Торможение противовключением.

Такой режим возможен, когда электродвигатель включен для вращения в одну сторону, а под действием момента нагрузки якорь двигателя вращается в противоположную сторону (генераторный режим). Этот режим можно получить переключением обмоток якоря на ходу.

При переключении «В» на «Н» изменится направление I_Я , и следовательно направление момента

Для ограничения тока якоря вводится R_ПР.

При этом бросок I_Я ограничен значением I_Я.max. R_ПР определяется из:

.

В момент равенства w=0 необходимо отключить двигатель от сети. В этом режиме:

.

3. Динамическое торможение с питанием сериесной обмотки от постороннего источника.

На обмотку возбуждения подается напряжение такой полярности, чтобы Е не изменяла своего знака. Якорь замыкается на сопротивление динамического торможения и режим полностью аналогичен режиму динамического торможения двигателей постоянного тока с независимым напряжением. Последовательно с обмоткой возбуждения включается сопротивление.

12.Способы регулирования скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения.

Рисунок - Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Многие производственные механизмы требуют регулирования скорости вращения двигателей. Под регулированием скорости следует понимать принудительное изменение скорости путем воздействия на различные параметры электропривода с целью получения требуемых механических характеристик.

Для оценки различных способов регулирования скорости существуют следующие параметры:

1. Диапазон регулирования: это соотношение к , при которых работа привода при существующих нагрузках будет устойчивой;

2. Плавность регулирования – характеризуется числом устойчивых скоростей, получаемых в данном диапазоне регулирования;

3. Экономичность регулирования. Оцениваются капитальные затраты, потери электроэнергии;

4. Направление возможного регулирования. Вверх или вниз от скорости, определяемой естественной характеристикой.

Запишем уравнение электромеханической характеристики:

,

из которого следует, что изменять скорость двигателей можно воздействуя на следующие параметры:

1. - введение в цепь якоря ;

2. Изменением магнитного потока Ф;

3. Изменением напряжения, подводимого к якорю .

13.Способы регулирования скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения.

Рисунок - Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Многие производственные механизмы требуют регулирования скорости вращения двигателей. Под регулированием скорости следует понимать принудительное изменение скорости путем воздействия на различные параметры электропривода с целью получения требуемых механических характеристик.

Для оценки различных способов регулирования скорости существуют следующие параметры:

5. Диапазон регулирования: это соотношение к , при которых работа привода при существующих нагрузках будет устойчивой;

6. Плавность регулирования – характеризуется числом устойчивых скоростей, получаемых в данном диапазоне регулирования;

7. Экономичность регулирования. Оцениваются капитальные затраты, потери электроэнергии;

8. Направление возможного регулирования. Вверх или вниз от скорости, определяемой естественной характеристикой.

Запишем уравнение электромеханической характеристики:

,

из которого следует, что изменять скорость двигателей можно воздействуя на следующие параметры:

4. - введение в цепь якоря ;

5. Изменением магнитного потока Ф;

6. Изменением напряжения, подводимого к якорю .

1. Регулирование скорости изменением сопротивления якорной цепи.

Р егулирование скорости введением обеспечивает при снижение скорости двигателя.

Оценим приведенный способ регулирования:

• Диапазон регулирования не превышает 3:1, т.к. работа при низких скоростях нестабильна  незначительное изменение М_С может вызвать остановку двигателя. С уменьшением М_С уменьшается диапазон регулирования;

• Регулирование ступенчатое;

• Регулировать можно только вниз от основной скорости.

II. Регулирование скорости изменением магнитного потока.

Отметим, что изменение Ф возможно лишь в сторону уменьшения, т.е. в режиме, близком к номинальному, магнитная система двигателя насыщена. Уменьшение Ф<Ф_Н приводит к увеличению и увеличенной просадке скорости .

Т.к. , то при ослаблении поля электрического двигателя, при M_C=const, I_C.

Оценим заданный способ регулирования:

• Диапазон регулирования для большинства двигателей (1,5…2):1

• Для двигателя независимого возбуждения можно обеспечить плавное регулирование.

• Регулирование экономичное, т.к. капитальные затраты и потер при этом невелики из-за невысокой мощности цепи возбуждения.

• Регулирование w возможно только вверх от основной скорости.

3. Регулирование скорости изменением подводимого напряжения.

При изменении подводимого напряжения изменяется лишь скорость идеального Х.Х. , поэтому все характеристики расположены параллельно друг другу и параллельно естественной характеристике.

Оценим данный способ регулирования:

• Диапазон регулирования (20…30):1

• Регулирование скорости плавное

• Отличается экономичностью, т.к. энергия торможения возвращается в сеть

• Регулирование, как правило, вниз от основной скорости и лишь некоторые двигатели позволяют увеличить U_Я выше U_ЯН.

14.Основные показатели регулирования скорости электродвигателей. Способы регулирования скорости электродвигателей постоянного тока последовательного возбуждения.

Для оценки различных способов регулирования скорости существуют следующие параметры:

1. Диапазон регулирования: это соотношение к , при которых работа привода при существующих нагрузках будет устойчивой;

2. Плавность регулирования – характеризуется числом устойчивых скоростей, получаемых в данном диапазоне регулирования;

3. Экономичность регулирования. Оцениваются капитальные затраты, потери электроэнергии;

4. Направление возможного регулирования. Вверх или вниз от скорости, определяемой естественной характеристикой.

Регулировать скорость двигателей постоянного тока последовательного возбуждения возможно изменением подводимого напряжения и изменением сопротивления якорной цепи.

1. Р егулирование скорости изменением сопротивления якорной цепи.

Введение R_Д.Я в цепь уменьшает жесткость характеристики и ограничивает I_Я.

Все вышесказанное про данный способ регулирования применительно к двигателям постоянного тока независимого возбуждения, в полной мере относится и к двигателям постоянного тока последовательного возбуждения.

2. Регулирование скорости изменением подводимого напряжения.

Все вышесказанное про данный способ регулирования применительно к двигателям постоянного тока независимого возбуждения, в полной мере относится и к двигателям постоянного тока последовательного возбуждения.

15.Расчет тормозных сопротивлений двигателя постоянного тока независимого возбуждения (rдт, rп).

Расчет производится для режимов динамического торможения и противовключения.

1. Режим противовключения.

При переключении «В» на «Н» изменится направление I_Я , и следовательно направление момента

Для ограничения тока якоря вводится R_КР.

При этом бросок I_Я ограничен значением I_Я.max. R_КР определяется из:

.

