Вращающий момент электродвигателей и момент сопротивления механизма
Нормальный установившийся режим работы электродвигателя характеризуется равенством электромагнитного момента Мд, развиваемого электродвигателем, и механического момента сопротивления Мс механизма, приводимого в действие электродвигателем:
Если Мд Мс, то частота вращения электродвигателя будет увеличиваться. При неизменном напряжении питающей сети момент, развиваемый асинхронным электродвигателем, зависит от частоты вращения n или, что то же самое, скольжения s (рис. 9.1). В нормальных условиях равенство Мд = Мс имеет место при s = 0,02-0,05. Максимальный момент электродвигателя Мдмакс равен приблизительно двукратному номинальному моменту:
Частота вращения nк и скольжение sK, соответствующие максимальному моменту, называются критическими.
Пусковой момент Мдпуск, соответствующий частоте вращения n= 0 или скольжению s = 1, в зависимости от конструкции электродвигателя имеет разные значения. Ток, потребляемый статором электродвигателя из сети, 
состоит из тока намагничивания 
статора и тока ротора Iрот, приведенного к обмотке статора
(9.3)
Ток в роторе определяется наведенной в нем ЭДС, которая зависит от скольжения. Токи ротора и статора также меняются с изменением скольжения.
Дата добавления: 2015-05-05 ; просмотров: 1850 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Момент электродвигателей пропорционален току и магнитному потоку. [1]
Моменты электродвигателей в сети определяются моментами их рабочих машин, а эти моменты разнообразны. [2]
Если момент электродвигателя больше момента статического сопротивления, значит динамический момент положительный, система имеет ускорение. Если же момент электродвигателя меньше момента статических сопротивлений, значит динамический момент отрицательный, система тормозится. Если момент электродвигателя равен моменту статического сопротивления, следовательно, динамический момент равен нулю, система находится в равномерном движении. Следовательно, динамический момент существует лишь при изменении частоты вращения привода: при пуске, торможении, изменении нагрузки. [3]
Если же момент электродвигателя уменьшится и станет меньше противодействующего момента механизма, ротор электродвигателя будет тормозиться. [4]
При этом момент электродвигателя Ml возрастает и регулятор действует так, что плунжер 5 поднимает электрод. При снижении тока вследствие обрыва дуги или по другим причинам результирующий момент на валу изменяет направление и электрод опускается. В регуляторе предусмотрен демпфер 6, не позволяющий системе реагировать на кратковременные нарушения режима. [5]
Вследствие этого приращение момента электродвигателя ЛУИ после срабатывания моментного выключателя и величина динамического момента / Идин ( рис. 2) при торможении, которые определяются общей жесткостью, будут меньше. Недостатком данного привода является усложнение конструкции кинематической передачи и ограничение момента только при движении в сторону закрывания. [8]
Динамический момент определяется разностью момента электродвигателя и статического момента. Эту разность часто называют избыточным моментом. [9]
Динамический момент определяется разностью момента электродвигателя и статического момента. Эту разность называют избыточным моментом. [10]
Так как в данном случае момент электродвигателя направлен против вращения ротора ( М и п имеют разные знаки), то такой режим является тормозным. Осуществить его можно, переключая работающий электродвигатель на вращение в обратную сторону ( для которого характеристика изображена на фиг. Как видно из фиг. [11]
Рассмотрим теперь, как изменяется момент электродвигателя при ослаблении поля, поскольку именно он является причиной ускорения электродвигателя. [13]
Соединительные муфты предназначены для передачи момента электродвигателя насосу. [14]
Совместная механическая характеристика электрического двигателя и производственного механизма.
При вращательном движении между моментом, развиваемым двигателем, и моментом сопротивления в системе электродвигатель – рабочая машина существует соотношение, называемое уравнением движения электропривода:
(3)
где: 
— момент, развиваемый двигателем;
— момент сопротивления рабочей машины, приведённый к валу двигателя;
J – момент инерции движущихся частей системы двигатель – рабочая машина, приведённая к валу двигателя;
— угловое ускорение движущихся масс.
Вращающий момент, развиваемый двигателем при работе, принимается положительным, если он направлен в сторону движения привода, и отрицательным, если направлен в сторону, обратную движению. Необходимо отметить, что знак минус перед 
указывает на тормозящее действие момента сопротивления, что отвечает усилию резания, потерям трения, подъёму груза, сжатию пружины и т.п. при положительном знаке скорости. При спуске груза, раскручивании или разжатии пружины и т.п. перед 
ставится знак плюс, поскольку в этих случаях момент сопротивления помогает вращению привода.
