3.2 Назначение

-Преобразование энергии — основное назначение электрических машин в качестве двигателя или генератора. Преобразование переменного тока в постоянный.

-Преобразование величины напряжения.

-Усиление мощности электрических сигналов. В этом случае электрическая машина называется электромашинным усилителем.

-Повышение коэффициента мощности электрических установок. В этом случае электрическая машина называется синхронным компенсатором.

-Дистанционная передача информации (сельсин)

4 Провод, кабель и шнур

Кабель - одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой, в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня.

Провод - одна неизолированная или одна или более изолированных жил, поверх которых, в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, может иметься неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.

Провода бывают:

-изолированные

-неизолированные

-защищенные

-незащищенные

Шнур - две или более изолированных гибких жил и сечением до 1,5 мм2, скрученных или уложенных параллельно, поверх которых, в зависимости от условий эксплуатации, могут быть неметаллическая оболочка и (или) покровы.

5 Электрическое торможение

Электрическое торможение применяется в ЭП, имеющих частые пуски и остановки, а также регулирование частоты вращения. Благодаря электрическому торможению выполняются следующие функции:

-осуществляется переход ЭП с большей угловой скорости на меньшую ;

- ограничивается угловая скорость ЭП, когда он работает в тормозном режиме;

- достигаются экстренные остановки.

Для ЭД постоянного тока существуют следующие способы электрического торможения: рекуперативное ; динамическое; противовключением (противотоком).

Рекуперативное торможение.

Рекуперация - это отдача электроэнергии электродвигателем обратно в питающую сеть. Рекуперативный режим с отдачей энергии в сеть происходит в том случае, когда якорь ЭД под действием запаса кинетической энергии инерционных масс привода и механизма или потенциала статического момента вращается со скоростью ω > ω0 в ту же сторону, что и

в двигательном режиме для данного направления вращения.

Этот режим может происходить, например, при спуске тяжелого грузоподъемным механизмом. Работая в рекуперативном режиме, ЭД преобразовывает сообщаемую ему механизмом энергию в электрическую и возвращает ее в сеть.

При этом он развивает отрицательный (тормозной) момент.

Процесс перехода ЭД из двигательного режима в режим рекуперативного торможения можно рассмотреть на примере ЭД параллельного возбуждения, приводящего

в движение грузоподъемный механизм или какой-либо другой механизм с потенциальным статическим моментом.

При включении ЭД на спуск тяжелого груза или при наличии каких-либо других

внешних воздействий, направленных в сторону движения, угловая скорость якоря постепенно увеличивается. Возрастание угловой скорости вызывает увеличение ЭДС, что приводит к уменьшению тока якоря I = (U - Е)/R, соответственно уменьшается вращающий момент ЭД.

Эта скорость идеального холостого хода является неустойчивой: когда под влиянием внешних воздействий она станет больше ω0, то ЭДС станет больше приложенного напряжения.

Из уравнения видно, что в этом случае ток якоря I = (U - Е)/R = -(Е -U)/R., станет отрицательным. В результате изменения направления тока меняет направление и момент ЭД, который для вращающегося в прежнем направлении привода является тормозным:

Mт = kIФ = - k[(E – U)/R]Ф

С увеличением угловой скорости тормозной момент ЭД увеличивается. Ускорение

якоря ЭД в генераторном режиме прекращается, когда при определенном значении скорости тормозной момент настолько возрастет, что уравновесит момент сопротивления, ускорявший до этого вал ЭП. Таким образом, рекуперативное торможение ЭД последовательного возбуждения при нормальной схеме подключения к сети неосуществимо ввиду невыполнения условия ω > ω 0.

При рекуперативном торможении ЭД смешанного возбуждения вследствие изменения направления тока в последовательной обмотке ее намагничивающая сила действует встречно намагничивающей силе параллельной обмотки и размагничивает ЭД. Вследствие этого тормозной момент значительно уменьшается: торможение происходит при недопустимо больших угловых скоростях. Поэтому на время торможения последовательную обмотку либо выключают из цепи якоря (магнитный поток ЭД создается только одной параллельной обмоткой), либо подключают параллельно с якорем. В этом случае механические характеристики получается такими же, как при рекуперативном торможении ЭД параллельного возбуждения.

