Что называется кратностью пускового тока

Кратность пускового тока

Принцип работы: При пуске работает пусковая обмотка, обладающая большим активным сопротивлением, что улучшает пусковые характеристики (). При скольжении SS_нработает рабочая обмотка, имеющая малое активное сопротивление, что обеспечивает хорошие рабочие характеристики. Расположение стержней представлено на рис. 139.

Идея: При пуске в ход (f₂f₁) индуктивное сопротивление нижней клетки значительно больше, чем верхней, так как она расположена глубже в пазу, поэтому пусковой ток ротора будет проходить главным образом по верхней клетке, обладающей большим активным сопротивлением, это обеспечивает большой пусковой момент и пониженный пусковой ток. По мере разбега двигателя частота f₂уменьшается, и ток постепенно перераспределяется между клетками. При малых скольжениях индуктивное сопротивление обмоток ротора ничтожно малы и токи в клетках распределяются обратно пропорционально их активным сопротивлениям. Поэтому основной ток в роторе проходит преимущественно по рабочей обмотке, имеющей меньшее активное сопротивление. При малом активном сопротивлении роторной обмотки рабочие характеристики получаются хорошими.

Рис. 140 Рис. 141

На рис.140 представлено изменение моментов пусковой и рабочей обмотки, а также суммарного момента при S = 10. На рис.141 показано изменение эквивалентных сопротивлений,роторной цепи при S = 10. Так как параметры роторной цепи при изменении скольжения изменяются, то геометрическим местом конца вектора тока I не будет окружность, будет представлять собой сложную кривую.

Если параметры схемы замещения выразить через постоянные коэффициенты, то ток статора можно представить следующим выражением:

На рис.142 показано геометрическое место конца вектора I₁.

Конструкция двигателя сложнее, но он обладает большим пусковым моментом, поэтому применяется там, где необходимы повышенные пусковые моменты (транспортеры, дробилки, шаровые машины и т. д.).

Кратность пускового тока:

Кратность пускового момента

Cos_ни перегрузочная способность этого двигателя ниже, чем у двигателя с одной клеткой (круглой) на роторе, т.к. магнитное рассеяние в роторе больше, чем у одной обмотки.

Характер изменения момента (механические характеристики) для различных двигателей показан на рис. 143.

У двигателей с глубоким пазом и с двойной клеткой М_кр уменьшается из-за большого магнитного рассеяния на роторе.

3-6. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Для асинхронного двигателя частота вращения ротора определяется по формуле

, или ,

откуда видно, что скорость вращения ротора можно регулировать:

­1. f = var — изменять частоту подводимого напряжения.

2. p=var- изменять число пар полюсов.

3. Sr₂— изменять скольжение:

а) сопротивлением r₂в цепи ротора.

б) введением Eв роторную цепь.

3-6-1. Регулирование частоты вращения двигателя изменением частоты

Для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя необходим преобразователь частоты. При регулировании необходимо стремится к тому, чтобы с изменением частоты не ухудшались рабочие характеристики. Для чего необходимо, чтобы с изменением частоты f поток оставался постоянным

(),

.е. при регулировании частоты одновременно необходимо регулировать и напряжение. Регулирование скорости с условием

является экономичным. Для поддержания _m,Cos,, как показали исследования можно достичь этого, если выполняется условие

.

Регулирование изменением частоты происходит плавно. На рис.144 представлены механические характеристики при различных значениях частоты.

3-6-2. Регулирование частоты вращения двигателя путем изменения числа пар полюсов

Это способ регулирования является ступенчатым. Переключение производится обмоткой статора с одной синхронной скорости на другую. Обычно ротор при этом короткозамкнутый.

Наибольшее распространение получили обмотки с переключением числа полюсов 1:2. Кроме того, имеются обмотки разработанные Харитоновым для станков, которые переключают число полюсов как 1:2, так и отличных от этого соотношения. Кроме того, в промышленности используются обмотки на принципе — Полюсной амплитудной модуляции, разработанной англичанином Райклифом. Мы рассмотрим обмотки только при переключении числа полюсов 1:2.

