного управления (рубильники, переключатели, выключатели, контроллеры), действие которых происходит в ре­зультате механического воздействия на них внешних сил; электромагнитные аппараты (магнитные пускатели, контакторы, электромагнитные реле), работа которых основана на электромаг­нитных силах, возникающих при работе аппарата.

В зависимости от выполняемых функций аппараты подразде­ляют на:коммутационные, предназначенные для включения и отклю­чения различных цепей.Коммутационная аппаратура может быть неавтоматического управления (рубильники, переключатели, маг­нитные пускатели) и автоматического управления (реле, контак­торы, автоматические выключатели);токоограничивающие и пускорегулирующие (реостаты, кон­тролеры);аппараты защиты электрических цепей (реле защиты, предо­хранители).

Аппаратура может работать в различных режимах: длительно, кратковременно или в условиях повторно-кратковременной нагрузки. Аппараты различаются также по следующим признакам:номинальному току и напряжению;числу полюсов (фаз);роду тока (постоянный или переменный);виду присоединения (с передним или задним присоединением проводов);способу защиты от воздействия окружающей среды (открытое исполнение, защищенное,  пылезащищенное) и другим признакам.

132 Перечислите виды защиты которые должны иметь любой электропривод Электроприводы должны иметь следующие виды защиты:

- от внутренних коротких замыканий, связанных с отказом полупроводниковых приборов;

- от внешних коротких замыканий и режима опрокидывания инвертора;

- от перегрузок преобразователя и двигателя;

- от превышения скорости двигателя или обрыва обратной связи по скорости (в электроприводах с регулированием скорости);

- от превышения или исчезновения входного напряжения и напряжения сетей, питающих вспомогательные цепи;

- от исчезновения тока в цепи возбуждения двигателя;

- от превышения тока в цепи возбуждения двигателя;

- от перенапряжения;

- от исчезновения принудительного охлаждения (при его наличии).

Аппаратура защиты от внутренних и внешних замыканий должна обеспечивать селективность срабатывания.

По согласованию с заказчиком перечень видов защиты может быть дополнен или сокращен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

133 Перечислите основные параметры по которым производится выбор аппаратов.

 Выбор выключателей может производиться по одноразовой предельной коммутационной способности.
Защитные характеристики комбинированных расцепителей автоматических выключателей A3100. КЗ выключатели выбираются так, чтобы значение предельной коммутационной способности, электродинамической и термической стойкости выключателей были не менее соответствующих значений параметров КЗ в месте их установки.
Допускается выбор аппарата защиты по величине его одноразовой предельной коммутационной способности ( ОПКС), т.е. наибольшей величине тока к. При отсутствии иных заводских данных ОПКС для всех величин расцепителей, встраиваемых в данный выключатель, может быть принята равной предельной коммутационной способности выключателя с наибольшим из его расцепителей. В нулевых и нейтральных проводниках двухпроводных ответвлений от этажных щитков на лестничных клетках жилых зданий установка предохранителей не требуется. Установка плавких предохранителей в нулевых и нейтральных проводниках трех-и четырехпроводных цепей, а также в нулевых проводниках двухпроводных цепей в местах, где требуется заземление, запрещается.
Термическая и динамическая устойчивость автомата определяются его предельной коммутационной способностью.
Способность электрического аппарата к перегрузкам определяется его предельной коммутационной способностью, электродинамической и термической стойкостью

134  Почему аппаратуры ручного управления не могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

выключатели (рубильники) и переключатели. Пакетные выключатели и переключатели серий ПВМ и ППМ применяют в качестве коммутационных аппаратов с ручным приводом для цепей постоянного и переменного тока напряжением 220 В на токи до 400 А и цепей переменного тока напряжением 380 В на токи до 250 А. Они устанавливаются на панелях распределительных устройств, в шкафах и ящиках.
Пакетно-кулачковые переключатели ПКП и выключатели ПКВ на номинальные токи 10, 25, 40, 63, 100 и 160 А предназначены для коммутации электрических цепей с переменным напряжени-ем'380 В.
Первая цифра в обозначении аппарата соответствует числу полюсов, вторая соответствует току: 1 —100 А, 2—250 А, 4—400 А, 6-600 А.
Рубильники типа Р и переключатели типа П изготовляются без дугогасительных камер и могут работать только в качестве разъединителей, т.е. размыкать обесточенные электрические цепи. Рубильники и переключатели прочих типов изготовляются с ду-гогасительными камерами и могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

