Литература:[1] стр. 111-116 , [3] стр. 90-92.
Методические указания
Энергия, потребляемая двигателем из сети, расходуется на совершение полезной работы и на потери, возникающие как при установившемся, так и при переходном режимах.
Изучая эти вопросы, необходимо уделить большое внимание изучению потерь при переходных режимах: пуске, торможении, реверсе двигателей. При изучении вопроса о потерях в двигателе постоянного тока при пуске необходимо рассмотреть количественную сторону вопроса: расход энергии на совершение механической работы и расход на тепловыделение. При этом следует рассмотреть пуск двигателя вхолостую (Мс = 0) и пуск под нагрузкой.
При рассмотрении тормозных режимов необходимо обратить внимание на торможение противовключением, которое сопровождается большим потреблением энергии из сети. Следует уяснить, что статическая нагрузка оказывает влияние на величину потерь: при пуске потери увеличиваются по сравнению с пуском вхолостую, а при торможении - уменьшаются. При изучении потерь энергии при пуске и торможении асинхронного двигателя важно понять, что потери в роторе двигателя при пуске и торможении вхолостую определяются теми же соотношениями, что и для двигателей постоянного тока независимого возбуждения. Полные потери в двигателе складываются из потерь в роторе и потерь в статоре. При пуске двигателя с фазным ротором потери в обмотке ротора уменьшаются за счет того, что часть этих потерь .выделяется в .пусковом реостате и нагрев ротора уменьшается. Пуск двигателя с сопротивлением в цепи ротора происходит с меньшим током в статорной обмотке, следовательно, и потери на нагрев статора уменьшаются. При рассмотрении потерь энергии при торможении асинхронных двигателей необходимо обратить внимание на соотношение потерь энергии при пуске и торможении противовключением. Следует также обратить внимание, что при реверсе потери энергии в четыре раза превышают потери при пуске. Необходимо рассмотреть случаи динамического и рекуперативного торможения.
Вопросы для самоконтроля
1. Чему равен полный расход электроэнергии при пуске электродвигателя в ход без нагрузки?
2. Какое влияние оказывает нагрузка двигателя на величину потерь при пуске?
3. От чего зависит расход энергии асинхронного двигателя при пуске?
4. Каково соотношение между величинами потерь в асинхронном двигателе при торможении противовключением и при пуске?
Каково соотношение потерь при реверсе асинхронного двигателя и его пуске?
РАЗДЕЛ 2. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
Тема 2.1. Аппараты и устройства управления
электроприводом
Контакторы и реле постоянного и переменного токов, применяемые в электроприводе. Устройства и реле контроля скорости. Командные аппараты: кнопки и станции управления, универсальные переключатели, командоконтроллеры, путевые выключатели. Тормозные электромагниты.
Литература: [1] стр. 111-116 , [3] стр. 90-92.
Методические указания
Знание устройства, принципа действия, назначения аппаратов управления электроприводами имеет очень большое значение для понимания работы схем управления. Современные электрические аппараты чрезвычайно разнообразны. Начиная изучение, необходимо прежде всего рассмотреть их классификацию по различным признакам, общие требования, предъявляемые к аппаратам, их назначение.
Изучая контакторы, следует обратить внимание на различие между контакторами постоянного и переменного токов в конструкции магнитной системы, на зависимость тока катушки контактора переменного тока от положения якоря, на конструкцию главных и вспомогательных (блокировочных) контактов, на способы гашения дуги, возникающей при разрыве главных контактов. Следует также обратить внимание па устройство механической блокировки, исключающей одновременную работу двух контакторов в устройствах реверсирования. При изучении реле учащийся должен четко представлять себе назначение реле, их виды, основные характеристики. В схемах автоматического управления электроприводами наибольшее распространение получили электромагнитные реле, принцип действия которых подобен принципу действия контактора. Особое внимание нужно обратить на изучение различных типов реле времени: электромагнитных, маятниковых, моторных, электронных. Необходимо знать использование реле для защиты электроприводов от перегрузок, самопроизвольных запусков, понижения напряжения в сети и т.п.
В электрических схемах электроприводов часто применяются реле скорости, основанные на разных принципах. Наибольшее распространение получило индукционное реле. Необходимо разобраться в его устройстве и принципе действия. Контроль скорости электропривода может производиться с использованием тахогенераторов и электромагнитных реле. Знание устройства, принципа действия, основных технических характеристик командных аппаратов необходимо при изучении работы электрических схем электроприводов. Изучать аппараты управления следует по рисункам, чертежам, натурным образцам, имеющимся на предприятиях, в лабораториях и кабинетах техникума.