Аналогично получают соотношение для случаев поступательного движения:
± 
± 
= m 
; 
— усилие развиваемое двигателем;
– приведённое усиление сопротивления системы электродвигатель – рабочая машина;
m – приведённая масса движущихся частей системы;
— линейное ускорение движущихся масс.
Уравнение (3) показывает, что развиваемый двигателем вращающий момент уравновешивается моментом сопротивления на валу и инерционным или динамическим моментом:
.
Из анализа этого уравнения видно, что:
1) При > , 
>0, имеет место ускорение привода;
2) При
Рассмотренные условия работы электропривода в установившемся режиме характеризует статическую устойчивость привода, когда изменение во времени скорости и момента происходит относительно медленно в отличии от динамической устойчивости, имеющий место при переходных режимах.
Обычно при проектировании электропривода механическая характеристика производственного механизма является уже заданной. Поэтому для получения устойчивой работы в установившемся режиме для определенных скоростей и моментов сопротивления производственных механизмов необходимо подбирать механическую характеристику электродвигателя соответствующей формы. Это может быть достигнуто подбором и изменением электрических параметров цепей привода. Иногда для получения требуемых механических характеристик приходится применять специальные схемы включения электрических машин и аппаратов для их управления.
Математически условия статистической устойчивости доказывается следующим образом. Уравнение движение привода 
, запишем через жесткости механических характеристик двигателя 
и механизма 
: 
. Решим это дифференциальное уравнение методом разделения переменных 
. Решение 
Следовательно условие статистической устойчивости выполняется, если показатель степени 
отрицательное, т.е. 
или 
3.9 Пуск асинхронных двигателей.
При пуске а.д. для увеличения пускового момента необходимо увеличивать 
, а при номинальном режиме для увеличения КПД и cosφ надо иметь меньше, чтобы Sн было равно 1 – 4 % (как отмечалось ранее).
Электротехническая промышленность для тяжёлых условий пуска изготавливает двигатели со специальным короткозамкнутым ротором – это двигатели с двойной беличьей клеткой и двигатели с глубоким пазом специального профиля (рис. 3.14). В этих двигателях из – за эффекта вытеснения тока, ток в стержнях обмотки ротора проходит при пуске по части обмотке, расположенной ближе к зазору, а при номинальном режиме распределяется равномерно по всему сечению обмотки, тем самым имеет место изменение сопротивления ротора.
В двигателях с двойной беличьей клеткой пусковая клетка, находящаяся ближе к зазору, выполняется меньшего сечения, чем рабочая. Иногда пусковую клетку выполняют из латуни или бронзы, а рабочую из – меди.
Для тяжёлых условий пуска в приводах от нескольких кВт до сотен киловатт применяются двигатели с фазным ротором. В этих двигателях фазная обмотка выводится на кольца, к которым при пуске подключается резистор. По мере разгона двигателя сопротивление пускового резистора постепенно уменьшается. Механическая характеристика имеет вид (Рис. 3.20).
Рисунок 3.20 Механическая характеристика асинхронного двигателя с фазным ротором при изменении сопротивления R в цепи ротора
Пусковые резисторы выполняются проволочными, литыми, чугунными и жидкостными.
Резисторы помещают в бак с трансформаторным маслом и рассчитывают на кратковременный режим работы. Жидкостной резистор представляет собой сосуд с электролитом, в который опущены электроды. При изменении глубины погружения электродов изменяется сопротивление резистора. Двигатель пускается с полностью введённым резистором и работает на механической характеристике 1 (Рис. 3.20). При этом Мп ≈ Мmax. После того, как двигатель подойдёт к скольжению S ≈ 0,5 ÷ 0,6, закорачивается часть сопротивления резистора. Двигатель переходит на характеристику 2. Затем при S ≈ 0,3 ÷ 0,4 переключается вторая ступень и двигатель переходит на естественную механическую характеристику 3.
После окончания пуска щётки закорачиваются, а пусковой резистор приводится в исходное положение.
Двигатель с фазным ротором дороже двигателей с коротким замкнутым ротором и требует дополнительной пускорегулирующей аппаратуры. В серии 4А двигатели с фазным ротором выполняются на мощности от 5,5 до 400 кВт и частоты вращения от 500 до 1500 об/мин.
Асинхронный двигатель с коротким замкнутым ротором пускают обычно прямым включением на номинальное напряжение.
При пуске крупных асинхронных двигателей для ограничения пусковых токов в цепи статора включают резисторы или реакторы ( 
), или автотрансформатор 
(Рис.3.21).