Обычно регулирование производится на две, три, четыре ступени. На статоре укладывается либо одна обмотка с переключением, либо две с переключением на четыре скорости. Это дает возможность увеличить пределы регулирования, но понижает использование машины, поскольку работает одна обмотка.

Требования к обмотке.

1. Схема обмотки должна иметь минимальное число переключаемых элементов.

2. На всех ступенях насыщение магнитной системы машины не должно превышать допустимых значений.

3. Обмоточные коэффициенты на всех ступенях вращения должны быть достаточно высокими.

4. При включении обмотки не должны возникать значительные отрицательные асинхронные и синхронные вращающие моменты и вибрационные силы, обусловленные высшими гармониками магнитного поля.

5. Для каждой ступени устанавливается определенная мощность по нагреву.

6. Направление вращения ротора должно быть неизменным.

Выполнить эти условия сложно и не всегда разрешимо.

Принцип переключения числа полюсов основан на том, что изменяя ток в одной из полуфаз обмотки изменяется число полюсов. Этот принцип продемон-стрирован на рис. 145.

Электромагнитная мощность для любого числа Р обмотки статора определяется соотношением

, ,

пользуясь этим соотношением, проанализируем работу нескольких схем, рис. 146.

1. Y/Y — 8/4

Работа при Р = const

1. Y/YY — 8/4

1. /YY — 8/4

Рис. 146 Работа при постоянной мощности Р = const 3-6-3. Регулирование частоты вращения двигателя сопротивлением в цепи ротора (с фазным ротором)Как известно, если увеличивать r₂в цепи ротора, то скольжение, при постоянном моменте сопротивления, возрастает, а скорость уменьшается (рис.147). Потери в роторной цепи P_эл2=P_эмS, т.е. при глубоком регулировании потериP_эл2возрастают, а это для двигателей большой мощности не допустимо. Рис. 147 Поэтому в двигателях большой мощности регулирование частоты вращения производят за счет введения Е в роторную цепь. При любом скольжении ЭДСЕ должна иметь ту же частоту, что и основная ЭДС Е_2Sроторной обмотки. Идея регулирования сводится к тому, что еслиЕ_kнаправлена встречно с Е_2S, то скорость уменьшается, а если согласно с Е_2S, то скорость увеличивается. Схема введения ЭДСЕ в роторную цепь представлена на рис. 148. Рис. 148 3-6-4. Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряженияЭтот способ регулирования не дает больших результатов. Диапазон регулирования получается небольшим (см. рис.149). В практике используются различные импульсные способы регулирования частоты вращения на базе тиристоров. Рис. 149 3-7. Асинхронная машина в качестве генератора В качестве самостоятельного генератора асинхронная машина употребляется очень редко. Этот режим встречается в период торможения двигателей. Но иногда асинхронная машина используется в генераторном режиме. В этом режиме асинхронная машина может работать либо в тормозном режиме, при этом для создания потока используется энергия сети, либо в автономном режиме с использованием емкости для самовозбуждения. Обычно синхронный генератор потребляет из сети реактивную мощность для создания магнитного потока. Чтобы перевести асинхронную машину в генераторный режим, ее нужно разгрузить, а затем вращать ротор со скоростью выше синхронной (n>n₁), при этом скольжение становится отрицательным. Фаза ЭДС ротора изменяется на 180. Это приводит к тому, что активная составляющая тока ротора изменит свой знак, а реактивная составляющая оставит свое направление, т.к. независимо от режима машиной потребляется реактивная мощность для создания магнитного потока. Докажем это аналитически. Ток в роторе , из рис.1. ток ,тогда, т.е. при скольженииS< 0, то активная составляющая тока ротора изменит свой знак. Активная составляющая тока ротора I_2rне изменит своего знака при переходе машины в генераторный режим. , , Векторная диаграмма асинхронного генератора Из векторной диаграммы, рис. 150 видно, что активная составляющая тока в роторе, а следовательно и активная составляющая тока в статоре изменили свой знак. Рис. 150 3-8. Однофазный асинхронный двигатель Однофазный асинхронный двигатель по своим рабочим характеристикам уступает 3 х фазному. Но он имеет то преимущество, что питается от однофазной сети. У однофазного двигателя в пазах статора укладываются две обмотки сдвинутые в пространстве на 90эл. градусов. Но вторая (пусковая обмотка) используется только на период пуска, после чего она отключается. Ротор обычно короткозамкнутый. Однофазная обмотка создает пульсирующий магнитный поток, который можно разложить на прямой поток и обратный. При пуске (n = 0) моменты от прямого и обратного потока равны и противоположны. По этому пусковой момент М_п= 0 (рис.1). Если сдвинуть ротор по направлению прямого поля, то ротор разгонится до скорости близкой к скорости поля Ф_пр. Его скорость n = n₁(1 -S) по отношению к прямому полю. Скорость вращения обратного поля относительно ротора определится: , т.е. обратное поле по отношению к ротору вращается почти с двойной скоростью. Отсюда индуктивное сопротивление ротора от обратного поля будет большим, а активная составляющая тока в роторе будет малой и момент от обратного поля будет малым. А момент от прямого поля будет большим, т.к. скольжение при разгоне уменьшается, уменьшается Х_2пр, Рис. 151 а следовательно активная составляющая тока ротора от прямого поля будет возрастать и момент так же возрастет, что подтверждается на кривых момента от прямого и обратного поля. Из рис.152 видно, что при S = 1 пусковой момент равен нулю (М_п= 0). Для создания пускового момента используется пусковая обмотка. Обмотка возбуждения и пусковая обмотка создают вращающееся магнитное поле, которое наводит в обмотке ротора ЭДС и ток, и создается асинхронный момент. Рис. 152 При пуске включается пусковая обмотка и создается асинхронный момент, после разгона ротора пусковая обмотка отключается ключом К, рис.153. Условия создания кругового поля двумя обмотками:

1. Обмотки в пространстве должны быть сдвинуты на 90.
2. Т Рис. 153 оки и потоки в обмотках должны быть сдвинуты во времени на 90.
3. Намагничивающие силы обмоток должны быть равны F_А= F_В

При невыполнении одного из них поле будет эллиптическим. На рис.154 представлены разновидности полей (круговое, пульсирующее и эллиптическое). Рис. 154 На рис.155 представлена зависимость момента от скольжения с учетом пусковой обмотки. Рис. 155 Представим диаграммы токов обмоток при различных фазосдвигающих элементах, рис. 156. Рис. 156 Наилучшим фазосдвигающим элементом является ёмкость. Использование 3 х фазного двигателя в однофазном режиме, рис. 157. , мкФ Рис. 157

Расчет кратности пускового тока электродвигателя

Добрый день. У меня вот какая проблема — пришло задание проверить существующие уставки МТЗ и ТО, которые защищают скипо-клетьевой подъем. По данным, которые предоставили руководители шахты там 2 двигателя АКН 2-12-39-20 УХЛ, трехфазных с номинальной частотой вращения 300 об/мин., номинальной мощностью 630кВт, напряжением статора 6000 В, током статора 87 А. На предоставленной однолинейной схеме тип электродвигателя АКН 2-18-36-20 УХЛ4. По последнему типу нашла только кратность максимального момента Ммакс/Мном=2,3. В Неклепаеве таких ЭД нет. Даже в справочнике шахтного энергетика только кратность максимального момента. Но как же мне проверить токовую отсечку, если не могу посчитать пусковой ток? Может кто сталкивался с такой проблемой?
Перекопала кучу литературы, а конкретного решения проблемы так и не нашла. В одном источнике нашла информацию, что пусковые токи для асинхронных двигателей с фазным ротором (2-3)*Iном.раб. В другом источнике Кпуск=1,5-2,5- для АД с фазным ротором. Но хотелось бы конкретного подтверждения такой информации

2 Ответ от boris221 2019-01-15 11:00:18

Re: Расчет кратности пускового тока электродвигателя

Отношение моментов тут дано для определения перегрузочной способности двигателя. Для расчётов нужно учитывать ещё и характер нагрузки. Т.е. есть схемы с последующим подключением нагрузки (включение перепускных клапанов насосов, дополнительных муфт и т.д.).

