Создание действующей установки конденсаторно-динамического торможения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

1.6 Конденсаторно-магнитное торможение

Магнитный поток двигателя в течение всего процесса конденсаторного торможения сохраняется практически постоянным, значительно превышая номинальное значение. Таким образом, действуя последовательно, конденсаторное и магнитное торможения весьма удачно дополняют друг друга, взаимно исключая недостатки и сохраняя положительные свои качества. На первом этапе за счет конденсаторного торможения интенсивно поглощается основная часть кинетической энергии вращающихся масс и сохраняется большой магнитный поток машины, определяющий интенсивную остановку привода на втором этапе под действием магнитного торможения [7].

Достоинствами конденсаторно-магнитного торможения (КМТ), обусловившими его широкое распространение, являются, в первую очередь, высокая эффективность, малые греющие потери, надежность и простота реализации этого способа торможения.

Установившийся тормозной режим при постоянной скорости возможен только на первой ступени при конденсаторном торможении. Следовательно, КМТ не имеет статических тормозных характеристик и суждение об этом способе торможения в целом возможно только на основании исследования динамики режима.

Увеличение момента инерции привода снижает эффективность торможения. Чем больше момент инерции, тем больше и минимальная емкость, необходимая для полной остановки привода на втором этапе. Наличие даже небольшого статического момента повышает эффективность торможения, снижая кинетическую энергию, которая должна быть, поглощена на втором этапе и, следовательно, позволяет уменьшить емкость конденсаторов. При неизменной емкости изменение статического момента практически не отражается на эффективности торможения, поскольку время магнитного торможения остается постоянным. Таким образом, при заданной длительности первой ступени торможения общее время торможения практически не зависит от нагрузки и момента инерции привода. Если учесть, что эффективность торможения не зависит и от колебаний напряжения сети, то становится очевидным важное достоинство этого способа торможения -- его высокая стабильность, зависящая, практически, только от разброса времени срабатывания контактора и управляющего им реле, если такое применяется. В среднем при колебаниях напряжения сети в пределах ±20%, а момента нагрузки и момента инерции ±50% разброс отработки тормозного пути не превышает ±5%, а времени торможения ±10%.

Рис. 6. Схемы устройств для реализации конденсаторно-магнитного торможения

Сложная зависимость тормозного процесса от параметров привода и тормозного устройства значительно затрудняет выбор и оптимизацию элементов последнего. Выбор этих элементов и расчет тормозного процесса могут быть достоверно произведены только с помощью АВМ.

Для мало распространенных восьмиполюсных двигателей использование КМТ оказывается менее эффективным из-за их большей относительной инерционности. Меньше эффективность КМТ и для краново-металлургических двигателей с повышенным значением активных сопротивлений обмоток статора и ротора, тока намагничивания и момента инерции.

Для приводов с четырехполюсными двигателями мощностью до 10--14 кВт и суммарным моментом инерции, не превышающим двухкратного значения момента инерции ротора двигателя, реализацию КМТ рекомендуется осуществлять по схеме, приведенной на рис. 6,а. Оптимальная емкость конденсаторов равна (4-- 5) Сн, а длительность первого этапа торможения, определяемого интервалом времени между переключениями контактов, находится в пределах 0,04--0,08 с. Большие цифры относятся к двигателям большей мощности. При необходимости ограничения пика момента в начале второго этапа торможения рекомендуется схема рис. 6,б. Сопротивление R2 при указанных параметрах привода (3--6)rs. Изменяя время торможения на первой ступени и сопротивление R2, можно в широких пределах управлять процессом торможения, переходя от режима с высоким быстродействием к режиму плавного замедления с последующей точной остановкой. Рекомендуемые параметры справедливы для двухполюсных и шестиполюсных двигателей мощностью соответственно до 15--20 кВт и 7--10 кВт. Для двигателей больших мощностей, а также для привода с суммарными моментами инерции привода, превышающими двукратный момент инерции ротора, емкость конденсаторов надо увеличивать, что связано с увеличением первого пика тормозного момента. Ограничить этот пик можно при использовании более сложной схемы (рис. 6,е). Сопротивление R1 находится в пределах (0,4--0,6) Rн. Изменяя это сопротивление и интервалы времени между переключением контактов Л, 1T и 2Т, можно в широких пределах менять пик момента и показатели эффективности торможения в целом. Однако в этом случае КМТ лишается своего основного преимущества -- простоты реализации.

1.7 Особенности конденсаторно-динамического торможения

Для эффективного снижения скорости на втором этапе двухступенчатого торможения с успехом может быть использовано динамическое торможение. В большинстве публикаций описание принципа действия тормозных устройств базируется на представлении конденсаторно-динамического торможения (КДТ) как двух действующих последовательно и независимо друг от друга режимов торможения. Такое упрощенное и, как показано ниже, принципиально неправильное представление о физике КДТ неизбежно приводит к существенным ошибкам как при конструировании и расчете тормозных устройств, так и в рекомендациях по их применению.

