Програма роботи

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 674

1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця. Записати паспортні дані електродвигунів і електричних апаратів, що використовуються у схемі. Вивчити роботу схем керування.

2. Розрахувати пусковий опір (симетричний) до асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором М1, щоб пусковий момент дорівнював 0,5 природного пускового моменту (m_П = М_ШП/М_ПП = 0,5).

3. Розрахувати пусковий опір, що вмикається в одну фазу статора до того ж двигуна для обмеження пускового моменту до m_П = М_ШП/М_ПП = 0,5.

4. Виміряти пускові опори на лабораторному місцііпорівняти їх з розрахунковими. Допустимі відхилення ±10 %.

5. Перевірити відповідність апаратури керування і захисту номінальним даним керованого двигуна МІ. Перевірити напруги спрацювання контакторів КМ1 і КМ2. Вони повинні бути не вищі 0,85 U_Н котушки.

6. Скласти, перевірити в роботі і налагодити схеми керування асинхронним електродвигуном з обмеженням пускового струму і моменту (рис. 14.1, 14.2).

7. Відрегулювати витримки реле часу КТ1 так, щоб пускові резистори шунтувалися через 1 с після закінчення розгону двигуна.

8. Перевірити відповідність апаратури керування і захисту номінальним даним керованого двигуна М2. Відрегулювати уставки цих апаратів. Витримка часу реле КТ повинна відповідати часу розгону агрегату до частоти обертання (0,75 - 0,8) n_с.

9. З’єднати обмотки статора двигуна М2 “зіркою”, увімкнути його в мережу і визначити час пуску t_п.

10. Відрегулювати витримку реле часу КТ2: t_в = t_п.

11. Скласти, перевірити в роботі і налагодити схему обмеження пускового струму і моменту перемиканням обмотки статора із зірки на трикутник (рис. 14.3).

12. Оформити звіт про виконану роботу.

Загальні методичні вказівки. Обмеження пускових струмів і моментів трифазних асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором потрібні за умов електропостачання або пуску технологічного обладнання.

Сучасні трифазні асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором серій 4А, 4АМ та АИР мають великі кратності пускового струму, що досягають К_і = І_ПУСК/І_Н = 7, а для деяких модифікацій двигунів – 7,5. При пуску порівняно потужних двигунів (Р_Н ³ 11 кВт) від сільськогосподарських мереж через великі пускові струми сильно знижується напруга як на затискачах двигуна, що запускається, так і на інших двигунах, що живляться від цієї мережі. Оскільки обертальний момент асинхронного двигуна пропорційний квадрату підведеної напруги, то пусковий момент двигуна при зниженій напрузі значно знижується, що може унеможливити пуск такого двигуна в даній точці мережі. Крім того, сильне зниження напруги на двигунах, що вже працюють, може призвести до їх зупинки під навантаженням.

Для усунення цих небажаних явищ при пуску потужних асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором застосовують різні способи обмеження пускових струмів. Обмежити пусковий струм асинхронного двигуна можна вмиканням у коло статора опору (активного чи реактивного) або зменшенням підведеної до статора напруги.

Індуктивні опори (пускові реактори) застосовують для порівняно потужних двигунів (Р_Н = 75 – 100 кВт), для таких же двигунів застосовують пускові автотрансформатори. Для двигунів меншої потужності використовують дешевші активні опори. Однак потрібно мати на увазі, що зниження пускового струму обов’язково веде до зниження пускового моменту:

М_ШП = (І_ШП/І_ПП)² М_ПП,

де М_ШП, І_ШП – пускові момент і струм при штучній схемі;

М_ПП, І_ПП – пускові момент і струм при номінальній напрузі і прямому пуску.

Тому обмеження пускового струму можливе лише для машин з легкими умовами пуску – тобто таких, що пускаються без навантаження, при малому коефіцієнті інерції, при вентиляторному моменті навантаження тощо. Можливість пуску двигуна з обмеженням пускового струму і пов’язаного з ним обмеження пускового моменту потрібно перевірити розрахунком.

Пускові опори для трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором розраховують так.

1. Вихідними даними для розрахунку є: номінальна потужність, кВт; ККД двигуна; номінальна лінійна напруга, В; номінальний струм, А; номінальне ковзання; кратність пускового струму і пускового моменту на природній характеристиці; активний опір фази статора; відносний пусковий момент при пуску з опорами.

2. Активний опір фази статора визначають з довідників або шляхом вимірів. Потім опір статора (Ом) приводять до розрахункової температури 75 °С:

, (14.1)

де t – температура обмоток під час вимірювання опору.

3. Повний опір двигуна при нерухомому роторі (s = 1):

. (14.2)

4. Зведений активний опір ротора при s = 1:

, (14.3)

де DР_МЕХ – механічні втрати в двигуні:

. (14.4)

5. Активний опір двигуна при s = 1:

r_к = r_к(75) + r₂₁. (14.5)

6. Індуктивний опір двигуна при s = 1:

. (14.6)

7. Коефіцієнт потужності при нерухомому роторі:

cosj_К = r_к/z_к . (14.7)

8. Пусковий симетричний опір для обмеження пускових моменту і струму:

, (14.8)

де m_П = М_ШП/М_ПП відносний пусковий момент на штучній характеристиці.

9. Пусковий струм на штучній характеристиці:

. (14.9)

10. Значення пускового опору в одній фазі статора для обмеження пускового моменту визначають за формулою:

. (14.10)

Вказівки щодо виконання роботи. При виконанні роботи вивчити способи та схеми обмеження пускових струмів і моментів асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором, а також методи розрахунку пускових опорів для таких двигунів.