Обычно на заводах изготовителях можно запросить различные параметры электродвигателей. Причём, именно под ваши условия, так как на заводах часто проводят натурные испытания на реальных моделях.

Вам надо обратиться к специалистам завода ЗАО «Завод Крупных Электрических Машин» (ЗАО «ЗКЭМ»). Или же к их материнской компании «Росэнергомаш».

Более подробную информацию вам не кто не даст. А рассчитывать и реализовывать реальные уставки РЗА основываясь на каких-то справочных данных. результат может сильно отличаться от реального положения дел.

3 Ответ от Novik 2019-01-16 03:17:29

Re: Расчет кратности пускового тока электродвигателя

Для двигателей с фазным ротором пусковой ток будет сильно зависеть, в том числе, и от сопротивлений, включаемых в ротор.
Т.к. двигатели реальные и в работе, то проще замерить пусковой ток.

4 Ответ от stoyan 2019-01-16 11:36:46

Re: Расчет кратности пускового тока электродвигателя

Если принят что пусковое сопротивление всегда исправно и пуск произходит щатно (оно введено полностью) можно принять кратность пускового тока 3. Но что будет если произходит пуск при неисправном/выведенном резисторе? В литературе не видел Кп для такого случая.

5 Ответ от svit124 2019-01-17 10:57:55

Re: Расчет кратности пускового тока электродвигателя

Спасибо за ответы!
Насчет узнавания данных заводов изготовителей — думаю этим двигателям много лет и я не работаю напрямую с этой шахтой, чтобы узнать их производителей.
Так как уставки существующие и выполняющие свои функции, то в принципе их менять не хочется. Ведь основной принцип местных релейщиков- не лезть туда, где всё работает и лишних отключений нет.
Это скорее для меня лишний урок изучить эту тему со всех сторон, чтобы знать как всё это считается, от каких условий отстраивается.
Да и вообще шахтные потребители крайне редко дают адекватные данные по двигателям. Прошлый расчет был выполнен для вентиляторов и по нашим расчетам уставка МТЗ была завышена. По расчетам получился первичный ток 1200А, а существующая уставка была 2100А. Притом данные вентиляторов так же официально давала шахта. Мы же, после расчета, дали задание уставки изменить на расчетные. В итоге защита стала часто срабатывать и выяснилось, что двигатели уже ремонтировались и точных данных нынешних нам сказать не могут. Пришлось выставлять обратно старые уставки для нормальной работы

Сообщений 5

Тему читают: 1 гость

Страницы 1

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Советы бывалого релейщика → Спрашивайте — отвечаем → Расчет кратности пускового тока электродвигателя

Похожие темы

• Расчет утроенного тока нулевой последовательности при однофазном КЗ
• ВАХ трансформатора тока, проверка тока намагничивания, ПУЗ 7 изд.
• Трансформатор тока
• Пульсации тока и напряжения СОПТ.
• Пилообразная форма тока при питании ЧРП

Форум работает на PunBB , при поддержке Informer Technologies, Inc

Кратность пускового тока

2.7.2. Короткозамкнутый асинхронный двигатель с двойной клеткой на роторе

Принцип работы: При пуске работает пусковая обмотка, обладающая большим активным сопротивлением, что улучшает пусковые характеристики (). При скольжении SS_нработает рабочая обмотка, имеющая малое активное сопротивление, что обеспечивает хорошие характеристики.

