ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ МЕХАНІЗМУ ПЕРЕСУВАННЯ ВАНТАЖОПІДЙОМНОГО КРАНА

АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ МЕХАНІЗМУ ПЕРЕСУВАННЯ ВАНТАЖОПІДЙОМНОГО КРАНА.

принцип дії схеми керування та методи перевірки електромеханічних характеристик асинхронного

При інтенсивних режимах роботи й значній потужності двигунів від керування за допомогою силових контролерів, незважаючи на його простоту, доводиться відмовлятися. На початкових етапах розвитку електроприводів силові контакти контролера замінялися силовими контактами контакторів, включення й відключення яких у необхідній послідовності виконувалося за допомогою контактів командоконтролера. Механічні характеристики двигуна й схеми керування в цьому випадку принципово не змінювалися. Тому такі пристрої одержали назву магнітних контролерів. Надалі введення в схему керування додаткових електричних апаратів дозволило реалізувати різні автоматичні блокування, автоматизувати процеси пуску й гальмування, одержувати різні штучні характеристики. У даний час для кранових електроприводів магнітні контролери випускаються у вигляді типових панелей. Їхнє влаштування і характеристики описані в [2,3].

які вивчаються у курсі Автоматизований електропривод й описаних в [4,5].

Розглянемо роботу схеми (див. рис. 2). Припустимо, що рукоятка командоконтролера КК перебуває в нульовому положенні. Включений лінійний контактор КЛ, розташований у захисній крановій панелі. При вмиканні автоматичних вимикачів QF1 й QF2 до напруги мережі приєднуються головні кола й кола управління електроприводу механізму пересування.

спрацьовування РБ, КТ і ТМ. За цей час М1 устигає розвинути момент, достатній для ефективного електричного гальмування. Другий замикаючий контакт РБ створює коло живлення котушки РП. Котушка реле противмикання РП включена на різницю випрямлених напруг: постійного по величині з боку випрямляча Вп2 і змінного по величині - з боку Вп1. Останній здійснює випрямлення змінної напруги, що наводиться в обмотці ротора й залежить від величини ковзання ротора. При ковзанні ротора від 1 до номінального при пуску й від 1.3 до 1 у режимі противмикання різниця цих напруг перевищує величину напруги спрацьовування реле РП. Тому реле РП у розглянутому випадку спрацьовує. Його розмикальний контакт у колі котушки КВ розмикається, однак котушка КВ продовжує одержувати живлення, тому що названий контакт РП шунтований контактом РБ, який замкнувся.

При переводі рукоятки командоконтролера в друге положення замикається й залишається замкнутим в інших положеннях рукоятки контакт К3. Одержує живлення котушка контактора КП. Контактор КП спрацьовує й своїми головними контактами шунтує у колі ротора резистор противмикання R_д.пр. Двигун М1 переходить на характеристику 2, швидкість його збільшується. Розмикальний контакт КП розриває коло живлення котушки РУ1 і воно починає відлік витримки часу. По закінченні відліку часу контакт РУ1 у колі котушки контактора КУ1 замикається.

в третє положення. Замикається контакт К9 та спрацьовує контактор КУ1. Своїми головними контактами КУ1 шунтує перший ступінь пускового реостата R_дп1. Двигун переходить на характеристику 3. Швидкість його обертання збільшується. Розмикальний контакт КУ1 розриває коло живлення котушки РУ2 і воно, у свою чергу, починає відлік витримки часу. Після закінченні відліку часу контакт РУ2 у колі котушки контактора КУ2 замикається.

Перевід рукоятки командоконтролера в четверте положення замкне контакт К11 і контактор КУ2 спрацює. Своїми головними контактами він зашунтує другий ступінь пускового реостата R_дп2, і двигун М1 перейде на характеристику 4. У колі ротора залишається не виключений ступінь резисторів. Це забезпечує збільшений стосовно природної характеристики нахил характеристики 4 і тому, більш плавний процес пуску.

дію тільки при спрацьовуванні нульового або кінцевого захисту, а також при натисканні на кнопку аварійної зупинки КА. Для зупинки крана в схемі з вільним вибігом необхідно перевести рукоятку командоконтролера в положення, що відповідає протилежному напрямку руху. У розглянутому випадку з положення уперед в положення назад. При переході рукоятки через нульове положення втрачають живлення котушки й відключаються контактори КВ, КП, КУ1, КУ2, реле РП і РБ. У роторні кола М1 уводиться повний опір.

У процесі гальмування ковзання ротора знижується, зменшується ЕРС, що наводиться у його обмотках, і збільшується напруга на котушці РП. При величині ковзання 1.3 реле РП спрацьовує й замикає свій контакт, що забезпечує живлення котушок КП, КУ1, КУ2. Якщо рукоятка командоконтролера перебуває в першому положенні назад, то двигун після повної зупинки почне розганятися в напрямку назад по характеристиці 1. У будь-якому іншому випадку при спрацьовуванні РП одержить живлення котушка КП, контактор КП спрацює і своїми головними контактами зашунтує R_д.пр. Двигун М1 перейде на характеристику 2, швидкість його знизиться до нуля, а потім почнеться автоматичний пуск М1 у напрямку назад. Характеристика, на якій М1 буде працювати в сталому режимі, визначається положенням рукоятки контролера.