Схема обмеження пускового струму і моменту з симетричними опорами в колі статора зображена на рис. 14.1. Керування двигуном

Рис. 14.1. Схема керування трифазним асинхронним електродвигуном з короткозамкненим ротором з обмеженням пускового струму і моменту активними опорами

Рис. 14.2. Схема керування трифазним асинхронним електродвигуном з короткозамкненим ротором з обмеженням пускового моменту

Рис. 14.3. Схема керування трифазним асинхронним електродвигуном з перемиканням обмотки статора із “зірки” на “трикутник” при пуску

здійснюється двома електромагнітними пускачами КМІ і КМ2. Пускач КМ1 вмикає статор у мережу через пускові опори R_П1, R_П2 і R_П3. Пускач КМ2 вмикає статор безпосередньо в мережу. Тривалість пуску з опорами в колі статора контролюється електромагнітним реле часу КТ1.

При вмиканні схеми в мережу автоматичним вимикачем QF спрацьовує реле КТ1 і розмикає свій контакт у колі котушки пускача КМ2. Схема підготовлена до пуску. Для пуску двигуна натискають на кнопку SВ2 - «Пуск». При цьому спрацьовує пускач КМ1 і вмикає двигун у мережу через пускові опори. Одночасно його розмикаючий допоміжний контакт розриває коло котушки реле часу КТ1. З витримкою часу якір реле відпадає, розмикаючий його контакт вмикає котушку пускача КМ2, який головними контактами вмикає двигун М2 прямо в мережу, а допоміжними контактами вимикає пускач КМ1. Для зупинки двигуна натискають кнопку SВ1 - «Стоп».

У деяких випадках потрібно обмежити пусковий момент без обмеження пускового струму. При цьому пусковий опір вмикають тільки в одну фазу статора. Такий спосіб обмеження пускового моменту застосовують для двигунів малої потужності (Р_H < 7,5 кВт), у яких пусковий момент занадто великий (М_ПУСК/М_Н = 1,6 – 1,9). Великий пусковий момент викликає різкий розгін машини при надмірних прискореннях, що призводить до поломок машин, обривів канатів, недопустимому розгойдуванню переміщуваних вантажів тощо. Значення пускового опору в одній фазі визначається розрахунком залежно від необхідного зниження пускового моменту.

Схема обмеження пускового моменту за допомогою опору в одній із фаз двигуна зображена на рис. 14.2. Для керування двигуном використовується пускач КМІ, для шунтування пускового опору R – пускач КМ2. Тривалість вмикання пускового опору контролюється реле часу КТ1. При подачі напруги на схему спрацьовує реле часу КТ1 і розмикає свій контакт у колі котушки пускача КМ2. Схема підготовлена до роботи.

Для пуску двигуна натискають на кнопку SВ2 - «Пуск», спрацьовує пускач КМІ, який вмикає двигун у мережу через опір в одній із фаз. Одночасно допоміжний контакт пускача КМ1 вимикає котушку реле часу КТ1. З витримкою часу якір реле відпадає, його контакт вмикає котушку пускача КМ2, який головним контактом шунтує пусковий опір R. Зупиняють двигун натисканням на кнопку SВ1 - «Стоп».

Для електродвигунів потужністю Р_Н ³ 11 кВт з метою обмеження пускового струму широко застосовується перемикання обмоток при пуску з “зірки” на “трикутник”. Цей спосіб придатний для електродвигунів, обмотки яких при номінальній напрузі з’єднуються “трикутником”. Наприклад, електродвигуни сільскогосподарського виконання типу 4АМ...СУ1 виготовляють із шістьма вивідними кінцями на напругу 380 В із з’єднанням обмоток “трикутником”. Такі двигуни можна запускати як прямо від мережі
380 В при з’єднанні обмоток “трикутником”, так і з перемиканням обмоток із “зірки” на “трикутник”. У другому випадку пусковий струм у лінії живлення зменшується у 3 рази, у фазі – в 1,73 рази, а пусковий момент знижується в З рази.

Перемикання з пускової схеми на робочу найчастіше .проводиться у функції часу із застосуванням різних реле часу. Витримку часу визначають з умов пуску цього привода. З пускової схеми на робочу перемикають при частоті обертання ротора (0,75 – 0,8) п_С, коли пусковий струм невеликий.

Схема пуску двигуна перемикання із “зірки” на “трикутник” зображена на рис. 14.3. Пускач КМІ — лінійний, має теплове реле КК для захисту двигуна від перевантажень. Пускач КМ2 з’єднує обмотки двигуна “зіркою”, пускач КМЗ —“трикутником”. Пускачі КМ2 і КМЗ повинні бути взаємно зблоковані.

Пневматичне реле часу КТ2 створює витримку часу при подачі напруги на його котушку. Для пуску двигуна натискають на кнопку SВ2 - «Пуск». При цьому одержують живлення котушки контакторів КМІ, КМ2 і реле часу КТ2. Контактори КМ1 і КМ2 спрацьовують і вмикають у мережу обмотки статора двигуна, з’єднані зіркою. Після закінчення витримки часу спрацьовує реле часу КТ2, яке розмикаючим контактом розриває коло котушки контактора КМ2, а замикаючим замикає коло котушки контактора КМЗ. Контактор КМ2 вимикається, а контактор КМЗ вмикається, з’єднуючи обмотки статора “трикутником”. Вимикають двигун натисканням на кнопку SВ1 - «Стоп».

У лабораторній установці використано двигун М1 типу АО2-32-4П з такими технічними даними:

Р_Н = 3 кВт; U_H = 220/380 В; І_Н = 11,2/6,5 А; n_н = 1430 об/хв; h_н = 0,835; к_і = І_пуск/І_Н = 7; m_П = М _пуск/М_Н = 1,8; r_1(20°) = 1,9 Ом.

Лабораторна робота № 15