Таким образом, электродвигатели могут работать в двигательном и тормозном режимах.

Режимы работы электродвигателей

В процессе выполнения своих функций электродвига­тели работают в нескольких режимах: пуск, работа с номинальными данными, торможение и остановка.

Пуск, торможение и остановка электродвигателя от­носятся к неустановившимся режимам работы, так как в эти периоды величины, характеризующие работу элек­тродвигателя, постоянно меняются.

В соответствии с требованиями технологического про­цесса зачастую возникает необходимость в регулирова­нии частоты вращения машин и механизмов. Регулиро­вание можно осуществлять механическими (применение различных муфт, изменение передаточного числа редук­тора и т. д.) и электрическими способами (изменение схем включения двигателя, параметров питающей сети).

Электрические способы регулирования оказались наиболее простыми и точными, позволяющими автомати­зировать многие производственные процессы.

Для целей регулирования электродвигателей зачас­тую используют обратимость электрических машин. Так, в периоды пуска машины в работу и производительной работы ее электродвигатель работает по прямому назначению, т. е. создает на валу машины вращающий момент, а в периоды, когда необходимо уменьшить скорость или плавно остановить машину, он превращает­ся в генератор электрической энергии, который враща­ется за счет запасенной машиной кинетической энергии. Генерируемая электроэнергия отдается в сеть или га­сится в сопротивлениях - электродвигатель тормозит движение машины.

Таким образом, электродвигатели могут работать в двигательном и тормозном режимах.

Существует три способа торможения электродвига­телей:

· генераторное (рекуперативное) торможение с отдачей электроэнергии в сеть. Двигатель преобразует кинетиче­скую энергию механизма в электрическую. Режим воз­можен тогда, когда частота вращения вала двигателя станет больше частоты вращения по идеального холос­того хода двигателя;

· торможение противовключением происходит тогда, когда двигатель под воздействием сил, действующих со стороны рабочей машины, вращается в направлении, противоположном тому, на которое включены его об­мотки;

· динамическое торможение происходит при условии, когда двигатель работает генератором на внешнее со­противление.

Пуск,торможение и регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока

Пуск двигателей постоянного тока осуществляется с помощью специального пускового сопротивления, вклю­ченного в цепь якоря. Сопротивление пускового реостата подбирается так, чтобы пусковой ток был не более 200— 250% номинального и чтобы за период пуска двигателя реостат не перегревался. В процессе пуска величина со­противления реостата постепенно уменьшается до 0. При данном способе пуска часть энергии расходуется на на­грев реостата.

Применяется и другой, более совершенный и эконо­мичный способ - плавное повышение напряжения па за­жимах двигателя. Этот способ возможен при наличии управляемого преобразователя.

Оба эти способа могут применяться и для регулиро­вания частоты вращения двигателей.

Широкое распространение в электроприводе руднич­ных машин получил способ регулирования частоты вра­щения двигателя независимого возбуждения путем изме­нения величины напряжения, подводимого к зажимам якоря. Питание якоря осуществляется от индивидуаль­ного, регулируемого источника постоянного тока: машин­ного генератора (система генератор - двигатель, Г-Д), тиристного преобразователя (система управляемый крем­ниевый выпрямитель — двигатель, КУВ — Д) и др.

Схема простейшей системы Г — Д и ее характерис­тики приведены на рис. 8.2.

Приводной двигатель ПД (синхронный или асинхрон­ный) вращает с постоянной частотой якоря генератора Г и возбудителя В. От возбудителя В питаются обмотки возбуждения двигателя ОВД и генератора ОВГ. Гене­ратор подает напряжение непосредственно на якорь дви­гателя Д, который приводит в движение машину РМ.

Регулирование частоты вращения двигателя Д про­изводится за счет изменения величины напряжения на зажимах якоря. Изменение величины напряжения дости­гается изменением величины магнитного потока генера­тора Г с помощью реостата С помощью переключа­теля П возможно изменение направления магнитного потока возбуждения генератора Г, а значит полярности подаваемого на двигатель напряжения. Так достигается реверсирование двигателя Д.

Известно, что при изменении величины напряжения Е₂ можно получить любое количество искусственных ха­рактеристик двигателя Д.

Изменяя величину сопротивления R2 в обмотке воз­буждения двигателя, получаем изменение величины магнитного потока Ф двигателя. В этом случае характе­ристики располагаются выше естественной характерис­тики двигателя, т. е. частота вращения двигателя регу­лируется и в сторону увеличения ее по сравнению с но­минальной.

Система Г — Д и ее варианты применяются для при­вода подъемных машин, экскаваторов, прокатных ста­нов и др. Не недостатки: высокая первоначальная стои­мость, относительно низкий к. п. д. и громоздкость.

Для привода горных машин получила применение си­стема КУВ — Д. В этой

системе источником питания двигателя служит кремниевый управляемый вентиль

- тиристор. Изменение напряжения на зажимах якоря осу­ществляется путем изменения времени открывания ти­ристора.

На схеме (рис. 8.3, а) изображены двигатель постоян­ного тока Д с обмоткой независимого возбуждения ОВД, трансформатор Тр, группа тиристоров Т, блок управле­ния ими БУ. График изменения средней величины на­пряжения и_я на зажимах двигателя приведен на рис. 8.3, б.

Регулирование напряжения на зажимах якоря осу­ществляется путем изменения продолжительности пре­бывания тиристоров Т в закрытом состоянии Сигнал на открытие тиристора в проводящем направлении пода­ется регулируемым блоком управления БУ.

При включении трансформатора Тр напряжение пода­ется на аноды тиристоров. Когда на анод поступает отрицательная полуволна напряжения, тиристор закрыт. Во время подачи положительной полуволны тиристор будет закрыт еще некоторое время t₁, пока с блока БУ не поступит сигнала на открывание его.

С момента подачи сигнала тиристор будет пропускать ток в течение времени t₂, а затем снова закроется. Так будет происходить каждую положительную полуволну.

Изменение продолжительности нахождения тиристо­ров в открытом состоянии вызывает изменение среднего значения выпрямленного напряжения подаваемого на зажимы якоря, благодаря чему возможно плавное регулирование частоты вращения электродвигателя.

Так как тиристоры имеют малые габариты и массу при большой мощности, высокий к. п. д., большой срок службы, в них отсутствуют движущиеся и нормально искрящие части, они получают все большее применение в электроприводе рудничных машин. Так, например, си­стема КУВ — Д уже нашла применение в приводе гор­ных комбайнов.

Самостоятельная работа №5

на тему : «Особенности эксплуатации и конструктивного исполнения рудничного электрооборудования»

Студента гр. Р-2-10

Мартынова В.А.