Лабораторная работа по электронике, электротехнике, радиотехнике (Вариант 10)

Практическое задание. Тема: системы автоматизированного управления пуском приводных электродвигателей. Учебные цели: Изучить устройство и действие системы автоматизированного управления реостатным пуском приводного электродвигателя постоянного тока. Изучить устройство и действие системы автоматизированного управления реостатным пуском приводного асинхронного двигателя с фазным ротором. Приобрести первичные практические навыки по обслуживанию этих систем. ЛАБОРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

1 Система управления реостатным пуском приводного электродвигателя постоянного тока.

Принципиальная схема системы управления пуском электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения в функции скорости (ЭДС) приведена на рис. 1. Основными элементами системы являются: – контактор линейный КЛ, однополюсный с одним вспомогательным контактом; – три контактора ускорения (1КУ, 2КУ, 3КУ), однополюсные; контактор 3КУ имеет один вспомогательный размыкающий контакт; – пусковое сопротивление RП, состоящее из трех ступеней; кнопки управления «Пуск» и «Стоп». Для осуществления пуска электродвигателя необходимо предварительно рубильником Рб подключить систему к питающей сети. При этом получает питание обмотка возбуждения ОВ. При нажатии на кнопку «Пуск» получает питание втягивающая катушка контактора линейного КЛ, он срабатывает, замыкает главный контакт и подключает цепь якоря электродвигателя с трехступенчатым пусковым сопротивлением к питающей сети. Каждый контактор ускорения настроен на определенное напряжение втягивания сердечника, эти контакторы осуществляют шунтирование ступеней пускового сопротивления в определенной последовательности. Двигатель разгоняется по первой искусственной механической характеристике (рис. 2), при частоте вращения n1 срабатывает контактор ускорения 1КУ и шунтирует первую ступень пускового сопротивления R1. Двигатель продолжает разгон по второй искусственной механической характеристике до частоты вращения n2, при которой срабатывает второй контактор ускорения 2КУ и шунтирует вторую ступень пускового сопротивления. Двигатель продолжает разгон по третьей искусственной механической характеристике до частоты вращения n3, при которой срабатывает контактор 3КУ и шунтирует третью ступень пускового сопротивления. Вспомогательный контакт 3КУ, размыкаясь, отключает втягивающие катушки 1КУ и 2КУ. Двигатель переходит на естественную механическую характеристику, по которой завершает разгон при n=nН (точка h). Таким образом, разгон осуществляется по кривой a-b-c-d-e-f-g-h. Переход электродвигателя с одной механической характеристики на другую фиксируется амперметром по броску тока. Контактор линейный КЛ отключает электродвигатель от сети при нажатии на кнопку «Стоп» и при исчезновении напряжения сети (размыкаются главный и вспомогательный контакты), таким образом, контактор КЛ выполняет функции нулевой защиты.

2 Система управления реостатным пуском асинхронного двигателя с фазным ротором.

Принципиальная схема системы управления пуском асинхронного двигателя с фазным ротором в функции тока приведена на рис. 3. Рисунок 3. Основными элементами системы являются: – трехполюсный контактор линейный КЛ с одним замыкающим вспомогательным контактом; – двухполюсный контактор ускорения КУ; – реле тока РТ с замыкающим (РТ1) и размыкающим (РТ2) контактами; – реле промежуточное РП с двумя замыкающими контактами (РП1 и РП2); – пусковое сопротивление RП; – кнопки управления «Пуск» и «Стоп». Для осуществления пуска АД предварительно рубильником Рб система подключается к сети трехфазного тока. При нажатии на кнопку «Пуск» получает питание втягивающая катушка контактора линейного КЛ, контактор срабатывает, замыкает главные контакты и подключает АД к питающей сети с пусковым сопротивлением RП в цепи фазного ротора. Одновременно замыкается вспомогательный контакт КЛ, шунтирующий кнопку «Пуск». От ограниченного броска тока ротора срабатывает реле тока РТ, его контакт РТ1 замыкается, а контакт РТ2 размыкается. Получает питание втягивающая катушка промежуточного реле РП, его контакты РП1 и РП2 замыкаются. По мере разгона АД по искусственной механической характеристике a-b ток в цепи ротора уменьшается и по достижении им величины меньше тока уставки, якорь реле тока РТ отпадает от сердечника и контакт РТ1 размыкается, а контакт РТ2 замыкается, подключая к питающей сети втягивающую катушку контактора ускорения КУ. Контактор срабатывает, замыкает свои главные контакты, которые шунтируют втягивающую катушку РТ и пусковое сопротивление RП. АД переходит на естественную механическую характеристику (точка С) и завершает разгон при n=nН (рис. 4). Кривая разгона двигателя: a-b-c-d. Момент перехода АД с искусственной механической характеристики на естественную фиксируется амперметром по броску тока. Рисунок 4.

3 Расчет одноступенчатого пускового сопротивления и построение механических характеристик АД с фазным ротором (УИРС)

Исходные данные для расчета: – номинальная мощность АД Р2Н =10 кВт; – номинальная частота вращения nН =945 об/мин; – число пар полюсов р=3; – сопротивления фаз обмоток статора и ротора r1=0,68 Ом; x1=0,74 Ом; r2=0,29 Ом; x2=0,54 Ом; – соединение фаз обмоток статора и ротора Y/Y; – кратность максимального момента . АД получает питание от сети UЛ1=380 В, f1=50 Гц; напряжение между контактными кольцами неподвижного ротора U2К=238 В. 1. Определяется коэффициент трансформации Приведенные сопротивления обмотки ротора 2. Из приближенной формулы для критического скольжения с добавочным сопротивлением rД в цепи ротора где определяется приведенное сопротивление обеспечивающее равенство пускового момента критическому МП=МК.Критический момент для сравнения определяется двумя способами.Через заданную кратность: По приближенной формуле где Механические характеристики рассчитываются с использованием формулы Клосса:для естественной характеристики, для искусственной характеристики Таблица 2 – Расчет механических характеристик.