1-2. 3-4.

5-6.

Рис 7. Базовые схемы устройств для реализации конденсаторно-динамического торможения.

Поэтому перед изложением основных, наиболее существенных результатов исследования КДТ и обоснованием разработанных рекомендаций предварительно остановимся на кратком описании физики этого сложного режима.

Физику тормозных процессов удобнее всего проанализировать при реализации КДТ по наиболее простой и распространенной схеме 5, которая приведена первой на рис. 7 и называется в дальнейшем схемой КДТ-1.

Характер тормозного процесса при реализации КДТ по этой схеме существенно изменяется в зависимости от промежутка времени между отключением двигателя контактами Л и подачей выпрямленного тока контактами Т.

После отключения двигателя от сети практически мгновенно возникает режим конденсаторного торможения. Прекращение этого режима при угловой скорости ?r.к.н не означает, однако, полного исчезновения магнитного потока и снижения до нуля напряжения, наводимого в обмотке статора. Поэтому подключение выпрямителя при угловой скорости ротора, равной или даже несколько меньшей ?r.к.н сопровождается своеобразным коммутационным процессом, обусловленным тем, что выпрямитель оказывается включенным на незатухшее переменное напряжение с непрерывно уменьшающимися частотой и амплитудой. Не позже чем через половину периода под действием этого напряжения через выпрямитель начинает протекать ток и происходит, по существу, магнитное торможение. При оптимальном сочетании начальных условий и момента инерции может произойти остановка привода. Наличие выпрямленного тока в этом случае приводит только к колебаниям скорости перед остановкой, как и при обычном динамическом торможении. При неблагоприятном сочетании начальных условий магнитное торможение не обеспечивает остановки привода, которая происходит в этом случае под действием динамического торможения.

Если выпрямитель подключается при полностью затухшем поле, то магнитное торможение не возникает, а коммутационный переходный процесс при нулевых начальных условиях сопровождается малыми колебаниями электромагнитного момента, которые быстро затухают и не оказывают заметного влияния на тормозной режим. Только в этом единственном случае КДТ состоит из двух последовательно действующих режимов -- конденсаторного и динамического, а характер тормозного процесса не зависит от типа источника постоянного тока и сопротивления его цепи.

При подключении выпрямителя в первый, проводящий, для генерируемого машиной напряжения полупериод, возникает режим магнитного торможения, при котором тормозной момент определяется магнитным потоком машины и сопротивлением цепи статора. Если подключение выпрямителя происходит в конце режима конденсаторного торможения при угловой скорости, мало отличающейся от ?r.к.н то после первого замыкания цепи статора скорость двигателей значительно снижается, магнитное поле полностью гасится, и последующий режим динамического торможения начинается при нулевых электромагнитных начальных условиях.

Поэтому подача выпрямленного тока сразу же после отключения двигателя от сети создает режим повторных замыканий с наибольшими пиками тормозного момента. В этом случае КДТ состоит только из двух режимов - импульсного магнитного и динамического торможения.

При отсутствии в цепи выпрямителя дополнительных сопротивлений магнитное торможение прекращается при относительно высокой скорости двигателя, что снижает эффективность второй ступени -- динамического торможения. Введение добавочного резистора в цепь выпрямленного тока уменьшает энергию, превращающуюся в тепло при коротких замыканиях, и уменьшает пики тормозных моментов, но эффективность всего тормозного режима повышается за счет увеличения длительности режима повторных замыканий.

Интересно отметить, что при определенном значении сопротивления цепи выпрямителя становится возможным получение устойчивого режима при постоянной угловой скорости и, следовательно, статических тормозных характеристик. В этом случае асинхронная машина работает в генераторном режиме с возбуждением от симметрично включенных конденсаторов, но при несимметричной активной нагрузке и с подпиткой небольшим выпрямленным током.

При питании тормозного устройства напряжением от генератора постоянного тока физика процесса КДТ изменяется мало. В этом случае при подключении к двигателю источника постоянного тока с малым сопротивлением происходит замыкание цепи, сопровождающееся большим пиком тормозного момента, и режим конденсаторного торможения прекращается. Поэтому подача постоянного тока должна производиться только при угловой скорости привода, близкой к ?r.к.н. При введении в цепь постоянного тока большого добавочного сопротивления можно сохранить режим повторных замыканий и после подачи постоянного тока. Очевидно, что только в одном частном случае КДТ можно рассматривать как простую сумму последовательно действующих режимов--конденсаторного и динамического. В общем же случае режим КДТ является сложным электромеханическим процессом, анализ которого нельзя проводить по статическим характеристикам и применять принцип наложения. Из изложенного также следует, что конструктирование схем КДТ может производиться по одному из трех принципов:

Первый принцип характеризуется подачей выпрямленного тока после прекращения действия конденсаторного торможения и последовательным действием тормозных режимов--конденсаторного и динамического. В этом случае имеют место обычные коммутационные электромагнитные переходные процессы. Статическая тормозная характеристика определяется суммой статических характеристик соответствующих режимов.

