- •Нижегородский государственный технический университет контакторная система управления двигателем переменного тока с фазным ротором
- •Теоретические положения
- •1. Расчет ступеней пусковых сопротивлений.
- •1.1. Графоаналитический метод
- •1.2. Аналитический метод
- •2. Расчет сопротивления противовключения
- •2.1. Графоаналитический метод
- •2.2. Аналитический метод
- •3. Расчет сопротивления динамического торможения
- •4. Расчет переходных процессов пуска и торможения
- •4.1. Расчет переходных процессов при пуске
- •4.2. Расчет переходных процессов при торможении противовключением
- •4.3. Расчет переходных процессов при динамическом торможении
- •Контрольные вопросы
Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный технический университет контакторная система управления двигателем переменного тока с фазным ротором
Методические указания к лабораторной работе №4
по дисциплине ”Системы управления электроприводами”
для студентов специальности 1804 всех форм обучения.
Нижний Новгород 1999
Составители: В.И. Грязнов, В.В.Соколов
УДК 62-83.696.6.621
Контакторная система управления двигателем переменного тока с фазным ротором: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине “Системы управления электроприводами” для студентов специальности 1804 всех форм обучения. / НГТУ; Сост.: В.И. Грязнов, В.В.Соколов. Н. Новгород, 1999. 16 с.
Изложены методические указания к выполнению лабораторной работы. Приведено описание принципиальной схемы лабораторного стенда и режимов работы. Даны рекомендации по расчету: пусковых и тормозных сопротивлений, переходных процессов, уставок реле.
Научный редактор: С.В. Хватов.
Редактор: И.И. Морозова.
Нижегородский государственный
технический университет,1999
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Целью работы является изучение принципов контакторного управления двигателем переменного тока с фазным ротором. В качестве управляемого взят двигатель МТО11-6.
ПРОГРАММА РАБОТЫ:
1. Ознакомиться с электрооборудованием установки.
2. Рассчитать и построить пусковую диаграмму двигателя (число пусковых ступеней, 2 или 3, задает преподаватель).
3. Рассчитать время пуска двигателя на каждой ступени.
4. Рассчитать временные зависимости момента, тока ротора и скорости двигателя и построить их графики.
5. Рассчитать ступень противовключения и сопротивление динамического торможения.
6. Рассчитать временные зависимости момента, скорости и тока ротора при торможении противовключением и динамическом торможении.
7. Рассчитать уставки реле времени, тока и напряжения.
8. Установить расчетные сопротивления пусковых ступеней и ступеней торможения, настроить реле на расчетные уставки.
9. Собрать схему пуска и торможения.
10. Заосциллографировать пуск, реверс и остановку двигателя.
11. Собрать схему ”челночного” движения привода, произвести запуск и осциллографирование тока ротора и скорости привода.
Сравнить расчетные и экспериментальные кривые токов и скорости.
Теоретические положения
Современная техника располагает весьма совершенными элементами и блоками бесконтактной автоматики, которая все шире внедряется в системы управления электроприводами. Однако в настоящее время в промышленности достаточно широко распространены релейно-контакторные системы управления, исследованию одной из которых посвящена данная работа.
Краткие сведения об электромагнитных реле напряжения и тока
Электромагнитные реле тока и напряжения, имея в своей основе электромагнит постоянного или переменного тока, срабатывают без выдержки времени. На рис. 1а показано устройство электромагнитного реле тока и напряжения. Электромагнитный механизм реле - клапанного типа.
Ток (напряжение) срабатывания IСР (UСР) реле может регулироваться изменением силы натяжения возвратной пружины 2 с помощью гайки 1, а также изменением величины зазора посредством винта 3. При затяжке пружины 2 или увеличении зазора ток (напряжение) срабатывания возрастает. Ток (напряжение) возврата IВ (UВ) также увеличивается по мере затяжки пружины. Коэффициент возврата реле КВ = IВ/IСР (или КВ = UВ/UСР) увеличивается при уменьшении зазора .
Реле тока и напряжения применяются для управления пуском и торможением двигателей, а также как защитные аппараты, осуществляющие защиту: максимально-токовую, нулевую и др. В схеме используются максимально-токовые реле типа РЭВ-201, РЭВ-571 и реле напряжения типа РЭВ-826.
Электромагнитные реле времени постоянного тока
С хематично реле показано на рис. 1б. Выдержка времени (обычно до 5с) создается при отпускании якоря (1) и после снятия напряжения с катушки 10. Замедление при отпускании якоря получается благодаря наличию на магнитопроводе 2 демпфера - массивной медной трубки 3 (гильзы).
Выдержку времени реле можно регулировать двумя способами. Ступенчатое, грубое регулирование достигается за счет изменения толщины латунной прокладки 4, закрепляемой на якоре, и в выдвижном упоре 5. Величина практически не влияет на начальное значение магнитного потока, но существенно сказывается на постоянной времени спадания магнитного потока ТЭ. Величина ТЭ обратно пропорциональна величине . Поэтому с уменьшением толщины прокладки увеличивается выдержка времени. Плавное регулирование выдержки времени осуществляется изменением натяга пружины 6 при помощи гайки 7. Чем меньше затянута, тем больше выдержка времени. В схеме применены электромагнитные реле времени типа: РЭМ-211 (диапазон выдержки времени 0,03-3,0 с) и реле типа: РЭВ-812 (диапазон выдержек 0,1-2,0 с).
Расчет пусковых и тормозных сопротивлений
Особенностью данной лабораторной установки является то, что статор двигателя подключается на пониженное напряжение питания (в раз меньше номинального). Обмотки статора двигателя соединены в звезду и на них подано линейное напряжение UЛ = 220 В. Кроме того, максимальный момент двигателя при пуске (М1) принимается значительно меньше допустимого. Это сделано для растягивания исследуемых процессов во времени и получения наглядных осциллограмм пуска, торможения и реверса.
Разгон до установившейся скорости идет на искусственной характеристике, которую необходимо рассчитать и построить по точкам. С этой целью для искусственной механической характеристики следует определить: 1) критический момент МК.И = МН/3, где = МК.Е/МН - перегрузочная способность двигателя; МК.Е - критический момент на естественной характеристике; 2) критическое скольжение
где SК.И(SК.Е) - критическое скольжение на искусственной и естественной характеристиках; R’2 = R2.КЕ2 - полное активное сопротивление ротора приведенное к статору; КЕ - коэффициент трансформации напряжения; R2 - полное активное сопротивление в фазе ротора; RC - активное сопротивление фазы статора; XС - индуктивное сопротивление фазы статора; X’Р = XР.КЕ2 - индуктивное сопротивление фазы ротора, приведенное к статору (X2 - индуктивное сопротивление фазы ротора); RP - сопротивление фазы ротора.
Механическая характеристика строится по формуле Клосса [5, 6, 7]:
,
где М - текущее значение момента; а=RC/R’2.