Вопросы для самоконтроля
1. Назвать основные конструктивные элементы контактора.
2. Почему магнитная система контактора переменного тока набрана из листовой стали, а у контакторов постоянного тока - из сплошной стали?
3. Объяснить назначение и действие короткозамкнутого витка на полюсах контактора переменного тока.
4. Как производится гашение дуги в контакторах?
5. Каково назначение реле?
6. Объяснить, за счет чего достигается выдержка времени электромагнитных реле времени.
7. Что такое коэффициент возврата реле?
8. Что такое уставка реле?
9. Объяснить устройство и принцип действия индукционного реле скорости типа РИС.
10. Каково устройство и принцип действия тепловых реле защиты?
11. Каково назначение путевых (конечных) выключателей?
12. Каково назначение электромагнитов, где они могут использоваться?
13. Как используются тахогенераторы в устройствах контроля скорости? Начертить принципиальную схему и объяснить ее действие.
14. Объяснить устройство вращающегося путевого выключателя.
15. Каково назначение командоконтроллера?
16. Какие функции выполняет установочный автомат?
17. Объяснить устройство установочного автомата серии А3100.
Тема 2.2. Релейно-контакторное управление
электроприводами
Условные обозначения элементов схем. Методы автоматического управления ускорением и торможением электропривода. Типовые узлы схем управления двигателями постоянного и переменного токов. Нереверсивные и реверсивные схемы управления электроприводами с двигателями постоянного тока: в функции времени, тока, ЭДС, с динамическим торможением, с торможением противовключением. Стандартные панели и блоки управления. Нереверсивные и реверсивные схемы управления электроприводами с асинхронными электродвигателями в функции времени, тока, скорости, с динамическим торможением, с торможением противовключением. Стандартные панели и блоки управления. Типовые узлы и схемы управления пуском привода с синхронным электродвигателем.
Литература: [1] стр. 157-190 , [3] стр. 168-200.
Методические указания
Изучение темы следует начать с принципов построения схем управления и знакомства с условными графическими и буквенными обозначениями элементов аппаратов управления. Ознакомление с условными графическими и буквенными обозначениями следует производить по соответствующим действующим ГОСТам; Изучение схем надо начинать с простейших схем управления асинхронным короткозамкнутым двигателем. Когда будет понят порядок пуска и останова ко-роткозамкпутого двигателя, уяснена работа отдельных элементов аппаратов, уяснено обеспечение различных видов защиты и блокировки, следует разобрать принципы автоматизации процесса пуска, торможения, реверса электродвигателей. Необходимо рассмотреть работу схем управления в функции скорости, тока, времени двигателями постоянного и переменного тока, выяснить достоинства и недостатки того или иного принципа управления. При разборе схем следует уделять внимание работе различных защит (от к. з., перегрузки, нулевая и т. д.).
При изучении работы схем следует иметь в виду, что, несмотря на разнообразие схем управления, большинство их построено на основе типовых узлов, разработанных конструкторскими организациями, и, следовательно, разные схемы могут иметь аналогичные узлы. Такой принцип построения схем облегчает, ускоряет и удешевляет их разработку. Существенным моментом работы электрических схем управления является электрическое торможение. При изучении схем нужно выяснить, какой способ торможения используется, как обеспечивается торможение, как отключается двигатель в конце торможения противовключением и пр.
Целесообразно любую схему изучать поэтапно:
а) функции, выполняемые схемой управления;
б) процесс пуска и ускорения;
в) регулирование скорости;
г) торможение;
д) реверс;
е) достоинства и недостатки.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем заключаются принципы управления в функции скорости, тока, времени, пути?
2. Каковы достоинства и недостатки каждого принципа управления?
3. Как обеспечивается блокировка в реверсивных схемах от одновременного включения на «левое» и «правое» вращения?
4. Как обеспечивается отключение двигателя от сети по окончании торможения противовключением?
5. Как обеспечивается отключение источника постоянного тока после динамического торможения асинхронного двигателя?
6. Как обеспечивается защита от понижения напряжения в сети при контроллерном и кнопочном управлении?