ROZRUCH REZYSTOROWY SILNIKA OBCOWZBUNEGO PRADU STAŁEGO: Uzwojenie wzbudzenia jest zasilane początkowo napięciem całkowitym, natomiast twornik - dla uniknięcia nadmiernego prądu rozruchowego - jest zasilany pośrednio przez oporniki rozruchowe W rozważaniach pomija się oddziaływanie i indukcyjność twor­nika; prąd It jest przy stałym strumieniu magnetycznym proporcjonalny do momentu obrotowego. W okresie rozruchu prąd płynący przez obwód. twornika waha się, w granicach założonych odpowiednio do warunków rozruchu, między prądem maksymalnym a prądem przełączenia . W chwili włączenia silnika do sieci w obwód twornika jest włączana maksymalna rezystancja Rm=Ra+r1+r2+...+rm (rys. 2.15). Jeśli pominąć indukcyjność obwodu twornika, to it = (U_N-e_t)/R_t. Przy m sekcjach rozrusznika I₁ = U_N / R_m . W miarę zwiększania prędkości i napięcia wewnętrznego silnika, prąd rozruchowy będzie się zmniejszał zgodnie z przebiegiem charakterystyki rozruchowej III. W chwili osiągnięcia przez prąd wartości max następuje wyłączenie sekcji rozrusznika i ponowne zwiększanie prądu do wartości przelaczenia pradu W ten sposób rozruch jest kontynuowany aż do przejścia na charaktery­stykę naturalną N i ustalenia się prądu i prędkości odpowiednio do obciążenia. Po zakończeniu rozruchu przy ewentualnych zmianach obciążenia prąd silnika i jego prędkość kątowa będą zmieniały się zgodnie z przebiegiem charakterystyki naturalnej. Wszystkie charakterystyki rozruchowe tworzą Pęk liniowych charakterystyk mechanicznych. Każdą charakterystykę wykreśla się prowadząc ją przez dwa punkty: wspólny dla wszystkich charakterystyk punkt ω= 1 na osi prędkości i odpo­wiedni punkt na prostej ad Wartości rezystancji poszczególnych sekcji rozrusznika muszą być, oczywiście, tak dobrane, aby granice zmian prądu rozruchowego odpowiadały założonym I₁ i I₂. Stosując rozrusznik ręczny nie można uniknąć pewnych rozbieżności między wartościami prądu przewidywanymi w obliczeniach a wartością prądu płynącego rzeczywiście podczas rozruchu. Wartość prądu maksymalnego /1 jest ograni­czona warunkami komutacji. Nie powinna ona, zależnie od mocy silników, przekraczać następujących wartości:

P_N <10 kW, I₁<3IN; P_N < 150 kW, I₁ < 2,5I_N

P_N > 150 kW, I₁ < 2I_N;

W silnikach prądu stałego do pracy przerywanej, stosowanych powszechnie w napędach transportowych i hutniczych, przyjmuje się znacznie większe wartości I₁ .

Prąd przełączenia powinien spełniać warunek

I₂ > (1,1÷1,2)I_r

przy czym I_r. określa prąd, jaki odpowiada momentowi oporowemu maszyny roboczej w czasie rozruchu. Różnica prądów I₁-I₂ jest miarą momentu dynamicznego i decyduje o przyspieszeniu w czasie rozruchu.

21. Rozruch silników indukcyjnych klatkowych z zastosowaniem tyrystorowego sterownika napięcia.

Rozruch silników indukcyjnych klatkowych z zastosowaniem tyrystorowego ste­rownika napięcia dotyczy silników niskiego napięcia, małej i średniej mocy. Włącze­nie w obwód uzwojenia stojana symetrycznych układów tyrystorowych prowadzi do obniżenia napięcia na jego zaciskach. Podstawowym wyposażeniem tych układów jest zespół przeciwsobnie równoległych tyrystorów w każdej fazie zasilania jak pokazano na rysunku 7.5 (układ z sześcioma tyrystorami).Przystosowanie sterownika napięcia do wykorzystania w warunkach rozruchu silnika polega na uzależnieniu sterowania zespołu tyrystorów od czasu. Przez regula­cję wartości początkowej napięcia oraz czasu narastania napięcia od wartości początkowej do znamionowej, możliwe jest optymalizowanie rozruchu ze względu na wartość początkową prądu i momentu silnika oraz przyspieszenia układu napędowego. Po dokonaniu rozruchu stosuje się zwieranie (bocznikowanie) sterownika napięcia dodatko­wym łącznikiem (stycznikiem) w celu odciążenia zespołu tyrystorów podczas pracy silnika. Sterowniki napięcia przystosowane do rozruchu silników noszą nazwę układów do łagodnego rozruchu silników indukcyjnych (tzw. soft-start). Umożliwiają programo­wanie procesu rozruchu. Ich wadą jest generowanie wyższych harmonicznych w prze­biegu napięcia i prądu silnika.