Рисунок 3.21 Пуск асинхронного двигателя включением в цепь статора: а) реактора; б) автотрансформатора (Ат)
Пусковой ток асинхронного двигателя при включении реактора будет равен:
,
где 
— индуктивное сопротивление реактора.
За счёт 
пусковой ток уменьшается до 3 – 4 кратного значения 
.
Для пуска асинхронный двигатель большой мощности иногда применяется пуск с помощью разгонного двигателя, который жёстко соединён с валом основного двигателя. Если основной двигатель тихоходный, то разгонный двигатель выбирается на частоту вращения на ступень большую. При подходе к синхронной частоте вращения основного двигателя разгонный двигатель отключается, а основной двигатель подключается к сети. Недостаток способа – наличие разгонного двигателя, используемого только при пуске.
При перерыве питание на несколько секунд большинство асинхронных двигателей успевают остановиться. При восстановлении напряжения начнётся самозапуск асинхронного двигателя. Процесс этот является трудным и для двигателей и для сети, т.к. требуется большая реактивная мощность для создания полей в двигателях, и активная мощность для запуска двигателей. При этом часть двигателей может не запуститься, а часть из – за затяжного пуска перегреться. При длительном перерыве питания необходимо асинхронный двигатель отключать от сети.
Дата добавления: 2015-09-18 ; просмотров: 1910 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Виды направления регулирования скорости в электроприводах не включают в себя
Тестовые задания по электроприводу
I. Основы электропривода
1. Электропривод состоит из каких основных частей, как…
*а. силовая часть и система управление
*а. электропривод, который состоит из нескольких одиночных электроприводов, каждый из которых предназначен для приведения в действие отдельных элементов производственного агрегата
3. Динамическое торможение ещё называется…
4. Экономичность регулируемого привода характеризуется…
*а. затратами на его сооружения и эксплуатацию
5. Плавность регулирования характеризуется…
*а. числом устойчивых скоростей
6. Диапазон регулирования зависит от…
7. Количество тепла обозначается…
8. Активные моменты могут быть как движущими и …
9. Реактивные моменты всегда направлены…
10. Электродвигатель предназначен для…
*а. преобразования электрической энергии в механическую
11. В электроприводах используют двигатели…
*а. постоянного и переменного тока
12. Преобразователь в электроприводе предназначен для…
*а. преобразования параметров электрической энергии (тока, напряжения, частоты)
13. В качестве преобразователя в электроприводах используют…
*а. все выше перечисленные ответы
14. Управляющему устройству электропривода не свойственна следующая функция…
*а. передача механической энергии рабочей машине
15. Передаточное устройство предназначено для…
*а. передачи механической энергии от электродвигательного устройства к исполнительным органам рабочей машины
16. Механическая характеристика производственного механизма связывает…
*а. угловую скорость и момент сопротивления
17. Подъёмные механизмы имеют механическую характеристику…
*а. не зависящую от скорости
18. Прессы имею механическую характеристику…
*а. линейно – возрастающую
19. Вентиляторы и насосы имеют механическую характеристику…
*а. нелинейно – возрастающую
20. Металлообрабатывающие станки имеют характеристику…
*а. нелинейно – падающую
21. Для выбора рационального электропривода необходимо знать…
*а. механическую характеристику рабочей машины и электродвигателя
22. Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость между…
*а. вращающим моментом электродвигателя и его угловой скоростью
23.У всех электродвигателей скорость является…
*а. убывающей функцией момента двигателя
24. Величина определяемая, как отношение разности моментов, развиваемых электродвигателем, к соответствующей разности угловых скоростей называется…
*а. жёсткость механической характеристики
25. Механическая характеристика, при которой скорость с изменением момента остается неизменной(b=¥)называется…
*а. абсолютно жёсткая
27. Механическая характеристика с коэффициентом жесткости b ≤ 10 называется…
28. Синхронные электродвигатели обладают…
*а. абсолютно жёсткой механической характеристикой
29. Асинхронные двигатели в рабочей части механической характеристики обладают…
*а. жесткой механической характеристикой
30. Согласно уравнению движения электропривода вращающий момент электродвигателя уравновешивается…
*а. моментом сопротивления и динамическим моментом
31. Момент, развиваемый электродвигателем, принимается положительным, если он направлен…
*а. в сторону движения электропривода
32. Если момент электродвигателя больше момента сопротивления рабочей машины, то имеет место…
*а. ускорение электропривода
33. При установившимся режиме работы двигателя постоянного тока приложенное напряжение U уравновешивается…