135 Приведите пример аппарата ручного управления и его условно-графическое изображение

Условное графическое изображение и обозначение

Выключатель кнопочный нажимной:
с замыкающим контактом

С размыкающим контактом

 

136. Перечислите недостатки    плавких    предохранителей. Приведите условно-графическое изображение  Недостатки плавких предохранителей по сравнению с автоматическими выключателями: 1. Если  возникает незначительны ток перегрузки, долго не срабатывают. 2. После перегорания плавкий предохранитель необходимо заменять на новый. Плавкие предохранители плохо выполняют защитную роль, когда ток в цепи незначительно превышает допустимый

Предохранитель плавкий.
Общее обозначение

 

137 Как выбирается вставка предохранителя, если защищаемая цепь содержит три двигате­ля. Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

138 Как выбирается вставка предохранителя, если защищаемая цепь содержит шесть двигателей Защита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п.

 

139 Как выбирается вставка предохранителя, если защищаемая цепь содержит один двигатель.

 Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока.

140 Назначение плавких предохранителей. Достоинства.

Плавкий предохранитель — это коммутационный электрический элемент, предназначенный для отключения защищаемой цепи путем расплавления защитного элемента. Изготовляют плавкие элементы из свинца, сплавов свинца с оловом, цинка, меди. Предназначены для защиты электрооборудо­вания и сетей от токов короткого замыкания и недопустимых длительных перегрузок.

Достоинства :

1. Время перегорания предохранителей зави­ сит от силы тока, проходящего через нить. Так, при коротком замыкании, когда ток очень велик, предохранители перегорают достаточно быстро, и в этом наиболее опасном случае служат простой, дешевой и надежной зашитой.

2. В большинстве плавках предохранителей предусмотрена возможность безопасной заме­ ны плавкой вставки под напряжением.

 

       141 Назначение автоматических выключателей.

Автоматический выключатель — это контактный коммутационный прибор (электротехническое или электроустановочное устройство. Предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения.

 

 

 

       142 Какую защиту может обеспечить автоматические выключатели?

Автоматический выключатель - используется для защиты кабелей, проводов и конечных потребителей от перегрузки и короткого замыкания.

 

       143 Какое значение тока называется номинальным током электромагнитной защиты автомата?

Номинальный ток автомата – наибольший ток, протекание которого через автомат допустимо в течение неограниченно длительного времени.

Ток уставки электромагнитного расцепителя – наименьший ток, при котором срабатывает расцепитель.

 

       144 Какое значение тока называется номинальным током тепловой защиты автомата?

Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя – наибольший ток расцепителя, при котором расцепитель не срабатывает.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       145 Как выбирается значение тока срабатывания электромагнитного расцепителя авто­мата?

Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).

 

       146  Как выбирается значение тока срабатывания теплового расцепителя автомата?

Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

147 Какие аппараты относятся к контакторам?

Конта́ктор — двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Выключатель путевой: однополюсный, Выключатель кнопочный нажимной:
с замыкающим контактом, С размыкающим контактом, Контакт электротеплового реле, Выключатель трехполюсный с автоматическим возвратом, Контакт для коммутации сильноточной цепи (контактора, пускателя) замыкающий, Контакт замыкающий с замедлением, действующим, Контакт коммутационного устройства, Контакт размыкающий с замедлением, Контакт контактного соединения и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       148Приведите условно-графическое обозначение контактора и от каких изменений в электрической цепи он может обеспечить защиту электропривода?