Ток якоря ограничивается на уровне 2,5 от номинального.

2. Динамическое торможение.

В режиме динамического торможения электродвигатель отключается от сети и его якорные зажимы замыкаются на R_Д.Т. В этом режиме кинетическая энергия механизма и двигателя расходуется на его нагрев. При отключении двигателя от сети и включении «Д» двигатель по инерции продолжает вращаться в ту же сторону, но I_Я меняет свое направление, т.к. источником становится двигатель .

Очевидно, что при торможение будет происходить более интенсивно, но т.к. существует ограничение на I_Я.max, то рассчитывается из:

.

16.Расчет пусковых сопротивлений в приводах с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения.

Схема пуска двигателя:

Пуск производится в три этапа:

1. R_П (1У и 2У разомкнуты)

;

2. 1У замкнут – R_П1

;

3. 2У замкнут – R_П=0

.

Расчет пусковых сопротивлений (расчет механической характеристики) можно произвести аналитически (аналогично расчету пусковых сопротивлений двигателей постоянного тока независимого возбуждения).

Также расчет можно произвести графоаналитическим методом.

Расстояние ОА соответствует внутреннему сопротивлению двигателя. Откладываем в том же масштабе отрезки Оа=R₁=U/I₁ и Og=R₂=U/I₂.

Соединяя точки а и е, а также g и f, получаем две прямые, характеризующие линейную зависимость между скоростью двигателя и сопротивлением его якорной цепи при неизменном токе якоря.

Для того чтобы определить число пусковых ступеней и их сопротивление, необходимо провести вертикальную черту через а до пересечения с gf в точке b. Затем провести через точку b линию, параллельную оси абсцисс, до точки с на линии ае. Аналогично провести линии cd и de.

Отрезок bс соответствует первой ступени реостата, а de – второй.

17.Расчет пусковых сопротивлений в приводах с двигателями постоянного тока независимого возбуждения.

В момент пуска w=0,  и достигает больших значений, что недопустимо с точки зрения коммутации машин.

Рекомендуется ограничивать пусковой ток на уровне 2,5 от номинального. Для ограничения пускового тока в цепь якоря, на время пуска, вводится пусковое сопротивления.

Схема пуска двигателя:

Пуск производится в три этапа:

4. R_П (1У и 2У разомкнуты)

;

5. 1У замкнут – R_П1

;

6. 2У замкнут – R_П=0

.

Комментарии к графику:

Двигатель начинает разгоняться из точки А. Пусковой ток в этом случае: . В точке В происходит замыкание 1У и разгон продолжается по характеристике 2 (более жесткой) до точки D. Затем замыкается контакт 2У разгон завершается по естественной характеристике от точки Е до точки F, соответствующей току нагрузки двигателя.

Количество ступеней R_П определяется экономичностью и требованиями к плавности пуска ( ). Вывод ступени производится автоматически либо в функции времени, либо в функции тока.

Изменение скорости и тока во времени при реостатном пуске показано на рисунке:

18.Регулирование скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения при шунтировании обмотки якоря и включении последовательного сопротивления.

Для получения сравнительно жестких механических характеристик при малых скоростях применяют иногда шунтирование якоря резистором R_Ш при обязательном включении последовательного резистора R_П.

Д ля приведенной схемы можно записать следующие соотношения:

Учитывая, что , для электромеханической характеристики получим уравнение:

а для механической, с учетом :

В этих уравнениях коэффициент:

Проанализируем уравнения характеристик при изменении параметров R_Ш и R_П:

1. R_Ш=0, R_П=0….

Если R_П=0, то это естественная характеристика. Если R_П=, то это означает разрыв цепи. Якорь двигателя замкнут на R_Ш – это режим и характеристика динамического торможения. Семейство характеристик R_П=var приведено на рисунке:

2. R_П=const, R_Ш=var.

Если R_Ш=, то это разрыв в цепи шунтирования – это реостатная характеристика, соответствующая R_П.

Если R_Ш=0, то это характеристика динамического торможения при закороченном якоре двигателя. Все характеристики при R_Ш=var сходятся в полюсе В. Семейство механических характеристик при R_Ш=var приведены на рисунке:

Шунтирование якоря расширяет диапазон регулирования скорости и стабилизирует регулировочные характеристики.

19.Каскадные схемы включения ад. Регулирование скорости асинхронных двигателей в системе авк.

Регулирование скорости АД возможно в каскадных схемах включения.

Существуют следующие схемы:

1. Каскадные системы с одноякорным преобразователем;

2. Вентильно-машинные каскады;

3. Асинхронно-вентильный каскад.

Подробнее рассмотрим асинхронно-вентильный каскад (АВК).

А ВК состоит из АД, вентильного неуправляемого преобразователя В, инвертора И и трансформатора Тр. Эта схема относится к категории каскадов с промежуточным звеном постоянного тока. Вентильный преобразователь является неуправляемым и предназначен для выпрямления тока ротора, имеющего частоту скольжения.затем выпрямленный ток с помощью инвертора преобразуется в переменный ток частотой, равной частоте сети. Для сглаживания выпрямленного тока включен дроссель.

Принцип действия каскада заключается в следующем. В цепь выпрямленного тока ротора вводится с помощью инвертора регулируемая добавочная ЭДС.

Выпрямленный ток определяется по формуле:

Если выпрямитель и инвертор включены по трехфазной мостовой схеме, то: - суммарное падение напряжения в вентилях роторной и инверторной групп;

где , - реактивное и активное сопротивления трансформатора, приведенные к его вторичной обмотке;

- угол регулирования инвертора.

В двигательном режиме при угловой скорости ниже синхронной поток энергии направлен от выпрямителя к инвертору и ток и напряжение выпрямительной цепи имеют одинаковое направление.

Момент АД равен:

,

где - ток ротора, а так как магнитный поток пропорционален ЭДС, то

.

Зависимость от S для вентильного каскада можно записать в виде:

.

А момент определяется следующим выражением:

,

где

.

Формула дает приближенное аналитическое выражение для механической характеристики АД в схеме вентильного каскада.

Скорость холостого хода и соответствующее ей скольжение зависят от угла ; при =90 .

Регулировочные свойства каскада при уменьшении его скорости (уменьшении угла ) ограничены допустимым углом инвертирования, который должен составлять:

,

где - угол восстановления запирающих свойств вентилей (примерно 2);

- угол коммутации инвертора.

Сверху диапазон регулирования ограничен падением напряжения в элементах цепи.

20.Расчет ступени противовключения для асинхронного двигателя.