Второй принцип характеризуется перекрытием режимов при подаче выпрямленного тока до прекращения действия конденсаторного торможения. Возникающий при этом режим однократного или многократного магнитного торможения оказывает существенное влияние на тормозной процесс, который поэтому принципиально не может определяться суммой статических характеристик конденсаторного и динамического торможения.

Третий принцип характеризуется полным совмещением конденсаторного и динамического торможения при подаче выпрямленного тока сразу после отключения двигателя от сети. В этом случае КДТ состоит только из двух режимов -- многократного магнитного и динамического торможений. Статическая тормозная характеристика на первой ступени торможения может существовать только при большом значении сопротивления добавочного резистора в цепи выпрямленного тока.

Возможность построения схемы тормозного устройства по одному из сформулированных выше принципов осуществления КДТ, как и характер тормозных процессов, зависят от способа подключения и типа конденсаторов, а также источника выпрямленного тока. Поэтому для обобщенного анализа влияния параметров привода и тормозного устройства на процесс КДТ необходимо. Из всего многообразия возможных схемных решений отобрать минимальное число основных, которые можно рассматривать как базовые для этого способа торможения.

Для КДТ находят практическое применение те же два типа конденсаторов, что и для других способов конденсаторного торможения -- бумажные (масляные, металлобумажные) и сухие полярные электролитические. Сохраняются и два способа их подключения -- глухое и после отключения двигателя от сети. Для электролитических конденсаторов, возможен только второй способ подключения, который в схемах КДТ может в свою очередь иметь две модификации. В первой модификации -- незаряженные конденсаторы подключаются к отключенному от сети двигателю, а затем отдельным коммутационным аппаратом подается выпрямленный ток. В зависимости от момента подачи тока можно осуществить КДТ по первому или второму принципам. Во второй модификации конденсаторы подключаются к двигателю одновременно с источником тока одним коммутационным аппаратом. В этом случае имеет место совмещение режимов, и КДТ осуществляется только по третьему принципу.

Первая модификация требует трех коммутационных аппаратов и относительно сложной схемы управления. Поэтому при использовании электролитических конденсаторов на практике применяется вторая модификация, а для осуществления схем по первому и второму принципам рационально использовать глухое подключение бумажных конденсаторов.

Источниками тока могут быть одно-и двухполупериодный выпрямители, генератор постоянного тока или предварительно заряженные конденсаторы. Применение однополупериодного выпрямленного тока, как правило, нецелесообразно из-за малой эффективности торможения. Поэтому типичными являются схемы с двухполупериодным выпрямлением, либо с питанием от сети постоянного тока. Применение предварительно заряженных конденсаторов не получило распространения из-за чрезмерно большой их емкости и малой эффективности торможения.

Учитывая изложенное, в группу основных можно включить всего шесть базовых схем КДТ, силовые цепи которых приведены на рис. 7.

СхемаКДТ-1 осуществляет торможение по первому принципу с последовательным действием режимов и особенно удобна для точной остановки приводов. В этом случае подачу выпрямленного тока лучше производить в функции пути.

Схема КДТ-2 осуществляет торможение по второму принципу с перекрытием режимов. Отличие от схемы КДТ-1 заключается в том, что здесь включено реле напряжения, управляющее подачей выпрямленного тока.

Схема КДТ-3 благодаря введению резистора в цепь выпрямленного тока позволяет использовать третий принцип с полным совмещением режимов.

Схема КДТ-4 отличается типом источника тока. В зависимости от момента его включения и сопротивления добавочного резистора торможение может осуществляться по одному из трех принципов.

Схемы КДТ-5 и КДТ-6 осуществляют торможение по третьему принципу. Схема КДТ-5 позволяет применить бумажные конденсаторы на более низкое напряжение, чем при глухом их подключении, что снижает габариты и стоимость тормозного устройства. Применение резистора в цепи выпрямленного тока позволяет, как указывалось выше, влиять на характер тормозного процесса и. его эффективность. Схема КДТ-6 отличается только применением электролитических конденсаторов.

Из-за многообразия возможных сочетаний элементов тормозного устройства количество схемных решений в частных случаях КДТ чрезвычайно велико. Однако все они не вносят ничего принципиально нового в рассмотренные выше процессы и характеристики тормозного режима, но часто уступают базовым схемам по эффективности торможения.

1.8 Аспекты реализации КТД

Потери энергии при КДТ складываются из кинетической энергии вращающихся масс привода, электрической энергии, запасенной конденсаторами, и энергии, поступающей от источника выпрямленного тока. В схемах КДТ с дополнительными резисторами часть этой энергии выделяется в резисторах, что облегчает тепловой режим двигателя. Определение суммарных потерь должно производиться с учетом принципа построения схемы КДТ. Достаточно точно определить эти потери в случае построения схем по второму и третьему принципам можно только при расчете динамики тормозного процесса на ЭВМ, так как здесь должен учитываться сложный характер изменения тока, определяемый перераспределением кинетической энергии между двигателем и тормозным устройством в процессе ее преобразования.