Недостаток этого способа торможения - большие тормозные скорости. Достоинство

- отдача электрической энергии в сеть. Однако при мощности грузоподъемного

механизма, соизмеримой с мощностью судовой электростанции, это приводит к повышению напряжения судовой сети и отрицательно сказывается на работе отдельных приемников, в первую очередь - сети освещения. Динамическое торможение. Если отключить ЭП от питающей сети, то он, вращаясь сначала по инерции, через некоторое время остановится вследствие тормозящего действия отрицательного статического момента механизма и сил трения в самом ЭД. Этот процесс называют свободным вращением. Подобный метод остановки приемлем для механизмов, работающих в длительном режиме. Однако для палубных механизмов, работающих с частыми пусками и остановками , этот способ не годится. Наиболее эффективный вид электрического торможения ЭД постоянного тока – динамическое торможение.

Схема и характеристики ДПТ параллельного возбуждения при динамическом торможении

При динамическом торможении ЭД параллельного возбуждения его якорь отключают от питающей сети и замыкают на резистор, а параллельную обмотку продолжают питать от сети. В обмотке якоря, вращающегося по инерции в магнитном поле возбуждения, продолжает индуцироваться ЭДС, вследствие чего по обмотке и по резистору Rт динамического торможения проходит ток. Таким образом, ЭД переходит в генераторный

режим, преобразовывая запасенную в нем при вращении кинематическую энергию в электрическую, которая расходуется на нагрев якоря и резистора. Так как вращение по инерции происходит в прежнем направлении, знак ЭДС при переходе в генераторный режим не изменяется. Изменившийся по направлению ток создает противоположный по направлению момент, который для вращающегося по инерции якоря будет являться тормозным. Под действием этого момента ЭД останавливается, и тем быстрее, чем момент больше. По мере уменьшения угловой скорости снижаются ЭДС, ток и тормозной момент. При полной остановке они равны нулю.

Динамическое торможение ЭД смешанного возбуждения обычно осуществляют так же, как и ЭД параллельного возбуждения, но при отключенной последовательной обмотке. Эту обмотку отсоединяют от якоря по причинам, изложенным при описании рекуперативного торможения ЭД. Поток возбуждения при торможении создается одной только обмоткой параллельного возбуждения. Поэтому механические характеристики в этом случае имеют такой же вид, как у ЭД параллельного возбуждения. Использование динамического торможения в ЭП палубных механизмов при их отключении позволяет значительно уменьшить частоту вращения ЭД и таким образом при окончательном затормаживании облегчает работу электромагнитного тормоза.

Торможение противовключением. Режим противовключения создается в том случае, когда ЭД, включенный в сеть, под действием потенциального статического момента или кинетической энергии инерционных масс вращается в направлении, противоположном направлению его вращения в двигательном режиме. В первом случае торможение применяют для ограничения скорости при опускании тяжелых грузов, во втором - для реверсивных ЭП, у которых процесс торможения является промежуточным при переходе от одного направления вращения к другому. Реверс ЭД параллельного возбуждения достигается изменением направления тока в обмотке якоря или в обмотке возбуждения. В основном применяют первый способ, так как переключение цепи обмотки возбуждения связано со следующими и тремя отрицательными особенностями работы ЭП:

1. Разрыв цепи обмотки возбуждения, обладающей значительной индуктивностью, приводит к тому, что на зажимах этой обмотки появляется самоиндукции, в несколько раз превышающая значение рабочего напряжения.

Это может вызвать пробой изоляции.

2. Большая индуктивность параллельной обмотки возбуждения способствует мед- ленному спаданию и нарастанию магнитного потока, а это увеличивает время реверса.

3. На время спадания магнитного потока ток в цепи якоря значительно возрастает,

и для ограничения его до допустимого значения пришлось бы вводить дополнительный

резистор. Это значительно усложняет схему управления.

При переключении ЭД по схеме противовключения он переходит с естественной характеристики 1 при угловой скорости ωн, с которой он вращался в двигательном тельном режиме, на характеристику 2 в квадранте II , тормозится по ней до ω = 0, а затем разгоняется в противоположную сторону по части характеристики 2, лежащей в квадранте III. По достижении определенной отрицательной угловой скорости резистор противотока выключают и переводят ЭД на обычную естественную характеристику для разгона его якоря до—ωн, соответствующей статическому моменту на валу ЭД при другом направлении вращения. Начальный тормозной момент Мт зависит от значения сопративления резистора противотока. Чем оно меньше, тем больше момент и тем быстрее протекает процесс торможения.

Но, с другой стороны это делает механическую тормозную характеристику ЭД более мягкой, что не обеспечивает стабильной работы ЭП. Указанный недостаток и низкая экономичность ограничивают использование режима торможения противовключением, которое возможно лишь для обеспечения посадочных скоростей при опускании тяжелых грузов.

Торможение противовключением ЭД последовательного и смешанного возбуждения

протекает аналогично описанному.