Расчет ступени противовключения производится графоаналитическим методом.

∆ w соответствует сопротивлению двигателя. По пропорции определяется Rпр.

Сопротивление противовключения выбираем исходя из допустимого тормозного момента.

21.Торможение асинхронного двигателя противовключением.

Производится при переключении двух любых фаз. Магнитное поле при этом будет вращаться противоположно вращению ротора, а электромагнитный момент будет тормозным.

В точке Е двигатель отключается от сети.

Для Мс реактивного – АВС.

Для Мс активного – АВСD.

Для АД с фазным ротором в момент противовключения в цепь ротора вводится сопротивление противовключения для ограничения тока ротора.

Rд3=Rкр+Rд

После изменения направления вращения двигатель может быть разогнан до Wc по А-Б-В-Г-Д-Е-Ж-З-Н. В случае торможения до «0» в точке К двигатель отключается от сети.

Способ торможения противовключением эффективен, прост, обеспечивает малое время торможения. Недостаток – значительные потери энергии

22.Регулирование скорости асинхронных двигателей.

Если проанализировать влияние параметров асинхронного двигателя на его механические характеристики:

то можно сделать вывод о возможности регулирования скорости АД:

1. Изменением числа пар полюсов;

2. Изменением сопротивления в цепи ротора;

3. Изменением напряжения U1;

4. Изменением сопротивления в цепи статора;

5. Изменением частоты подводимого напряжения.

1. Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов.

Изменение числа пар полюсов обеспечивает ступенчатое регулирование синхронной скорости . При одной обмотке на статоре число ступеней равно 2, а при двух – четырем. Данный способ требует применения специальных двигателей. Применим для АД с короткозамкнутым ротором. Наибольшее распространение получили схемы Δ и . Переключение обмоток производится автоматически.

К достоинству этого способа можно отнести простоту его реализации и отсутствие больших потерь скольжения. Главным его недостатком является ограниченное число ступеней регулирования.

2. Регулирование скорости АД изменением сопротивления в цепи ротора.

Этот способ применим только для АД с фазным ротором.

При введении и изменении сопротивления в цепи ротора изменяется критическое скольжение АД а М_К и w₀ остаются без изменений.

Этот способ отличает простота и дешевизна. Область применения ограничена механизмами у которых момент нагрузки изменяется в зависимости от скорости в небольших пределах.

3. Регулирование скорости АД изменением напряжения.

Данный способ применяется преимущественно для АД с короткозамкнутым ротором. Изменение U₁ приводит к изменению критического момента, без изменения w₀ и S_К.

При снижении напряжения, подводимого к статору, изменяется поток, что при М_С=const приводит к увеличению тока и возрастанию потерь. Поэтому приведенный способ регулирования применяется для механизмов, имеющих вентиляторную нагрузку (т.е. при w  М_С). Для таких механизмов данный способ нашел большое применение при использовании электродвигателей мощностью 20…30 кВт.

4. Регулирование скорости АД изменением сопротивления статора.

Регулирование скорости по этому способу возможно в сторону снижения. Способ очень схож с регулированием скорости изменением напряжения. При изменении R₁ изменяется как критический момент, так и критическое скольжение.

Применяется преимущественно для АД с короткозамкнутым ротором.

5. Регулирование скорости АД изменением частоты подводимого напряжения.

Этот способ применим как для отдельных АД, так и для АД приводящих во вращение группы механизмов. Возможность регулирования скорости вытекает из выражения:

.

Следует учитывать, что при изменении частоты изменяется и индуктивное сопротивление АД, поэтому будет изменяться значения и характеристики будут иметь следующий вид:

Основным недостатком электроприводов с частотным управление является необходимость использования преобразователей частоты.

Чтобы критический момент был постоянным, необходимо поддерживать постоянным следующее соотношение

23.Расчет пусковых сопротивлений асинхронных двигателей.

Расчет производится графоаналитическим методом. Строятся характеристики в зависимости от желаемого количества ступеней. Выбираются моменты и .

∆ w соответствует сопротивлению двигателя. Составляем пропорцию и находим Rд1 и Rд2.

24.Регулирование скорости электродвигателей в системе г-д. Механические характеристики системы г-д. Диапазоны регулирования.

Система Г-Д представляет из себя регулируемый источник постоянного тока на базе генератора, приводимого во вращение, обычно при помощи синхронного двигателя (возможен привод от любого механического источника энергии).

На рисунке приведена регулировочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения, из которой следует, что в диапазоне изменения от 0 до генератор представляет из себя регулируемый источник напряжения. Следовательно регулирование скорости в приведенной схеме (при ) аналогично регулированию скорости двигателя при изменении напряжения.

Рассмотрим механические характеристики.

,

От куда следует, что характеристики двигателя будут несколько мягче по отношению к естественной.

Семейство механических характеристик приведено на рисунке:

Оценим данный способ регулирования:

1. Регулирование скорости плавное;

2. Диапазон регулирования (20…30):1;

3. Значительные капитальные затраты Рсд>Рг>Рдв.

25.Динамическое торможение электродвигателей постоянного и переменного тока. Расчет механических характеристик.

Динамическое торможение происходит за счет того, что двигатель отключается от сети и приводится во вращение механизмом, имеющим запас кинетической энергии. Режим работы двигателя – генераторный.

1. Двигатели постоянного тока.

П ри динамическом торможении двигатель отключается от сети и подключается к сопротивлению динамического торможения. Т.к. , то , а жесткость характеристики будет определяться величиной сопротивления динамического торможения.

определяется величиной допустимого тормозного тока:

.

2. Асинхронный двигатель.

В этом режиме двигатель также отключается от сети 2 фазы подключаются к источнику постоянного напряжения U=40…60 В через сопротивление динамического торможения.

Источник постоянного напряжения создает в статоре неподвижное поле. Этому режиму соответствует характеристика 2.

Для ограничения тормозного момента вводится , которое уменьшает жесткость механической характеристики для торможения по желаемой механической характеристике.

Жесткость характеристики уменьшается за счет введения .

26.Регулирование скорости путем шунтирования обмотки якоря.

Регулировочные резисторы включаются параллельно и последовательно с якорем. Схема изображена на рисунке 1.

Запишем уравнения Кирхгофа для цепи якоря:

Исключая из системы уравненей и получаем уравнения скоростной и механической характеристики в виде:

; , где: .

Уравнения показывают, что скоростные и механические характеристики двигателя независимого возбуждения в схеме шунтирования якоря имеют вид прямых линий. Скорость идеального холостого хода уменьшается по сравнению с естественной характеристикой. Также снижается модуль жесткости механической характеристики.