A2Dane:Pn=30,Un=400,Itn=60,f=50,nn=1420,pm=Mk/mn=2,8

a)m.znamionowy=Mn=Pn/wn=30000/148,7 wn=pi/30*nn ns=Itn*f/Pb znamionowy poslizg Sn=(ns-nn)/ns

b)Me/Mk=2/s/sk+sk/s Me=2Mk/s/sk+sk/s poslizg krytyczny sk=(Pm+pierwiastek (Pm^2-1)

A2Dane:Pn=21 Un=220 Itn=100 nn=2350 Rt=0.2

a)m.znamionowy Mn=Pn/wn znamionowa predksoc katowa wn=2pin/60 sprawnosc znamionowa Nn=Pn/P1n P1n=Un*Itn

b)

w=Um/ke*fiw-Rt*It/ke*fiw Utn-En-Urt=0 En=Utn-Urt=Utn-RtItn

w=0 Ut-RtIt2=0 It2=Ut/Rt En=ke*fiw*wn kefiwn=En/wn w0=Utn/kefiw Me=kefiwIt Mez=krfiwItz Men=Pen/wn=En*Itn/wn w0=Ut/kefiw

c)w=Ut/kefiw-RtIr/kefiw Iz=Ir=Ut/Rt

Ir=2.5Itn=Ut/Rd+Rt wyznaczyc Rd

B2Dane:Pn=10,Un=380,Itn=20,nn=1450 pm=Mk/Mn=3.0 s=1

a)m.znamionowy silnika Mn=Pn/wn wn=2pinn/60

b)Me/Mk=2/s/sk+sk/s Mk=3,0*Mn sk=pm(pm-pierwiastek pm^2-1

C2Fdane Pn=30 Un=220 Itn=155 nn=1250 Rt=0.12

a)m.znamionowy Mn=Pn/wn wn=(pi*nn)/30 predkosc idealnego biegu jalowego w0=Ut/kefiw Utn-E-Urt=0 E=Utn-Urt E=kefiw*wn kefiwn=E/wn

d)Mm=0,5Mn

Mm=Me=kefiwIt It=Mm/kefiw E=kefiw*wn Ut-E-(Rd+Rt)It wyznaczyc Rd

Dane:Pn=15 Un=100 In=39 f=50 nn=1410 pm=Mk/Mm

a)predksoc synchroniczna ns=60*f/Pb Pb liczba par biegunow poslizg znamionowy s=ns-nn/ns znamionowy moment Mn=Pn/wn predksoc znamionowa wn=pi*nn/30

b)Me/Mk=2/s/sk+sk/s Mk=Mn*pm moment rozruchowy Me(s=1)=Mr sk=sn(pm+pierwiastek pm^2-1

c)s0,9=ns-0,9nn/ns ns=1500? Me0,9=2Mk/s0,9/sk+sk/s0,9

A1Ekz=0,5Izw1^2 Ek=0,5Is*w^2+0,5Im*w^2 0,5Izw^2=0,5Isw1^2+0,5Imw^2 /*2/w1^2 Iz=Is+Im(wn/w1)^2

Układ napędowy, którego prędkość zmienia się ,jest w stanie dynamicznym inaczej nazywamy stanem przejściowym lub nieustalonym , w którym

W stanach nieustalonych (rozruch, hamowanie) układ napędowy można przedstawić w postaci trzech podstawowych elementów.

W przypadku ruchu obrotowego są to:

• silniki napędowe (SM)

• maszyna robocza (MR) wraz z urządzeniem pędnym

• zastępcza masa zamachowa o momencie bezwładności J równym momentowi bezwładności całego układu.

Elementem układu odpowiadają momentom obrotowe które spełniają równanie ruchu.

M-Mm-Md=0

Gdzie: M- moment obrotowy silnika

Mm - moment oporowy

Md - moment dynamiczny

Stan pracy układu napędowego w stanie nieustalonym charakteryzuj związki

Jeśli M>Mm masy układu poruszają się ruchu przyspieszonym (

Gdy M<Mm ruchem opóźnionym.

Czas trwania rozruchu lub hamowaniu możmy wyznaczyć przekształcając równanie

M=Mm+ J dw/dt

Do postaci dt= J dw/ M- Mm

Stąd czas potrzebny do zmiany prędkości kątowej od w1do w2

Zaś czas hamowania od wu do 0

7. Silnik obco wzbudny prądu stałego ma dwa niezależne obwody elektryczne zasilane z oddzielonych źródeł napięcia stałego: obwód twornika i obwód wzbudzenia.

W stanach statycznych silnika obcowzbudny prądu stałego jest opisany przez układ równań algebraicznych

• równanie napięciowe obwodu twornika Ut= (Rt+Rd) It+ Es

• zależnośc na siłę elektromotoryczną twornika Es Es= ke

• równanie na moment elektromagnetyczny silnika Me Me=

Znaczenie oznacznia:

Ut - napięcie zanikania obwodu twornika

Jt - prąd twornika

Rt - rezystancja twornika

Rd - rezystancja dodatkowa w obwodzie twornika

w - strumień wzbudzenia silnika

k - stała konstrukcyjna silnika

w - prędkość kątowa

Korzystając z dwóch pierwszych równań otrzymamy ogólnie równanie charakterystyki elektromechanicznej silnika obcowzbudnego prądu stałego

Ogólne równanie charakterystyki mechanicznej silnika obcowzbudnego prądu stałego

Kt- współczynnik nachylenia charakterystyki elektromechanicznej silnika

Km - ----------------------------------------------- mechanicznej silnika

w0 - prędkość kątowa idealnego biegu jałowego silnika

---