Эффективность торможения зависит не только от схемы устройства для КДТ, но и от таких его параметров, как емкость конденсаторной батареи и значение выпрямленного (постоянного) тока. Критериями эффективности КДТ могут служить соответствующие показатели для наиболее эффективного из известных ранее способов электрического торможения -- торможения противовключением, поскольку КДТ рационально применять вместо последнего, когда нужно получить быструю и точную остановку привода. Исследования показали, что одинаковая с торможением противовключением эффективность для инерционных приводов достигается при восьмикратной симметричной возбуждающей емкости и полуторакратном выпрямленном токе. При этих параметрах первый пик тормозного момента не более пика пускового момента, а нагрев двигателя выпрямленным током практически не ограничивает допустимого числа включений. При малых инерционных массах привода выпрямленный ток можно принять равным значению, эквивалентному по нагреву номинальному (1,22 Iн). Увеличения эффективности торможения можно достичь и при меньших значениях емкости, увеличивая выпрямленный ток. Однако при этом возрастает нагрев двигателя и снижается допустимая частота включений. При увеличении емкости конденсаторов потери в двигателе практически не возрастают.

Расширение возможностей КДТ достигается применением различных схемных модификаций, число которых может быть весьма велико. Изменяя схемы подключения конденсаторов, начальные условия на каждом этапе торможения, интервалы времени между этапами, значения емкости и выпрямленного тока, можно в широких пределах изменять мгновенное и среднее значения тормозного момента, а следовательно, эффективность, плавность и точность торможения применительно к требованиям различных производственных механизмов. Из всех существующих способов торможения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором наибольшие возможности имеет КДТ.

2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

2.1 Выбор электрооборудования, коммутационной и защитной

аппаратуры

В связи с трудностью практической реализации в данной установке эл.двигателя даже средней мощности, выбираем эл.двигатель малой мощности, с паспортными данными :

Паспортные данные асинхронного двигателя:

Тип АИР56А4УЗ;

3 фаз ~ 50 Hz.

Рн = 0,12 кВт;

КПД = 63 %;

сos = 0,66;

nН = 1350 об/мин;

Iн = 0,44\0,76 А; (?\?)

Uн = 380\220 В;

?= =5.

s =10%.

ГОСТ 183-74.

Класс изоляции В.

Режим S1.

Исходя из Iн.дв. и ? выбираем:

1.Автоматический выключатель(QF1)

Iн.QF1?1,25I.ндв (с комбинированным расцепителем ) {5}

Iн.QF? 0,55 (А)

2.Также необходимо учесть двухфазную нагрузку от понижающего трансформатора:

(Прим.Расчёт параметров трансформатора, и все данные приведены далее в позиции 7.)

Sтр =0,16 кВ*А.

Iтр =Sтр\Uн=160\380=0,42105 (А). {6}

? Iнагр= Iн.QF + Iтр =1,14+0,42105=1,561 (А) {7}

Остальная нагрузка, от коммутационных аппаратов, незначительна, поэтому здесь не учитывается.

Выбираем автоматический выключатель типа:

АЕ-2016-10HY3

UН=380В 50Hz IP 00

Iн.=2,5(А)

I.эл.расцеп=12*Iн(А)

Iтепл.расц.=0,9-1,15(А)

ТУ16-522064-75 4632.

2.Пускатели :

Iн.п ?Iн.дв {8}

Iн.п ? 6,3 (А)

Выбираем пускатель марки ПМЛ-1101 0*4Б

Uн=380В

Iн =6,3 А.

3.Так же для реализации (схемы 1) в связи с необходимостью создания выдержки времени в цепях управления применим реле времени типа:

РВП 72-3121-00-УХЛ 4.

~660В -440В. 2,5(А)

tвыдержки=0,4-180сек.

4.При выборе диодов, для сборки выпрямительного моста необходимо учесть:

1) что после отключения статора электродвигателя от сети, в нём присутствует некоторое время значительная ЭДС(0,8-0,9Uн).

2) ток протекающий через диод, при подаче постоянного тока на статор(Iпр.ср?1,22*Iн.эл.дв).

По справочнику выбираем диоды:

КД 226 Г

Iпр.ср=1,7(А)

Iпр.и=10(А)

Uобр.и.п.600(В)

Uпр.и.=1,4(В)

Iобр.и=0,05(А)

5.Для расчёта добавочного сопротивления rдобав (схема 1) необходимо рассчитать сопротивление статора rст. Для измерения сопротивления обмотки статора собирают схему согласно рис. 8.

Рис.8.Схема измерения сопротивления обмотки статора.

Установив наибольшую величину сопротивления, регулирующего ток, включают рубильник. Уменьшая постепенно сопротивление, делают не менее трех отсчетов по амперметру и вольтметру. Данные записывают в сводную таблицу 2. По данным таблицы находят среднюю величину измеренного сопротивления между зажимами А и В, т. е. rАВ : (Примечание:приведённые формулы для схемы звезда.)

rАВ= {9}

Здесь r1, r2, r3 -- результаты трех измерений.

