Теоретическое введение по изучаемым вопросам

На рис.6 приведена принципиальная электрическая схема исследуемого электропривода, которая содержит асинхронный двигатель с фазным ротором М, трехступенчатый реостат с резисторами R1, R2 и R3 в каждой фазе ротора, а так же, электрические аппараты, обеспечивающие требуемый алгоритм работы привода.

Реостат в цепи ротора применяется для ограничения пускового тока двигателя допустимыми пределами. Если на обмотку статора такого двигателя подать номинальное напряжение при закороченной обмотке ротора (контакты КМ6 замкнуты), то ток ротора возрастает до 5-10 - кратных значений по сравнению с номинальными из-за значительной э.д.с., наводимой в неподвижном роторе вращающимся магнитным потоком статора, и малого активного сопротивления фаз ротора. Допустимые же токи ротора и статора асинхронного двигателя с фазным ротором не должны превышать (2,5¸3 ) I_H. Для двигателей с короткозамкнутым ротором I_ПУСК ⁼ (5¸З) I_H.

Введение в цепь ротора резисторов помимо ограничения тока позволяет увеличивать электромагнитный момент двигателя за счет повышения Соsj, входящего в выражение:

При скорости w=0 и сопротивлении фазы роторной цепи R_CT=R2+R1+R_РОТ соответствующему включенной второй ступени реостата, электромагнитный момент двигателя максималени равен М₁ (рис 7)

Рис. 6

Рис.7

При этом момент сопротивления M_С < M₁ и согласно уравнению движения привода (4.4) двигатель разгоняется по реостатной характеристике 2. По мере разгона уменьшается э.д.с. ротора Е_2s, т. к.:

что ведет к уменьшению тока и момента двигателя, а также к уменьшению ускорения.

Для дальнейшего разгона в момент времени, когда момент двигателя М станет равным моменту переключения М₂, а скорость w=w₂. необходимо вывести вторую секцию реостата с резисторами R₂, в результате чего реостат переводится на первую ступень (R_CT=R1+R_РОТ), а момент опять возрастает до М=М₁ и двигатель разгоняется по реостатной характеристике 1 до скорости w₁. Выведение всего реостата приводит к последующему броску момента до М=М₁ и выходу двигателя на естественную характеристику. Установившийся режим наступает в рабочей точке с координатами ω = ω_с и М = М_с.

Процесс - реверса двигателя включает в себя торможение противовключением и ступенчатый пуск при вращении вала в обратном направлении. Для перехода асинхронного двигателя, во время работы, из двигательного режима в генераторный режим на характеристику 3^/, необходимо изменить в зазоре электрической машины (при введенной ступени противовключения реостата R_ПР=R_СТ.1 ⁼ R3+R2+R1+R_РОТ) направление вращения магнитного поля на противоположное. При достижении скорости двигателя нулевого значения третья секция R3 должна быть выведена контактором KМ4, после чего осуществляется пуск двигателя в две ступени в третьей четверти. Следующий реверс начинается с перехода электропривода на механическую характеристику противовключения 3.

Динамическое торможение осуществляется путем отключения статора от сети переменного напряжения и подключения к источнику постоянного напряжения при введенном реостате в цепь ротора

Пересечение активных проводников обмотки ротора с силовыми линиями постоянного поля статора приводит к наведению э.д.с. в роторе. Взаимодействие тока, созданного этой э.д.с. с магнитным потоком статора обуславливает возникновение тормозного электромагнитного момента.