Возможны 3 способа регулировки скорости: 1) изменение при неизменном , 2) изменение при неизменном , 3) одновременное изменение обоих сопротивлений.

1 способ: механическая характеристика изображена на рисунке 2, координаты точки пересечения: , . .

2 способ: механическая характеристика изображена на рисунке 3, координаты точки пересечения: , . .

3 способ: регулирование при условии , по схеме, изображенной на рисунке 4. Механическая характеристика – на рисунке 5.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

27.Расчет и выбор основного электрооборудования вентильного электропривода.

К основному электрооборудованию вентильного электропривода относят: силовой трансформатор, тиристорный преобразователь, сглаживающий дроссель.

Выбор силового трансформатора.

При расчете мощности и выборе трансформатора исходными данными являются следующие основные величины:

а) номинальное напряжение и ток преобразователя;

б) напряжение питающей сети;

в) допустимые колебания питающей сети;

г) число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора;

д) частота сети.

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле:

,

где: – коэффициент, зависящий от схемы управления;

;

– номинальная ЭДС двигателя;

– активное сопротивление двигателя при 80ºС;

– число одновременно работающих вентилей;

– падение напряжения на тиристоре;

– расчетные коэффициенты, из справочника;

– коэффициент, учитывающий индуктивность сети переменного тока;

– возможные колебания питающей сети.

Выбор тиристорного преобразователя.

При выборе ТП необходимо руководствоваться следующим: ; .

Также следует учесть перегрузочную способность ТП: .

Выбор сглаживающего дросселя.

Сглаживающий дроссель включается последовательно с якорем двигателя и его индуктивность выбирается из следующих условий:

а) сглаживание пульсаций выпрямленного тока, до требуемой величины, обеспечивающей удовлетворительную коммутацию двигателя;

б) обеспечение непрерывного выпрямленного тока при минимальной нагрузке на валу двигателя.

Индуктивность сглаживающего дросселя находится по уравнению:

,

где: – критическая индуктивность, обеспечивающая выполнение вышеперечисленных условий, Гн;

– индуктивность обмотки якоря;

– эмпирический коэффициент, для компенсированных машин =0,1–0,25, для некомпенсированных =0,6.

– индуктивность питающей фазы трансформатора.

Если в результате вычисления значение окажется отрицательной, то сглаживающий дроссель не требуется.

28.Механические характеристики вентильного электропривода.

В общем случае движение электропривода может происходить в двух режимах - установившемся, при котором скорость движения неизменна и переходном (динамическом), характеризующимся изменением скорости. Имеет смысл вначале рассмотреть установившееся движение.

Условием установившегося движения является равенство моментов двигателя и момента сопротивления , т.е. . Проверка выполнения этого условия обычно осуществляется графически с помощью механических характеристик двигателя и исполнительного органа.

Механической характеристикой двигателя называют зависимость , при определенных условиях, например при , и .

Различают естественную и искусственные механические характеристики.

Естественная механическая характеристика – такая характеристика, которая соответствует основной схеме включения двигателя и номинальным параметрам сети питающему напряжению , магнитному потоку и дополнительному сопротивлению в цепи якоря двигателя постоянного тока .

Искусственные механические характеристики получаются в том случае, когда изменяются параметры питающего двигатель напряжения или в цепи обмоток двигателя вводятся дополнительные элементы (резисторы, конденсаторы), а также при включении двигателя по специальной схеме.

На рисунке 1 представлены механические характеристики двигателей:

1 - ДПТ независимого возбуждения;

2 - двигателя последовательного возбуждения;

Степень изменения скорости с изменением момента может быть различной, и характеризуется жесткостью механических характеристик. Критерием для оценки жёсткости характеристики может служить их крутизна.

Жесткость механической характеристики электропривода – это соотношение разности электромагнитных моментов, развиваемых двигателем (рисунок 2) к соответствующей разности угловых скоростей электропривода, т.е. .

Обычно на рабочих участках механические характеристики двигателей имеют отрицательную жесткость ( < 0).

Линейные механические характеристики обладают постоянной жесткостью. При нелинейных характеристиках их жесткость не постоянна и определяется в каждой точке, как отношение производных момента и угловой скорости .

Иногда удобнее пользоваться понятием относительной жёсткости

или .

Если принять , в этом случае ,

где - относительная величина изменения момента двигателя;

- относительная величина изменения скорости двигателя.

По жесткости механические характеристики двигателей могут быть классифицированы:

1) абсолютно жесткая механическая характеристика ( ), когда при различной нагрузке;

2) жесткая механическая характеристика – это характеристика, при которой скорость с изменением момента хотя и уменьшается, но в малой степени (двигатели постоянного тока независимого возбуждения);

3) мягкая механическая характеристика – характеристика, при которой с изменением момента скорость значительно изменяется (двигатели последовательного возбуждения или двигатели смешанного возбуждения);

4) абсолютно мягкая механическая характеристика ( ) – это характеристика, при которой , при изменении скорости (двигатели постоянного тока независимого возбуждения при питании их от источника тока или при работе в замкнутых системах электропривода в режиме стабилизации тока якоря).

Рисунок 1

Рисунок 2

29.Основные характеристики вентильного электропривода. Расчет сквозных (регулировочных) характеристик тиристорных преобразователей.

Основными характеристиками ТП являются: регулировочная и внешняя характеристики.

Выпрямленная ЭДС преобразователя является функцией угла регулирования , который отсчитывается от точки естественного включения вентилей, и в режиме непрерывного тока может быть определена по уравнению .

Вид фазовой характеристики СИФУ полностью определяется формой опорного напряжения. При линейно изменяющемся опорном напряжении изменению угла соответствует изменению напряжения на выходе генератора опорного напряжения равное 10В, тогда на основании соотношения: можно записать выражение, связывающее угол с сигналом управления СИФУ: .

Фазовая характеристика и регулировочная приведены на рисунках 1 и 2 соответственно.

Внешняя характеристика в режиме непрерывного тока в соответствии со схемой замещения ТП-Д может быть представлена следующим уравнением: .

Внешние характеристики ТП-Д в области непрерывных токов представляет собой прямые показанные на рисунке 3 сплошными линиями.

Расчет внешней характеристики преобразователя в режиме прерывистого тока может быть проведен с использованием как параметра при постоянных значениях . Внешние характеристики в режиме прерывистого тока нелинейны.