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Выключатель путевой: однополюсный		Контакт электротеплового  реле
Выключатель кнопочный нажимной: с замыкающим контактом		Выключатель трехполюсный с автоматическим возвратом
С размыкающим контактом		Контакт для коммутации сильноточной цепи (контактора, пускателя) замыкающий

Контакторы не защищают электрические цепи от ненормальных режимов, поскольку у них отсутствуют защитные элементы.

 

 

 

 

 

 

 

149 В чем отличие электромагнитного реле от пускателя.

Реле́ — электромеханическое устройство (выключатель), предназначенное для коммутации электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электромагнитные, пневматические и температурные реле.

Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) — это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавкими предохранителями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150 Как выбирается контактор?

Контактор (силовое реле, модульный контактор) – это удаленно управляемый аппарат для коммутации, который позволяют коммутировать особо мощные нагрузки как постоянного, так и переменного тока. Главной особенностью контакторов является то, что они выполняют разрыв сети сразу в нескольких точках, в отличие от обычных электромагнитных реле, которые разрывают электрическую цепь лишь в одной точке. Выбор контактора следует начинать с определения необходимо типа. Электромагнитные контакторы подразделяются на контакторы переменного тока, контакторы постоянного тока и постоянно-переменные контакторы. Контакторы переменного тока (к примеру, КМИ-10960 от IEK)  используются при управлении асинхронными двигателями для выведения резисторов пуска, включения трансформаторов, тормозных электромагнитов, нагревательных устройств и другого электрооборудования. Контакторы постоянного тока  (например, ABB AL 9) используются для включения/отключения приемников электроэнергии в цепях с постоянным током; в устройствах повторного включения и приводах выключателей высокого напряжения.

 

       151 Назначение реле времени?

Реле́ вре́мени — реле, предназначенное для создания независимой выдержки времени и обеспечения определённой последовательности работы элементов схемы. Реле времени применяется в случаях, когда необходимо автоматически выполнить какое-то действие не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток времени.

152 Приведите принцип работы теплового реле.

Принцип действия тепловых реле основан на свойствах биметаллической пластины изменять свою форму при нагревании. В общем случае тепловое реле представляет собой расцепитель, в основе которого лежит биметаллическая пластина, по которой протекает ток. Под воздействием теплового эффекта протекающего тока, биметаллическая пластина изгибается, разрывая цепи. При этом происходит изменение состояния дополнительных контактов. Первая и основная функция тепловых реле - защита электрооборудования от перегрузки.

 

153 Назначение универсальной встроенной температурной  защиты.

Система встроенной температурной  защиты, (в дальнейшем – УВТЗ) предназначена для отключения  преимущественно асинхронных двигателей при возникновении аварийных режимов, связанных с повышенным нагревом обмотки статора, таких как:

-                             перегрузка;

-                             стоянка под напряжением при заторможенном роторе;

-                             тяжелый пуск недопустимой продолжительности;

-                             не полно фазный режим питания;

-                             низкое качество электроэнергии (не симметрия по фазам, не синусоидальность, отклонение от нормы напряжения и частоты);

-                             неисправность в системе охлаждения (поломка вентилятора, забивание входных отверстии кожуха вентилятора и межреберных каналов станины пылью, грязью, отходами производства);

-                             повышение температуры окружающей среды.

154 Принцип работы универсальной встроенной температурной защиты.

Принцип действия "УВТЗ" основан на обработке сигналов, поступающего от терморезисторов и по цепям контролера, фаз, выработке управляющего сигнала и размыкании контакта реле в цепи катушки магнитного пускателя, коммутирующего электродвигатель или любую другую электромашину. Сигнализация устройства позволяет контролировать срабатывание в следствие возникновения следующих аварийных режимов электромашин:

1.        Перегрев защищаемой части - загорается световой индикатор "перегрев";

2.        Несимметрия напряжения, обрыв фаз трехфазной сети - загорается световой индикатор "несимметрия";

3.        Перегрев статорной обмотки злектводвигателя в следствии несимметрии питающей сети - загораются оба световых индикатора.