*а. падением напряжения в якорной цепи и ЭДС, наведенной в якоре в процессе его вращения
34. Электромеханической характеристикой электродвигателя постоянного тока называется…
*а. зависимость тока якоря от скорости двигателя
35. Характеристики электродвигателя, полученные при номинальных параметрах электродвигателя и отсутствии в его цепях добавочных сопротивлений, называются…
36. Искусственные механические характеристики двигателя постоянного тока можно получить за счет изменения…
*а. напряжения питающей сети U, магнитного потока возбуждения Ф и путем включения добавочного сопротивления R в цепь якоря двигателя
37. Скорость идеального холостого хода двигателя постоянного тока не зависит от…
*а сопротивления якорной цепи
38. При введении добавочного сопротивления в цепь якоря электродвигателя постоянного тока…
*а. изменяется жёсткость механической характеристики
39. При изменение напряжения питающей сети двигателя постоянного тока…
*а. изменяется скорость идеального холостого хода
40. При изменении магнитного потока возбуждения двигателя постоянного тока…
*а. изменяется скорость идеального холостого хода и жёсткость механической характеристики
41. Режим электродвигателя, при котором создаваемый им момент противодействует движению рабочей машины называется…
42. Режим торможения не свойственный двигателю постоянного тока называется…
*а. сверхсинхронное торможение
43. Режим торможения возникающий во всех случаях, когда скорость вращения двигателя постоянного тока оказывается выше скорости идеального холостого хода называется…
44. Режим торможения получаемый при отключении якоря двигателя от сети и включении его на резистор называется…
Режим торможения, при котором обмотки двигателя включены для одного направления вращения, а якорь двигателя под воздействием внешнего момента или сил инерции вращается в противоположную сторону, называется
*а. торможением противовключением
46. Основными электродвигателями, которые наиболее широко используются как в промышленности, так и в агропромышленном производстве являются…
*а. асинхронные двигатели
47. Критическим моментом асинхронного двигателя называется момент…
*а. мера того, насколько ротор отстает в своем вращении от вращения магнитного поля статора
49. Угловая скорость вращения магнитного поля статора обозначается…
50. Скорость вращения магнитного поля статора зависит…
*а. от частоты тока питающей сети и числа пар полюсов двигателя
51. Искусственные механические характеристики асинхронных двигателей не получают с помощью…
*а. изменения момента сопротивления
52. момент, развиваемый двигателем, изменяется…
*а. пропорционально квадрату напряжения
53. Изменение напряжения сети влияет на…
*а. момент двигателя и не влияет на его критическое скольжение
54. Добавочные сопротивления вводят в цепь статора…
*а. для уменьшения пусковых значений тока и момента
55. При введении добавочного сопротивления в цепь статора асинхронного двигателя не изменяется…
*а. синхронная скорость
56. Включение добавочного сопротивления в цепь ротора асинхронного двигателя…
*а. возможно для двигателя с фазным ротором
57. При включении добавочного сопротивления в цепь ротора асинхронного двигателя остаётся неизменным…
*а. критический момент
58. Механическая характеристика асинхронного двигателя строится по…
59. Для асинхронного двигателя не приемлем следующий вид электрического торможения…
60. Режим сверхсинхронного торможения у асинхронных двигателей возникает…
*а. при скорости выше синхронной
61. Режим сверхсинхронного торможения ещё называют…
62. В режиме сверхсинхронного торможения ЭДС двигателя…
*а. больше напряжения сети
63. Для перевода асинхронного двигателя в режим противовключения необходимо изменить порядок подключения фаз обмоток статора путем переключения…
*а. двух любых фаз между собой
64. В режиме противовключения асинхронного двигателя вращающееся магнитное поле…
*а. меняет направление вращения
65. Если в режиме торможения противовключением асинхронный двигатель в момент остановки не отключить от сети, то произойдёт…
*а. разгон двигателя в противоположном направлении
66. Динамическое торможение асинхронного двигателя осуществляется…
*а. включением обмотки статора на сеть постоянного тока
67. При динамическом торможении асинхронного двигателя с фазным ротором обмотка ротора…
*а. замыкается на внешнее сопротивление
68. В критерии регулирования скорости в электроприводах не входит…
69. Диапазон регулирования скорости в электроприводах определяется отношением максимальной скорости вращения двигателя…
70. Плавность регулирования скорости в электроприводах характеризуется…
*а. количеством ступеней скорости внутри диапазона регулирования
71. Коэффициент плавности регулирования скорости в электроприводах определяется как…