Следует отметить, что при некоторой минимальной величине ЭДС двигателя оказывается равной мгновенному значению напряжения питания тиристора, вступающего в работу. Очевидно, что при значениях угла, меньших , возможен только прерывистый режим тока. Величина зависит от фазности преобразователя и при m=3 =20°41´, а при m=6 =10°05´.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

30.Выпрямительный и инверторный режим работы тиристорного электропривода постоянного тока.

Рассмотрим выпрямительный и инверторный режимы работы на примере схемы Ларионова (рисунок 1).

Вентили 1,3,5 образуют катодную, а вентили 2,4,6 – анодную группы. Из катодной группы ток пропускает тот вентиль, к аноду которого подводится большее положительное напряжение.

В любом промежутке времени должны быть включены два вентиля – один из катодной, а другой из анодной группы. Поочередная работа различных пар вентилей в схеме приводит к появлению на сопротивлении выпрямленного напряжения, состоящего из частей линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора

В промежутке (0-01) наибольшее положительное значение имеет напряжение , подаваемое к аноду вентиля 1, а наибольшее отрицательное значение – напряжение , подводимое к катоду вентиля 6. Следовательно, в этом промежутке одновременно включены вентили 1 и 6. Через вентиль 1 положительное напряжение подводится к нижнему зажиму, а через вентиль 6 отрицательное напряжение подводится к верхнему зажиму сопротивления . Поэтому выпрямленное напряжение

.

В точке 01 напряжение , поэтому из анодной группы включается вентиль 2. Так как правее точки 01 напряжение имеет наибольшее отрицательное значение, вентиль 6 выключается. В промежутке (01-02) одновременно включены вентили 1 и 2 и выпрямленное напряжение

.

Пусть угол управления . В трехфазной мостовой схеме на управляемых вентилях отпирающие импульсы поступают с задержкой на угол относительно нулей линейных напряжений или моментов пересечения синусоид фазных напряжений .

До тех пор, пока кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения остается выше нуля, что соответствует диапазону изменения угла управления , выпрямленный ток будет непрерывным вне зависимости от характера нагрузки.

Для осуществления инверторного режима, необходимо выполнение трех условий:

1. плюс ЭДС двигателя Е должен быть подан на аноды тиристоров, для чего нужно осуществить переключение якоря двигателя с помощью реверсора либо иметь вторую группу тиристоров на противоположное направление тока;

2. импульсы управления должны быть поданы на тиристоры с углом ;

3. ЭДС двигателя Е должна быть больше среднего значения ЭДС инвертора .

При этом ток инверторного режима

где Е – ЭДС двигателя;

- ЭДС инвертора;

- эквивалентное сопротивление силовой цепи,

протекает через тиристоры большую часть времени в общем случае при отрицательном значении вторичной фазной ЭДС трансформатора, обеспечивая работу двигателя в режиме рекуперативного торможения.

В инверторном режиме коммутация тиристоров должна заканчиваться таким образом, чтобы закрывающийся тиристор успел восстановить свои запирающие свойства, пока на нем имеется отрицательное напряжение.

Если этого не произойдет, то тиристор будет продолжать проводить ток, так как к нему прикладывается прямое напряжение. Это приведет к «опрокидыванию» инвертора, при котором возникает аварийный ток, так как ЭДС двигателя и трансформатора совпадут по направлению.

Рисунок 1

31.Управление выпрямленным напряжением в системе тп-д.

Управление выпрямленным напряжением преобразователя осуществляется изменением напряжения управления . В идеальном случае .

Воздействие на выпрямленное напряжение осуществляется путем изменения угла регулирования .

Управление углом осуществляется в основном двумя способами:

1 синхронный способ характеризуется отсчетом угла от определенной фазы напряжения питающей сети;

2 асинхронный способ характеризуется регулированием интервалов между импульсами управления без однозначной явно выраженной привязки к фазе питающей сети.

Синхронные СИФУ могут быть:

1 многоканальными, имеющими индивидуальный отсчет угла управления для каждого канала СИФУ;

2 одноканальными, имеющими синхронизацию одного или нескольких каналов.

Асинхронные СИФУ обычно бывают одноканальными.

Также различают совместное и раздельное управление вентильными группами.

При совместном управлении две системы управляющих импульсов, сдвинутые относительно друг друга определенно согласованным способом. Это обусловливает одновременную работу обеих групп, причем одна группа работает в активном режиме, а другая в пассивном. Законом совместного управления является выражение .

Наибольшее распространение в настоящее время получили РТП с раздельным управлением вентильными группами, при котором управляющие импульсы от СИФУ подаются лишь на одну группу, через которую протекает ток нагрузки. При этом цепи для протекания уравнительных токов нет, они отсутствуют, что уменьшает потери энергии, исключает уравнительные дроссели, а значит, улучшаются весогабаритные показатели преобразователя.

Система раздельного управления, как правило, содержит датчики состояния вентилей и логическое переключающее устройство.

К недостаткам раздельного управления следует отнести наличие прерывистого режима, а также бестоковой паузы при переключении групп, что требует специальных в быстродействующих электроприводах, адаптивных регуляторов, бесконтактных ключей.

Регулировочная характеристика ТП приведена на рисунке 1.

Рисунок 1

32.Регулирование скорости двигателей в системе тп-д. Расчет механических характеристик.

Регулирование скорости двигателей в системе ТП-Д можно осуществить следующими способами: изменением питающего напряжения, реостатное регулирование и изменением потока возбуждения двигателя.

Реостатное регулирование:

Реостатные характеристики могут быть получены, при включении в цепь якоря добавочных сопротивлений , т.е.

.

Уравнения реостатных механических характеристик будет иметь вид:

где - скорость идеального холостого хода

- перепад скорости относительно скорости идеального холостого хода двигателя.

Ослабление потока возбуждения

Обычно рабочая точка двигателя, соответствующая номинальному магнитному потоку находится “за коленом кривой намагничивания машины” (рисунок 1). Поэтому увеличение магнитного потока выше номинального значения на практике не применяется из – за значительного повышения тока возбуждения при этом и перегрева этой обмотки.

П оэтому используется обычно ослабление магнитного потока с целью расширения регулировочных возможностей двигателя. Уравнение механической характеристики при этом:

.

Скорость идеального холостого хода и перепад скорости при этом определяется

Следовательно, уменьшение магнитного потока вызывает увеличение скорости и увеличение перепада скорости .

Жесткость механических характеристик снижается при ослаблении магнитного потока:

.

Следует иметь в виду, что при постоянном значении допустимого тока , допустимый момент двигателя снижается при ослаблении магнитного потока двигателя. Аналогично величина тока короткого замыкания не зависит от магнитного потока .