Дослідження механічних характеристик двигуна М1 здійснюється за допомогою навантажувального агрегату, до складу якого входять: генератори постійного струму незалежного збудження G1,G й асинхронний короткозамкнений двигун М2. Генератор G1 приводиться в обертання двигуном М1, а генератор G2 - двигуном М2. Величина струму в обмотках збудження LG1 й LG2 генераторів, а отже, і величина їх ЕРС регулюється, відповідно, за допомогою повзункових реостатів R5 й R4. Крім того, за допомогою перемикача S1 можна змінювати полярність напруги, що прикладається до LG2, і в такий спосіб змінювати напрямок ЕРС генератора. При працюючих М1, М2, розімкнутому автоматичному вимикачі QF5, у положенні 1 перемикача S2 показання вольтметра PV1 визначаються алгебраїчною сумою електрорушійних сил генераторів G1 й G2. За допомогою перемикача S1 і резистора R4 можна встановити величину ЕРС G2 рівною ЕРС G1, але включеною відносно неї зустрічно. Алгебраїчна сума ЕРС G1 й G2 у цьому випадку виявиться рівною нулю, і вольтметр PV1 буде давати нульові показання. При замиканні QF5 якорі G1 й G2 утворять загальне коло, величина струму в якому дорівнює нулю. Якщо тепер за допомогою R4 зменшувати струм в обмотці збудження G2, то його ЕРС стає меншою ЕРС G1, і G2 відносно G1 починає працювати в режимі двигуна. Генератор G1 відносно G2 працює в генераторному режимі, і тим самим створює навантаження для М1. Величина навантаження буде тим більшою, чим більшою буде різниця між величинами ЕРС G1 й G2. Струм у якірному колі генераторів контролюється амперметром РА1, напруга на якорі G1 - вольтметром PV1 у положенні II перемикача S2, і швидкість обертання М1 - вольтметром PV2, підключеним до якоря тахогенератора BR. Резистором R6 установлюється номінальне значення струму в обмотці збудження BR.

Зібрати вимірювальну частину схеми, що включає в себе автоматичні вимикачі QF1QF5, вольтметри PV1 й PV2, амперметр РА1, повзункові реостати R4, R5 і клемну дошку, на якій установлена кнопка аварійної зупинки КА механізму, кінцеві вимикачі ВКВ, ВКН і перемикач S1. Рукоятки автоматичних вимикачів повинні перебувати  в положенні 0.

Запустити досліджуваний двигун М1. Для чого рукоятку командоконтролера поставити в нульове положення. Ключем з одним отвором замкнути рубильник В1 захисній панелі, а потім ключем із двома отворами включити лінійний контактор КЛ. Рукоятки QF1 й QF2 перевести в положення I. Перевести рукоятку КК у перше положення заданого напрямку.

Запустити навантажувальний агрегат. Для чого необхідно переконатися в тім, що РУКОЯТКА QF5 ПЕРЕБУВАЄ В ПОЛОЖЕННІ 0, потім включити QF3 й QF4. Після того, як М2 досягне сталої швидкості обертання, за допомогою R4 у положенні I перемикача S2 домогтися нульових показань PV1. Якщо це не вдається, перевести S1 в інше положення. ТІЛЬКИ ПРИ НУЛЬОВИХ ПОКАЗАННЯХ PV1 ВКЛЮЧИТИ QF5.

Зняти механічну характеристику М1 в першому положенні рукоятки КК. Для цього за допомогою R4 збільшувати навантаження М1, фіксуючи через кожні 2-3 А показання РА1, PV2 і показання PV1 у положенні II перемикача S2. Струм у якірному колі М1 збільшувати до 25А. Якщо повзунок R4 виявиться в крайнім положенні при менших показаннях РА1, необхідно перевести S1 в інше положення. По закінченні досліду перевести S1 і повзунок R4 у початковий стан і зняти навантаження з М1. РОЗІМКНУТИ QF5.

Зняти механічні характеристики М1 на інших положеннях рукоятки КК. Досліди проводяться аналогічно описаному в п.4.4.4. Наприкінці кожного досліду РОЗМИКАТИ QF5. На початку наступного досліду ЗАМИКАТИ QF5 ТІЛЬКИ ПРИ НУЛЬОВИХ ПОКАЗАННЯХ PV1.

Переконатися, що магнітний контролер забезпечує плавне наростання швидкості М1 при автоматичному пуску. Для цього рукоятку КК із нульового положення перевести в четверте й за допомогою електронного осцилографа зняти залежність, що характеризує зміну в часі швидкості М1. На вхід осцилографа подавати напругу з виходу ВR.

На підставі отриманих експериментальних даних розрахувати значення моменту М_М1i, який розвиває М1 у кожній і-ій досліджуваній точці. Якщо знехтувати втратами на обертання генератора G1, то величина М_М1i може бути прийнятою рівною величині електромагнітного моменту М_G1i генератора G1.

Електромагнітний момент М_G1i визначається із співвідношення:

де Р_і електрична потужність, яку створює G1 в і-ій точці, кВт; n_і швидкість G1 в  і-ій досліджуваній точці, об.хв.

У свою чергу електрична потужність Р_і визначається як

, кВт,

де U_і - напруга на якорі G1 в і-ій точці, В; I_і струм якоря в і-ій точці, А; R_я активний опір обмотки якоря С1, Ом; R_я=0.9 Ом.

За результатами розрахунку побудувати механічні характеристики М1 у чотирьох квадрантах.