В случае необходимости проверить симметрию сопротивлений таким же образом измеряют сопротивления rBC, rCA

Так как:

rАВ=rA+rB;

rBC=rB+rC;

rCA=rC+rA;

то сопротивление отдельных фаз можно посчитать по известным формулам:

. {10}

{11}

{12}

Если бы при измерениях rАВ , rBC , rCA оказались равными, то сопротивление одной фазы было бы:

. {13}

Для проведения исследования были использованы:

Таблица №1.

Устройство	Параметры	Примечание
2 Мультиметра “MASTECH”	Диапазон измерений:от 25мВ до 20В; от 0,1А до 10А.	Погрешность амперметра ±2%; Погрешность вольтметра ±0,5%;
Аккумуляторная батарея”KOBE”HP-12;	12В; 9А/ч
Переменный резистор ПП50-73	240ом

Все измерения проводились при температуре 20 С0.

Таблица №2

№ Наблюдения	I (А)	U (B)	r (Ом)	rАВ (ом)
1	0.1	11	110	96.09
2	0.09	8.73	97
3	0.08	6.5	81.25
rCA (ом)
4	0.1	11.2	112	96.9
5	0.09	8.7	96.7
6	0.08	6.56	82
rВC (ом)
7	0.1	11.15	115	96.8
8	0.09	8.46	94
9	0.08	6.51	84

Погрешность в десятых долях спишем на погрешность приборов и переходного сопротивления в регулировочном резисторе.

{10}

{11}

{12}

Вывод: с учётом всех погрешностей принимаем rср.статора=48ом.

6. Исходя из пункта (2.9.1.):

rдоб.рез.=3..6*rстатора {14}

rдоб.рез=144…288 ом.

(Примечание: для четырёхполюсных двигателей)

Выбираем резистор типа:

ППЗ-240ом.

7. При выборе типа трансформатора, необходимо рассчитать (приблизительно) напряжение вторичной обмотки и его мощность.

Падение напряженияUпад на диодном мосту составит:

Uпад=4*Uпр.и.диода {15}

Uпад=4*1,4=5,6 В. (Прим.справочные данные)

Далее, по закону Ома для цепей постоянного тока и с учётом тока торможения:

Iторм.=1,22*Iном (А) (Прим.пункт 2.9.1.) {16}

Iторм.=1,22*0,44=0,5368 (А)

Uрасч= Iторм*( rдоб.рез+ rср.статора) (В) {17}

Uрасч=0,5368*(240+48)=154.6 В

Uцепи=Uпад+Uрасч (В) {18}

Uцепи=5.6+154.6=160,2 В.

С учётом того, что величина напряжения-Uцепи , создающая значительные токи нагрева-Iнагр. менее приоритетна, чем величина возбуждающей ёмкости (пункт2.9.1), выбираем трансформатор с чуть меньшим, но стандартным напряжением вторичной обмотки 127 В.

Тогда:

Pтр.2.расч.=Uтранс.2*Iторм. {19}

Pтр.2.расч=127*0.5368=68,1736 Вт.

Так как потери в мощности трансформатора, между первичной и вторичной обмотками, составляют около 1...4%, то

?Pтр.= (Pтр.2/100%)*4%.(Прим.1-4%-потери в мощности между1-ой и 2-ой обмотками трансф-а.)

Pтр.1.расч= (Pтр.2/100%)*4%+ Pтр.2. {20}

Pтр.1.расч= (68.1736/100)*4+68,1736=70,900544 Вт.

Qтр=Pтр.1 *tg. (Cправоч. tgтрансф.=1,732) {21}

Qтр= 70,900544*1,732=122,8 Вар.

{22}

В*А.

Выбираем стандартный трансформатор с мощностью 160 В*А, что даёт нам 11% процентный запас мощности.

Также выберём для данного трансформатора выберем плавкие вставки.

Iпл.вст.=1,2*Iн.тр. {23}

Iпл.вст.=1,2*0,44=0,528 (А)

Выбираем три плавких вставки типа: ДВП-7. Iпл.вст.=1(А)

Тип трансформатора:

ТБСЗ-0,16У3.

Р160VA;f=50-60Hz.

ТУ 16-517.259-72.

03.1974г.

8.Выбор конденсаторов. (Прим.по схеме: треугольник)

Исходя из данных пункта 2.3.:

CH=4,85*, (мкФ) {3}

CH=4,85*0,44=2,134 (мкФ)

Тогда, в соответствии с пунктом 2.8. для 4-х полюсных двигателей мощностью менее 10-14 кВт

Сторм.=4..5*СН {24}

Сторм.=5*2.134=10.67 (мкФ)

Выбираем металлобумажные конденсаторы:

МБГО-20

Сн=20±10%(мкФ)

U=500(B)

1.1974г.