Для специальных двигателей диапазон увеличения скорости может достигнуть .

Расчет добавочных сопротивлений, включаемых в цепь возбуждения для получения необходимого ослабления поля двигателя, производится с использованием кривой намагничивания, указываемой в специальных справочниках.

Изменение напряжения питающей сети

Изменения напряжения в регулируемом электроприводе – основное управляющее воздействие. Как правило, напряжение уменьшается по сравнению с номинальным значением. Не допускается повышения напряжения сверх номинального значения. Однако ряд крановых металлургических двигателей серии 2П рассчитаны на возможную работу с напряжением (но это исключение из общего правила). Уравнения механической характеристики

.

Скорость идеального холостого хода пропорциональна напряжению на зажимах двигателя:

.

Перепад скорости в этом случае находится

,

Жесткость механических характеристик постоянна:

.

Характеристика, соответствующая напряжению проходит через начало координат.

33.Регулирование выпрямленного напряжения в системе тп-д.

Регулирование выпрямленного напряжения предполагает использование силового управляемого преобразователя, установленная мощность которого превышает мощность двигателя. При изменении напряжения пропорционально изменяется скорость холостого хода электропривода.

Выпрямленная ЭДС преобразователя является функцией угла регулирования , который отсчитывается от точки естественного включения вентилей, и в режиме непрерывного тока может быть определена по уравнению . При различных углах регулирования мы можем получить различное значение выпрямленного напряжен6ия.

Механические характеристики системы ТП-Д при различных углах регулирования представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Механические характеристики системы ТП-Д при различных углах регулирования

В дополнении можно сказать, что способ экономичен в эксплуатации, поскольку не требуется дополнительных резисторов рассеивающих энергию. Кроме того удается снизить потери энергии в переходных процессах.

34.Энергетические характеристики системы тп-д

Энергетические характеристики тиристорных преобразователей оцениваются коэффициентом мощности χ и коэффициентом полезного действия η.

Коэффициент мощности χ в самом общем случае может быть определен по формуле ,

где: ;

– фазные первичные действующие значения основных гармоник напряжения и тока;

–действующие значения фазных напряжения и тока высших гармоник;

– угол сдвига между векторами фазных напряжений и токов основных и высших гармоник.

Активная мощность, потребляемая из сети: ,

где .

Коэффициент мощности без учета процесса коммутации определяется по формуле: .

Для регулируемого мостового выпрямителя с учетом процесса коммутации ( ) коэффициент мощности определяется по формуле:

,

где: – коэффициент искажения кривой первичного тока с учетом коммутации.

Активная и реактивная мощности по первой гармонике тока:

;

,

где: ;

.

Мощность искажения (дисторции): .

35.Системы тпч-ад

Силовая часть частотно-регулируемого электропривода переменного тока состоит из двух основных элементов: асинхронного двигателя и преобразователя частоты, включенного между двигателем и сетью. Преобразователь частоты не только обеспечивает эффективное регулирование частоты вращения двигателя изменением частоты напряжения на его входе, но и необходимые значения тока и напряжения.

Преобразователи частоты (ПЧ), применяемые в регулируемых электроприводах с асинхронными и синхронными двигателями делятся на три вида:

1. с промежуточным звеном постоянного тока (ПЧ, построенные на основе автономных инверторов АИ);

2. с непосредственной связью.

3. с промежуточным звеном переменного тока повышенной частоты.

В свою очередь, в зависимости от схемы ПЧ, в особенности от конструкции промежуточного звена постоянного тока, от режима работы источника питания инвертора и особенностей протекания в нем электромагнитных процессов различают следующие типы автономных инверторов:

1. автономные инверторы напряжения (АИН);

2. автономные инверторы тока (АИТ).

В ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока (см. рисунок 1а) производится двукратное преобразование напряжения (энергии) питающей сети. Сначала оно выпрямляется выпрямителем В, а затем с помощью автономного инвертора преобразуется в переменное напряжение или ток регулируемой частоты. Между выпрямителем и автономным инвертором обычно включается фильтр, сглаживающий пульсации либо выпрямленного напряжения, либо выпрямленного тока. Выходная частота ПЧ может регулироваться в широких пределах, как вверх, так и вниз от частоты питающей сети. Это свойство, а также простота схем и сравнительно небольшое число силовых элементов сделали подобные преобразователи основной структурой при построении широко регулируемых электроприводов переменного тока.

Рисунок 1 - Структурные схемы силовой части преобразователей частоты.

Основной недостаток таких преобразователей – двукратное преобразование энергии, что снижает их КПД и увеличивает массу и габариты.

Преобразователи частоты с непосредственной связью строятся на основе реверсивных управляемых выпрямителей (однофазных, многофазных, нулевых и мостовых). В этих ПЧ выпрямление переменного напряжения источника энергии и преобразование этого выпрямленного напряжения в переменное, регулируемой частоты, совмещено в одном устройстве. Это обуславливает однократное преобразование энергии, повышенный КПД, малые габариты и массу. Основные недостатки таких преобразователей: низкий коэффициент мощности, больший процент высших гармоник в выходном напряжении, сложность системы управления и ограниченность максимального значения выходной частоты.

В ПЧ с промежуточным звеном переменного тока (рисунок 1б) напряжение сети с частотой преобразуется в однофазное напряжение повышенной частоты , которое поступает затем на вход ПЧ с непосредственной связью. Выходное напряжение ПЧ регулируемой частоты подаётся далее на обмотки статора асинхронного двигателя. Для получения значение должно быть более 450 Гц.

Одним из основных узлов ПЧ является автономный инвертор АИ, свойства которого определяют характеристику всего ПЧ в целом. В связи с этим рассматриваются основные типы инверторов, применяемых в полупроводниковых ПЧ для электропривода.

Механические характеристики при изменении частоты, напряжения, частоты и напряжения одновременно по закону U/f = const изображены на рисунках 2, 3, 4 соответственно.

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

36.Регулирование скорости в системе тпч-ад

При помощи тиристорного преобразователя частоты возможно осуществлять следующие способы регулирования скорости асинхронного двигателя.

1. Изменением напряжения

Изменение напряжения асинхронного двигателя приводит к изменению критического момента, тогда как критическое скольжение остается постоянным. В случае ненасыщенной магнитной цепи ма­шины критический момент изменяется пропорционально квадрату напряжения.