*а. отношение двух соседних значений скоростей
72. Плавность регулирования скорости в электроприводах растёт если…
*а. коэффициент плавности стремится к еденице
73. Стабильность работы на заданной скорости в электроприводах зависит от…
*а. жёсткости механической характеристики
74.Стабильность работы на заданной скорости в электроприводах характеризуется…
*а. изменением скорости при заданном отклонении момента нагрузки
Виды направления регулирования скорости в электроприводах не включают в себя
76. Допустимая нагрузка электропривода зависит от…
*а. нагрева электродвигателя
77. Способ, не относящийся к способам регулирования скорости двигателей постоянного тока, называется…
*а. изменение частоты тока питающей сети
78. Регулирование скорости двигателя постоянного тока введением добавочного сопротивления в цепь якоря приводит к…
*а. снижению жёсткости механической характеристики
79. Снижение жёсткости механической характеристики двигателя постоянного тока приводит к…
*а. снижению стабильности работы двигателя
80. Работа двигателя постоянного тока с добавочным сопротивлением в цепи якоря является не экономичным в связи с…
*а. значительными потерями энергии на дополнительное сопротивление
81. Ток возбуждения двигателя постоянного тока регулируется…
*а. с помощью реостатов или регуляторов напряжения
82. Ослабление магнитного потока обмотки возбуждения двигателя постоянного тока приводит к…
*а. увеличение скорости двигателя
*а. асинхронных генератор
84. К способам регулирования скорости асинхронного двигателя не относится…
*а. смена полярности на обмотке якоря
85. Регулирование скорости введением активного сопротивления в цепь ротора асинхронного двигателя…
*а. возможно только для асинхронного двигателя с фазным ротором
86. Синхронная скорость асинхронного двигателя с двумя парами полюсов равна…
87. При увеличении числа полюсов асинхронного двигателя в 2 раза его синхронная скорость…
*а. увеличивается в 2 раза
88. При частотном способе регулирования скорости асинхронного двигателя вместе с ростом частоты необходимо…
*а. повышать напряжение
89. При регулировании скорости асинхронного двигателя за счет изменения напряжения питающей сети момент двигателя изменяется…
*а. пропорционально квадрату напряжения
90. Наибольшая допустимая температура нагрева двигателя ограничивается…
*а. термической стойкостью его изоляции
91. Нагрев двигателя обусловлен рядом факторов, в которые не входит…
*а. потери электроэнергии в проводах питающей линии
92. Повышение температуры электродвигателя продолжается до тех пор, пока…
*а. количество теплоты, отдаваемое поверхностью электродвигателя, не станет равным количеству теплоты, выделяемому электродвигателем
93. Предельно допустимое превышение температура обмотки двигателя над температурой окружающей среды определяется разностью между предельно допустимой температурой изоляции двигателя и стандартной температурой окружающей среды, которая равна…
94. Согласно ГОСТ 183-66 изоляционные материалы, применяемые в электрических машинах и аппаратах, делятся по нагревостойкости на…
95. Электродвигатели сельскохозяйственного назначения изготовляются с изоляцией по нагревостойкости класса…
96. Предельно допустимая температура нагрева обмоток электродвигателя класса F, как наиболее примирительного в сельском хозяйстве равна…
97. На практике нагрев электродвигателя считается законченным, когда температура достигает…
*а. 0,95…0,98 установившегося значения температуры
98. Нагрузочная диаграмма электропривода представляет собой зависимость нагрузки электропривода от…
99. ГОСТом предусматривается количество номинальных режимов работы электрических приводов равное…
100. Режимы работы электроприводов обозначаются буквой…
101. Одним из основных номинальных режимов работы электропривода не являются…
*а. повторно-кратковременный с пусками
102. Температуру электродвигателя считают установившейся, если в течение часа работы двигателя она увеличивается не более чем на…
103. Установившееся значение температуры электродвигателя наступает через промежуток времени равный…
104. Режим работы электродвигателя при неизменной нагрузке, продолжающийся столько времени, что превышение температуры всех частей двигателя достигает установившихся значений называется…
105. Продолжительный режим работы электропривода не свойственен…
*а. подъёмно-транспортным механизмам
106. Режим работы электродвигателя, при котором рабочие периоды с неизменной номинальной нагрузкой чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки (рабочие периоды) недлительны и превышение температуры не достигает установившегося значения, а периоды паузы позволяют двигателю охладиться до температуры окружающей среды называется…
107. Промышленность выпускает электродвигатели со стандартной продолжительностью рабочего периода…