9.Для ручной коммутации цепей управления выбираем кнопки типа:

КМ 2-1.(250в.1а.). 81.

3. ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ.

Данная установка предназначена для наглядной демонстрации принципа действия системы конденсаторно-динамического торможения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. В данной пояснительной записке были изложены основные методы расчёта, аспекты реализации, основные схемные решения, и прочие необходимые для разработки и монтажа электроустановки сведения.

Питание установки производится от сети 380В., частотой 50Гц, обязательно с подключением нулевого провода N!

Весь принцип работы электроустановки заключается в сравнении параметров двух циклов её работы. В первом цикле остановка вала электродвигателя (заранее раскрученного до Мном) происходит под действием естественных сил (гравитация, сила трения и т.д.) при этом производится измерение временного интервала первого цикла.

Во втором цикле производится конденсаторно-динамическое торможение электродвигателя, с целью практически мгновенной(0,4-1с.) остановки его вала с расположенными на нём маховиками.

1.Цикл. При нажатии кнопки ПУСК (S2), происходит подача напряжения на катушку пускателя КМ-1, подающего номинальное напряжение на статор электродвигателя.

Двигатель разгоняется до своих номинальных оборотов. После нажатия кнопки СТОП (S1) происходит остановка вращения маховиков электродвигателя, под действием естественных сил в течение определённого времени.

2.Цикл. Включением тумблера КДТ в положение ВКЛ собирается схема конденсаторно- динамического торможения. После пуска эл.двигателя кнопкой ПУСК (S2), (вал раскручен до Мном) нажатием кнопки СТОП (S1) подаётся напряжение на катушку реле времени РВ. РВ своими нормально разомкнутыми контактами (с выдержкой времени на отключение) подаёт напряжение на катушку пускателя КМ-2. КМ-2 своими нормально разомкнутыми контактами, после включения подаёт на статор эл.двигателя, последовательно через добавочный резистор rдобав. , постоянный ток напряжением 127В. параллельно с конденсаторной батареей собранной в симметричный треугольник. Под действием физических процессов описанных ранее в данной работе происходит торможение вала (маховиков) эл.двигателя.

3.1 Последовательность действий

Внимание! Все действия по эксплуатации и изучению принципа работы электроустановки производить только с разрешения и в присутствии преподавателя (руководителя), в данной последовательности действий:

1.Внимательно изучите изложенный ранее, принцип работы электроустановки (п.4.),правила техники безопасности (п.5.), правила оказания первой медицинской помощи пострадавшему при поражении электрическим током (п.5.1).

2.Строго следуйте, последовательности действий изложенных в данной инструкции!

3. Внимание! Включение вилки (BШ-30) в розетку производить только с выключенным вводным автоматом электроустановки QF-1(схема 1).

4.Убедившись что, автомат QF-1 выключен! Включить четырёх полюсную вилку BШ-30 в розетку.

5.Включить автомат QF-1.(Тумблер КДТ в положение ВЫКЛ!)

6..Нажимаем кнопку ПУСК (S2).

7.Дождавщись, когда двигатель раскрутится до номинальных оборотов, нажимаем кнопку СТОП (S1), одновременно с нажатием кнопки СТОП включаем ручной хронометр и замеряем время до полной остановки маховиков, расположенных на валу электродвигателя.

8.После полной остановки электродвигателя, включаем тумблер КДТ в положение ВКЛ.

9.Нажимаем кнопку ПУСК (S2).

10.Дождавщись, когда двигатель раскрутится до номинальных оборотов, нажимаем кнопку СТОП (S1), одновременно с нажатием кнопки СТОП включаем ручной хронометр и замеряем время до полной остановки маховиков, расположенных на валу электродвигателя.

11.Выключить автомат QF-1.Извлечь вилку BШ-30 из розетки.

4. ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА

№Поз иции.	Обоснование сметной стоимости	Наименование затрат.	Еденица измерения	Кол- ство	Цена за ед.измер. (руб)	Стоимость материала. (руб)
1	500-9101	Текстолит (6мм)		0,5	250	125
2	101-1924	Электродвигатель типа: АИР56А4УЗ;	шт.	1	670	670
3	101-2036	Автомат типа: АЕ-2016-10HY3	шт.	1	120	120
4	101-1627	пускатель марки: ПМЛ-1101 0*4Б	шт.	2	90	90
5	201-9180	Реле РВП 72-3121-00-УХЛ 4.	шт.	1	70	70
6	101-1786	Диоды КД 226 Г	шт.	4	10	10
7	500-9101	Резистор ППЗ-240.	шт.	1	25	25
8	500-9500	Трансформатор типа: ТБСЗ-0,16У3.	шт.	1	189	189
9	500-9623	Предохранители типа: ДВП-7.	шт.	3	19	57
10	110-0198	Конденсаторы типа: МБГО-20	шт.	3	26	78
11	101-0219	Кнопки типа:КМ 2-1.	шт.	2	12	24
12	544-0089	Фторопласт диам-р: 200мм.	кг.	0,2	215	43
13	500-9061	Провод монтажный ППВ-1,5.	м.	15	8	120
14	201-5380	Болты М4 (4x20)	кг.	0,2	60	12
15	201-4762	Гайки М4.	кг.	0,2	60	12
16	435-9372	Кабель КРГ(3x2,5+1x1,5).	м.	6	58	348
17	219-2131	Вилка ВШ-30	шт.	1	32	32
Итого, всего материальных затрат по смете, на сумму:	2025 рублей.