На рисунке 1 показаны механические характеристики двигателя при различных напряжениях на зажимах статора . Со снижением напряжения уменьшается модуль жесткости механических харак­теристик. Кроме того, со снижением скорости уменьшается допус­тимый момент (пунктирные линии на рисунке 1). Для увеличения допустимого момента при пониженных скоростях в цепь ротора двигателя вводится нерегулируемое добавочное сопротивление. На рисунке 2 показаны характеристики для этого случая.

2. Частотное регулирование скорости

Применение частотного регулирования скорости зна­чительно расширяет возможности использования асин­хронных электроприводов в различных отраслях промыш­ленности. В первую очередь это относится к установкам, где производится одновременное изменение скорости не­скольких асинхронных двигателей, приводящих в дви­жение, например, группы текстильных машин, конвейе­ров, рольгангов и т. п. Используется частотный принцип регулирования скорости асинхронных двигателей и в ин­дивидуальных установках, особенно в тех случаях, когда необходимо получить от механизма высокие угловые скорости, например, для центрифуг, шлифовальных стан­ков и т. д. На выходе преобразователя, как правило, меняется не только частота , но и напряжение .

Законы частотного управления:

1. (рисунок 3);

2. (рисунок 4);

3. (рисунок 5).

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

37.Регулирование скорости в системе тпч-сд.

Желаемый закон регулирования скорости проще всего реализовать при векторном принципе регулирования координат СД. Векторный принцип основан на принудительной взаимной ориентации векторов потокосцеплений и токов двигателя в полярной или декартовой системе координат в соответствии с заданным законом регулирования.

Информация о текущих значениях модуля и пространственного положения векторов переменных синхронного двигателя может быть получена как прямым их измерением с помощью соответствующих датчиков, так и косвенно на основе математической модели двигателя. Конфигурация и сложность такой модели определяется техническими требованиями к электроприводу. При сложности вычислительных операций и алгоритмов управления электроприводом достоинство систем с косвенным регулированием – в простоте технических решений и, соответственно, в практической надежности. Поэтому в современных и наиболее совершенных частотно-регулируемых электроприводах, где системы программного управления реализованы на основе микропроцессорной техники, информация о векторах потокосцеплений электрической машины получается косвенным путем на основе ее математических моделей.

Система имеет два канала управления: вектором потокосцепления ротора и угловой скорости ротора. Двухканальная система управления дает возможность осуществить независимое регулирование модуля вектора потокосцепления ротора и скорости ротора при сохранении прямой пропорциональности между моментом, развиваемым двигателем, и намагничивающей силой статора.

Для теоретического анализа статических и динамических режимов СД целесообразно в структурной схеме СД выделить четыре контура - для токов статора и для потокосцеплений ротора. Для выявления этих контуров по продольной оси рассмотрим дифференциальные уравнения:

СД представляет собой нелинейный многосвязный объект с наличием внутренних перекрестных обратных связей. В частности, в контурах токов статора имеются внутренние обратные связи по ЭДС вращения , которые определяют взаимное влияние продольных и поперечных контуров машины.

Регулятор скорости также имеет ПИ структуру. Однако в переходных режимах работает только П - часть, что снижает или полностью устраняет в них перерегулирование. В статических режимах работы для исключения просадки скорости подключается интегральная составляющая.

Рисунок 1

38.Переходные процессы при пуске двигателя

1. Электромагнитные переходные процессы в обмотке возбуждения.

Исходное уравнение по II закону Кирхгофа:

; (1)

Рисунок 1

; (2)

;

;

Получаем:

; (3)

; ;

; (4)

Если , то:

; (5)

Во времени график нарастания тока возбуждения выглядит как на рисунке 2.

Рисунок 2

Влияние скорости возбуждения.

Чтобы форсировать изменение I в обмотке возбуждения генератора, надо:

1) параметрический способ за счет изменения параметров в цепи возбуждения генератора.

Добавим последовательно с обмоткой возбуждения добавочное сопротивление (рисунок 3).

Рисунок 3

Новое значение постоянной времени примет вид:

;

И будет иметь вид изображенный на рисунке 4

Рисунок 4

Значение коэффициента найдем из соотношения:

;

– коэффициент форсировки;

Но в этом случае чтобы Iв осталось неизменным, необходимо Uв увеличить в раз.

Уравнение (5) примет вид: . (6)

2) Форсировка отсечкой.

При данном способе форсируется подводимое напряжение к обмотке возбуждения в раз. В этом случае . Закон изменения тока в обмотке возбуждения в этом случае опишется уравнением:

(7)

Так как в этом случае установившееся значение тока превосходит допустимое в раз, то по достижении током этого значения необходимо ограничить ток (отсечь). Этот способ называется форсировкой с отсечкой. Переходный процесс данного типа форсировки изображен на рисунке 5

Рисунок 5

Время переходного процесса вычисляется из (5) или (6) как:

(8)

График зависимости коэффициента форсировки от отношения времени переходного процесса к постоянной времени изображен на рисунке 6

Рисунок 6

Из этого графика следует что больше чем (3÷4) принимать нецелесообразно, так как на практически не влияет.

2. Переходные процессы в двигатели постоянного тока независимого возбуждения.

Схема соединения двигателя изображена на рисунке 7.

Рисунок 7

; (9)

; (10)

; (11)

;

;

(12)

(13)

Подставляя (13), (10) и (12) в (9) получим:

(14)

или (15)

Разделим обе части уравнения (15) на С:

(16)

Обозначим – электромагнитная постоянная времени.

Составляющую умножим на , получим:

,

где: – электромагнитная постоянная времени.

С учетом последнего выражения:

(17)

Уравнение (17) позволяет производить анализ поведения электродвигателя в переходных режимах.

В статическом (установившемся) режиме, при уравнение (17) будет выглядеть как:

(18)

– уравнение электромеханической характеристики, которая изображена на рисунке 8.

Рисунок 8

Переходные процессы будут вычисляться по выражению (рисунок 9):

Рисунок 9

Здесь .

Если считать что , то решение дифференциального уравнения для двигателя можно заменить на:

;

Данные графики изображены на рисунке 10.

Рисунок 10

3. Переходные процессы в системе Г-Д.

Схема системы Г-Д изображена на рисунке 11.

Рисунок 11

; (19)

; (20)

; (21)

; (22)

Из (21) ; (23)

; (24)

Подставив (23) и (24) в (20) получим

; (25)

или ; (26)

;

При , – можно принебречь, тогда

; (27)

Учитывая то что , из (27) определим:

; (28)

; (29)

Подставляя (28) и (29) в (26) получим:

(30)

; (31)

Его характеристическое уравнение:

В установившемся режиме:

; (32)

или ;

где: .