Идея: При пуске в ход (f₂f₁) индуктивное сопротивление нижней клетки значительно больше, чем верхней, так как она расположена глубже в пазу, поэтому пусковой ток ротора будет проходить главным образом по верхней клетке, обладающей большим активным сопротивлением, это обеспечивает большой пусковой момент и пониженный пусковой ток. По мере разбега двигателя частота f₂уменьшается, и ток постепенно перераспределяется между клетками. При малых скольжениях индуктивное сопротивление обмоток ротора ничтожно малы и токи в клетках распределяются обратно пропорционально их активным сопротивлениям. Поэтому основной ток в роторе проходит преимущественно по рабочей обмотке, имеющей меньшее активное сопротивление. При малом активном сопротивлении роторной обмотки рабочие характеристики получаются хорошими.

На рис.2 представлено изменение моментов пусковой и рабочей обмотки, а также суммарного момента при S = 10. На рис.3 показано изменение эквивалентных сопротивлений,роторной цепи при S = 10. Так как параметры роторной цепи при изменении скольжения изменяются, то геометрическим местом конца вектора тока I не будет окружность, будет представлять собой сложную кривую.

Если параметры схемы замещения выразить через постоянные коэффициенты, то ток статора можно представить следующим выражением:

ниже покажем геометрическое место конца вектора I.

Конструкция двигателя сложнее, но он обладает большим пусковым моментом, поэтому применяется там, где необходимы повышенные пусковые моменты (транспортеры, дробилки, шаровые машины и т. д.).

Кратность пускового тока:

Кратность пускового момента

Cos_ни перегрузочная способность этого двигателя ниже, чем у двигателя с одной клеткой (круглой) на роторе, т.к. магнитное рассеяние в роторе больше, чем у одной обмотки.

Характер изменения момента (механические характеристики) для различных двигателей показан на рис.5.

У двигателей с глубоким пазом и с двойной клеткой М_круменьшается из-за большого магнитного рассеяния на роторе.

2.8. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Для асинхронного двигателя частота вращения ротора определяется по формуле

, или,

откуда видно, что скорость вращения ротора можно регулировать:

­1. f = var — изменять частоту подводимого напряжения.

2. p=var- изменять число пар полюсов.

3. Sr₂— изменять скольжение:

а) сопротивлением r₂в цепи ротора.

б) введением Eв роторную цепь.

2.8.1. Регулирование частоты вращения двигателя изменением частоты

Для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя необходим преобразователь частоты. При регулировании необходимо стремится к тому, чтобы с изменением частоты не ухудшались рабочие характеристики. Для чего необходимо, чтобы с изменением частоты f поток оставался постоянным

(),

т.е. при регулировании частоты одновременно необходимо регулировать и напряжение. Регулирование скорости с условием

является экономичным. Для поддержания _m,Cos,, как показали исследования можно достичь этого, если выполняется условие

.

Регулирование изменением частоты происходит плавно. На рис.1 представлены механические характеристики при различных значениях частоты.

Что называется кратностью пускового тока

Преобразователи частоты Теория АЭД Моменты Что понимают под пусковым моментом асинхронного двигателя?

Пусковой момент на валу асинхронника – вращающий момент, который развивает на валу электрический асинхронный двигателя при следующих условиях: скорость вращения равна нулю (ротор неподвижен), ток имеет установившееся значение, к обмоткам электродвигателя подведено номинальное по частоте и напряжению питание, соединение обмоток соответствует номинальному режиму работы электродвигателя.

Под номинальным режимом понимают процесс функционирования электродвигателя, для которого он был разработан.

Пусковой момент часто называют моментом трогания, еще в литературе встречается термин начальный пусковой момент электродвигателя. Для вычисления пускового момента используют формулу: Мпуск = Мн*?пуск.
Где: Мпуск – пусковой момент
Мн – номинальный момент на валу электродвигателя.
?пуск – кратность пускового момента заданная в паспорте двигателя. Значение данного параметра варьируется в пределах от 1,5 до 6 для различных типов двигателей и нагрузок.

При выборе электродвигателя для оборудования важно следить что бы пусковой момент был больше чем статический момент нагрузки подключенной к валу электродвигателя. В случае если данное условие не выполняется асинхронный двигатель либо вообще не сможет разогнать нагрузку, либо разгон будет очень длительным.