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При исследовании работы данной электроустановки необходимо строго следовать правилам техники безопасности. Поражает человека не напряжение, а ток. Прохождение через организм человека тока 50 мА может привести к серьёзной электротравме с тяжёлыми последствиями, а ток 90-100 мА может вызвать паралич сердца и смерть.

Рабочее напряжение в лаборатории обычно 127-380 В. Следует помнить, что при неблагоприятных условиях сопротивление тела человека может изменяться от сотен тысяч ом до800-600 ом, и тогда опасное поражение током может произойти уже при напряжении 40-30 В. Наибольшее сопротивление току оказывает верхний роговой слой кожи. Повреждение этого слоя, увлажнение его сильно снижают его сопротивление. Сопротивление току зависит также от общего состояния организма и его нервной системы.

По этой причине ни в коем случае не следует касаться руками неизолированных проводов и соединительных контактов, когда цепь находится под напряжением. Если в схеме требуется сделать какое-либо пересоединение, то обязательно следует отключить от источника электрической энергии. Всякое изменение в схеме обязательно должно быть проверено руководителем, преподавателем.

Особенно надо быть осторожными с цепями, где имеются катушки с большим количеством витков. Не следует размыкать цепи возбуждения машин постоянного тока, находящиеся в рабочем состоянии, вторичные обмотки трансформаторов тока при наличии тока в первичных обмотках, а также прикасаться к выводам конденсаторов конденсаторных батарей, даже длительное время не находившихся под напряжением, без предварительной разрядки их специальным разрядным устройством или замыканием на землю.

При измерении скорости вращения машин и вообще при приближении к вращающимся частям следует соблюдать большую осторожность. Нельзя пытаться тормозить вал или шкив рукой, ногой или ремнём с целью остановить машину. Опасно подходить к вращающейся машине, имея свободно повязанный шарф или концы платка, косынки и другой свисающей, выступающей одежде и её деталям, так как даже совсем гладкий вал способен “схватывать”.

5.1 Первая помощь пострадавшему при поражении электрическим

током

При поражении электрическим током нередко пострадавший не может самостоятельно освободится от действия электрического тока, так как ток вызывает судороги мышц. Чтобы помочь пострадавшему, нужно немедленно отключить электроустановку или соответствующую её часть. Если же этого сделать не возможно (далеко расположен рубильник, доступ к нему оказался опасным), то пострадавшего нужно отделить от токоведущих частей следующим образом:

надев резиновые галоши и перчатки или обмотав руку сухой тканью, оторвать человека, попавшего под напряжение, от токоведущих частей;

взявшись за сухие части одежды пострадавшего, оторвать его от токоведущих частей;

встав на сухую доску или подсунув её под пострадавшего, оторвать его от токоведущих частей;

перерубить или перерезать один за другим провода сети (при напряжении не выше 250 В!) с помощью топора или другого инструмента, имеющего изолирующую рукоятку.

Если пострадавший потерял сознание или у него отсутствуют признаки жизни, то необходимо срочно вызвать врача и одновременно делать искусственное дыхание. Когда дыхание у пострадавшего восстановится, его до прихода врача нужно укрыть тёплой одеждой, так как охлаждение вредно для организма.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андрющенко О.А. Исследование и разработка асинхронного электропривода с векторно-импульсным управлением: Автореферат диссертации на соискание степени канд. техн. наук (ОПИ). -- Одесса: 1977.

2. Андрющенко О.А. Контроль начальных условий при управлении электромагнитными переходными режимами асинхронных электроприводов. -- Электромашиностроение и электрооборудование, 1975, вып. 21, с. 38--43.

3. Асинхронный двигатель в анормальных режимах А.Я. Бергер, Л.Н. Грузов, А.С. Коган, Е.Д. Несговорова. -- Л.: ВЭТА, 1938.-- 247 с.

4. Асинхронный электропривод с тиристорными коммутаторами Л. П. Петров, В. А. Ладензон, М.П. Обуховский, Р.Г. Подзолов.-- М.: Энергия, 1970.-- 128 с.

5. А. с. 105619 (СССР). Способ торможения асинхронного электродвигателя Л.П. Петров. Опубл. в Б. И., 1957, № 5.

6. А. с. 117264 (СССР). Способ электрического торможения асинхронного электродвигателя Л.П. Петров. Опубл. в Б. И., 1959, № 2.