Механическая характеристика (32) изображена на рисунке 12

Рисунок 12

Полное решение уравнения (31) имеет вид:

. (33)

39.Механические характеристики синхронных двигателей. Пуск в ход и торможение синхронных двигателей.

Синхрон­ный двигатель при подключении его обмоток статора к источнику питания не развивает пускового момента, по­скольку ротор из-за своей инерцион­ности не может мгновенно достичь частоты вращения, равной частоте вращения магнитного поля статора, которая устанавливается почти одно­временно с включением обмотки ста­тора в сеть. Поэтому между полюсами возбужденного ротора и вращающего­ся поля статора не возникает устойчи­вой магнитной связи, создающей син­хронный вращающий момент.

Для пуска синхронного двигателя необходимо предварительно привести ротор во вращение с частотой, близ­кой частоте вращения поля статора. В этих условиях поле статора настоль­ко медленно перемещается относи­тельно полюсов вращающегося рото­ра, что при подключении обмотки возбуждения к источнику питания между полюсами ротора и вращающе­гося поля статора устанавливается маг­нитная связь, обеспечивающая воз­никновение синхронного электромаг­нитного момента. Под действием это­го момента ротор втягивается в синх­ронизм, т.е. начинает вращаться с син­хронной частотой.

С уществует несколько способов пуска синхронного двигателя, но практическое применение получил асинхронный способ. Для его реализа­ции в пазах полюсных наконечников ротора располагают стержни пусковой короткозамкнутой обмотки, выполнен­ной аналогично обмотке короткозамкнутого ротора. Обычно стержни этой обмотки делают из ла­туни или меди и замыкают с двух сто­рон медными кольцами. Для пуска синхронного двигателя замыкают обмотку возбуждения ОВ на резистор r (рисунок), включают в трехфазную сеть обмотку статора. Вра­щающееся поле статора индуцирует в стержнях пусковой обмотки ЭДС и в этих стержнях возникают токи. В ре­зультате взаимодействия этих токов с вращающимся полем статора на каж­дый стержень ротора действует элект­ромагнитная сила . Совокупность таких сил создает на роторе асинхрон­ный электромагнитный момент , под действием которого ротор начинает вращаться в ту же сторону, что и поле статора. После разгона ротора до час­тоты вращения, близкой к синхрон­ной ( ), обмотку возбуждения ОВ подключают к источнику постоян­ного тока. При этом двигатель возбуж­дается (полюса ротора намагничива­ются), между вращающимся полем статора и полюсами ротора устанав­ливается устойчивая магнитная связь, создающая синхронный электромаг­нитный момент , и двигатель втяги­вается в синхронизм, т.е. его ротор начинает вращаться синхронно с вра­щающимся магнитным полем. При этом в пусковой обмотке ротора боль­ше не наводится ЭДС, поэтому асин­хронный момент .

Также достаточно распространен метод пуска синхронного двигателя посредством асинхронного, находящегося на одном валу с ним. АД выбирается такой чтобы его номинальная скорость наиболее совпадала с синхронной скоростью СД. Затем происходит пуск асинхронного двигателя. Частота вращения синхронного двигателя приближается к синхронной частоте и в тот момент когда фаза напряжения питающей сети и фаза напряжения статора примерно совпадают, производят включение обмотки статора в сеть и двигатель втягивается в синхронизм.

40.Особенности пуска синхронных двигателей. Разновидности схем пуска синхронных двигателей.

Синхрон­ный двигатель при подключении его обмоток статора к источнику питания не развивает пускового момента, по­скольку ротор из-за своей инерцион­ности не может мгновенно достичь частоты вращения, равной частоте вращения магнитного поля статора, которая устанавливается почти одно­временно с включением обмотки ста­тора в сеть. Поэтому между полюсами возбужденного ротора и вращающего­ся поля статора не возникает устойчи­вой магнитной связи, создающей син­хронный вращающий момент.

Для пуска синхронного двигателя необходимо предварительно привести ротор во вращение с частотой, близ­кой частоте вращения поля статора. В этих условиях поле статора настоль­ко медленно перемещается относи­тельно полюсов вращающегося рото­ра, что при подключении обмотки возбуждения к источнику питания между полюсами ротора и вращающе­гося поля статора устанавливается маг­нитная связь, обеспечивающая воз­никновение синхронного электромаг­нитного момента. Под действием это­го момента ротор втягивается в синх­ронизм, т.е. начинает вращаться с син­хронной частотой.

С уществует несколько способов пуска синхронного двигателя, но практическое применение получил асинхронный пуск. Для его реализа­ции в пазах полюсных наконечников ротора располагают стержни пусковой короткозамкнутой обмотки, выполнен­ной аналогично обмотке короткозамкнутого ротора. Обычно стержни этой обмотки делают из ла­туни или меди и замыкают с двух сто­рон медными кольцами. Для пуска синхронного двигателя замыкают обмотку возбуждения ОВ на резистор r (рисунок), включают в трехфазную сеть обмотку статора. Вра­щающееся поле статора индуцирует в стержнях пусковой обмотки ЭДС и в этих стержнях возникают токи. В ре­зультате взаимодействия этих токов с вращающимся полем статора на каж­дый стержень ротора действует элект­ромагнитная сила . Совокупность таких сил создает на роторе асинхрон­ный электромагнитный момент , под действием которого ротор начинает вращаться в ту же сторону, что и поле статора. После разгона ротора до час­тоты вращения, близкой к синхрон­ной ( ), обмотку возбуждения ОВ подключают к источнику постоян­ного тока. При этом двигатель возбуж­дается (полюса ротора намагничива­ются), между вращающимся полем статора и полюсами ротора устанав­ливается устойчивая магнитная связь, создающая синхронный электромаг­нитный момент , и двигатель втяги­вается в синхронизм, т.е. его ротор начинает вращаться синхронно с вра­щающимся магнитным полем. При этом в пусковой обмотке ротора боль­ше не наводится ЭДС, поэтому асин­хронный момент .

Также достаточно распространен метод пуска синхронного двигателя посредством асинхронного, находящегося на одном валу с ним. АД выбирается такой чтобы его номинальная скорость наиболее совпадала с синхронной скоростью СД. Затем происходит пуск асинхронного двигателя. Частота вращения синхронного двигателя приближается к синхронной частоте и в тот момент когда фаза напряжения питающей сети и фаза напряжения статора примерно совпадают, производят включение обмотки статора в сеть и двигатель втягивается в синхронизм.

10