7. А. с. 117350 (СССР). Способ электрического торможения ; асинхронного короткозамкнутого двигателя Л.П. Петров. Опубл. в Б. И., 1959, № 10.

8. А. с. 119222 (СССР). Способ торможения асинхронного двигателя Л.П. Петров. Опубл. в Б.И., 1959, № 10.

9. Буштян Л.В., Петров Л.П. Расчет характеристик асинхронных короткозамкнутых двигателей при конденсаторном торможении. -- Электромашиностроение и электрооборудование, 1968, вып. 7, с. 58--64.

10. Голован А.Т., Барбараш И.Н. Работа асинхронного генератора в режиме с самовозбуждением. -- Электричество, 1944, № 3, 12--17 с.

11. Губенко Т.П. Торможение индукционного двигателя с возбуждением от конденсаторов. -- В кн.: Вопросы автоматики и измерительной техники. Вып. 2. -- Киев: Изд-во АН УССР, 1954, с. 86--97.

12. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. -- М.: Энергия, 1977.-- 536 с.

13. Захаров М.Ф. Тормозной режим при трехфазном коротком замыкании асинхронных короткозамкнутых двигателей небольшой мощности. -- Изв. вузов. Энергетика, I960, № 3, с. 28--33.

14. Казовский Е.А. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. -- М.--Л.: Изд-во АН СССР, 1962. -- 512 с.

15. Каплан Н.А., Лапидус А.И. Схемы торможения асинхронных двигателей с использованием короткого замыкания через вентиль. -- Станки и инструмент, 1969, № 2, с. 18--20.

16. Ковач К. П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока.-- Л.: Госэнергоиздат, 1963.--744 с.

17. Копылов И.П., Мамедов Ф.А., Беспалов В.Я. Математическое моделирование асинхронных машин. -- М.: Энергия, 1969.- 97 с.

18. Ладензон В.А. Управление электромагнитными переходными процессами асинхронных электроприводов с бесконтактными пускателями. Автореферат диссертации на соискание степени канд. техн. наук (ОПИ). -- Одесса: 1967.

19. Лайон В. Анализ переходных процессов в электрических машинах переменного тока методом симметричных составляющих. -- М.--Л.: Госэнергоиздат, 1958. -- 400 с.

20. Ленов Н.Н. Об устойчивости электронных моделирующих схем с усилителями постоянного тока. -- В кн.: Цифровая техника и вычислительные устройства. -- М.: Изд-во АН СССР, 1959, с. 128--136.

21. Могильников В.С. Максимум энергии, отдаваемый асинхронным двигателем при подпитке сети. -- Электричество, 1958, №12, с. 28--31.

22. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением Л.П. Петров, В.А. Ладензон, Р.Г. Подзолон, А.В. Яковлев. -- М.: Энергия, 1977.-- 200 с.

23. Невольниченко В.Н. Исследование режимов самовозбуждения и конденсаторного торможения асинхронных электроприводов. Автореферат диссертации на соискание степени канд. техн. наук (ОПИ). --Одесса: 1974.

24. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л., Новиков В.И. Методы исследования электромагнитных переходных процессов асинхронных вентильных каскадов. -- Электричество, 1973, № 3, с. 46--50.

25. Петров Л.П. Устройство для измерения быстроизменяющихся ускорений и усилий при вращательном движении. -- В кн.: Приборы для исследования колебаний. -- М.: ЦНИТЭИН, 1960, с. 6--9.

26. Петров Л.П. Электрическое торможение двигателей станочных приводов. -- Станки и инструмент, 1961, № 4, с. 19--21.

27. Петров Л.П. Эффективные способы электрического торможения асинхронных короткозамкнутых двигателей. -- М.: ГОСИНТИ, 1962.-- 31 с.

28. Петров Л.П., Аидрющенко О.А. Векторно-импульсное управление асинхронными электроприводами. -- Электротехническая промышленность. Сер. Электропривод, 1977, вып. 4 (57), с. 19--22.

29. Петров Л.П., Буштян Л. В. Конденсаторно-динамическое торможение асинхронных двигателей. -- М.: ГОСИНТИ, 1967.--17 с.

30. Петров Л.П., Буштян Л.В. Применение электролитических конденсаторов в схемах конденсаторного торможения. -- Электротехника, 1968, № 8, с. 14--17.

31. Петров Л.П., Буштян Л.В. Характеристики асинхронных короткозамкнутых двигателей при конденсаторном торможении с активными нагрузочными сопротивлениями. Изв. вузов. Электромеханика, 1969, № 8, с. 829--836.

32. Петров Л.П., Ладензон В.А. Асинхронный регулируемый привод поперечной подачи плоско-шлифовальных станков, -- В кн.: Автоматизированный электропривод. Т. 1. -- М.--Л.: Энергия, 1965, с. 214--220.

33. Петров Л.П., Ладензон В.А., Обуховский М.П. Ограничение переходных моментов при пуске асинхронных двигателей.-- Электричество, 1967, № 5, с. 45--48.

Размещено на Allbest.ru