По материалам компании «Энергодрайв»

Машины постоянного тока

Схема машины постоянного тока показана на рис. 2.25.

Обмотка якоря 2 расположена на роторе и представляет собой замкнутую многофазную обмотку, подключенную к коллектору, состоящему из коллекторных пластин 3, изолированных друг от друга, и щеток А и В.

Коллектор связывает обмотку якоря с внешней цепью нагрузки при работе машины генератором или с сетью питания при работе двигателем. Обмотка возбуждения располагается на полюсах статора и присоединяется к независимому источнику постоянного тока или к якорю. Магнитный поток возбуждения Фв этой обмотки неподвижен в пространстве.

Рис. 2.25. Схема машины постоянного тока:
/ — обмотка возбуждения, 2 — обмотка якоря, 3 — пластины коллектора, А, В — щетки, Фв — магнитный поток возбуждения.

При вращении обмотки якоря в неподвижном магнитном поле в ней индуцируется ЭДС с частотой

Коллектор осуществляет согласование частоты f2 с частотой сети постоянного тока fx = 0, т. е. преобразует переменную ЭДС, индуцированную в обмотке якоря, в постоянную ЭДС между щетками А и В коллектора, и во внешней цепи протекает постоянный ток.

При холостом ходе машины магнитный поток создается только обмоткой возбуждения. При работе машины под нагрузкой обмотка якоря создает свой магнитный поток.

Реакция якоря машины постоянного тока — воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле машины. В результате, реакции якоря магнитное поле машины искажается, что ведет к искрению под щетками. Кроме того, под действием реакции якоря магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, что приводит к уменьшению ЭДС по сравнению с ее значением при холостом ходе.

Для исключения этого явления делают некоторые изменения в конструкции машины, но действенной мерой является применение компенсационной обмотки, которая располагается в пазах главных полюсов и включается последовательно в цепь якоря таким образом, чтобы ее намагничивающая сила была направлена встречно с намагничивающей силой якоря и компенсировала ее действие.

Компенсационная обмотка применяется в машинах средней и большой мощности.

Генераторы постоянного тока

Свойства генераторов зависят от способа питания их обмоток возбуждения, и в зависимости от этого они подразделяются на группы:

1 — генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых получает питание от независимого ис­точника — рис. 2.26

Рис. 2.26. Схема генератора независимого возбуждения:
E — ЭДС генератора, U — напряжение на зажимах генератора, Ia, Ib,Iнагр — токи
а цепях якоря, возбуждения и нагрузки,R нагр — сопротивление нагрузки,
rрб — сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения.

1. — генераторы с параллельным возбуждением, обмотка
   возбуждения которых присоединяется параллельно обмотке
   якоря — рис. 2-27;
2. — генераторы с последовательным возбуждением, об­
   мотка возбуждения которых включается последовательно с
   обмоткой якоря — рис. 2.28;
3. — генераторы со смешанным возбуждением, у которых
   применяются обмотки параллельная и последовательная —
   рис. 2.29.

Двигатели постоянного тока

Свойства двигателей, как и генераторов, различаются в зависимости от способа включения обмотки возбуждения.

Применяются двигатели с последовательным возбуждением — рис. 2.30, с параллельным возбуждением — рис. 2.31, со смешанным возбуждением — рис. 2.32.

Новым поколением двигателей постоянного тока являются двигатели серии 4П.

Они различаются:

1 — по регулировочным свойствам — с нормальным регулированием частоты вращения — до 1:5, и с широким регу­лированием — до 1: 1000;

Рис. 2.30. Схема двигателя с последовательным возбуждением:
Rп— сопротивление регулирующего реостата в цепи последовательного возбуждения.

Рис. 2.31.Схема двигателя с параллельным возбуждением: грв - сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения

Рис. 2.32. Схема двигателя со сме шанным возбуждением: -Iв1, Iв2 — токи в параллельной и последовательной цепях возбуждения

2.— по типу конструкции:
закрытые со степенью защиты IP44;
защищенные со степенью защиты IP23;
3.— по условиям эксплуатации:

нормальным, соответствующим значениям климатических факторов внешней среды УХЛ4 и в части воздействия механических факторов внешней среды — группе М1;
тяжелым условиям эксплуатации (УХЛЗ и М8), соответствующим работе во вспомогательных механизмах металлургического производства и др

Для большинства двигателей номинальное напряжение — 110 и 220 В, диапазон частот вращения — 750...4000 об/мин. Применяются также двигатели серий 2П и П.

 

 

Машины постоянного тока

Схема машины постоянного тока показана на рис. 2.25.

Обмотка якоря 2 расположена на роторе и представляет собой замкнутую многофазную обмотку, подключенную к коллектору, состоящему из коллекторных пластин 3, изолированных друг от друга, и щеток А и В.

Коллектор связывает обмотку якоря с внешней цепью нагрузки при работе машины генератором или с сетью питания при работе двигателем. Обмотка возбуждения располагается на полюсах статора и присоединяется к независимому источнику постоянного тока или к якорю. Магнитный поток возбуждения Фв этой обмотки неподвижен в пространстве.

Рис. 2.25. Схема машины постоянного тока:
/ — обмотка возбуждения, 2 — обмотка якоря, 3 — пластины коллектора, А, В — щетки, Фв — магнитный поток возбуждения.

При вращении обмотки якоря в неподвижном магнитном поле в ней индуцируется ЭДС с частотой

Коллектор осуществляет согласование частоты f2 с частотой сети постоянного тока fx = 0, т. е. преобразует переменную ЭДС, индуцированную в обмотке якоря, в постоянную ЭДС между щетками А и В коллектора, и во внешней цепи протекает постоянный ток.

При холостом ходе машины магнитный поток создается только обмоткой возбуждения. При работе машины под нагрузкой обмотка якоря создает свой магнитный поток.

Реакция якоря машины постоянного тока — воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле машины. В результате, реакции якоря магнитное поле машины искажается, что ведет к искрению под щетками. Кроме того, под действием реакции якоря магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, что приводит к уменьшению ЭДС по сравнению с ее значением при холостом ходе.

Для исключения этого явления делают некоторые изменения в конструкции машины, но действенной мерой является применение компенсационной обмотки, которая располагается в пазах главных полюсов и включается последовательно в цепь якоря таким образом, чтобы ее намагничивающая сила была направлена встречно с намагничивающей силой якоря и компенсировала ее действие.

Компенсационная обмотка применяется в машинах средней и большой мощности.

Генераторы постоянного тока

Свойства генераторов зависят от способа питания их обмоток возбуждения, и в зависимости от этого они подразделяются на группы:

1 — генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых получает питание от независимого ис­точника — рис. 2.26

Рис. 2.26. Схема генератора независимого возбуждения:
E — ЭДС генератора, U — напряжение на зажимах генератора, Ia, Ib,Iнагр — токи
а цепях якоря, возбуждения и нагрузки,R нагр — сопротивление нагрузки,
rрб — сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения.

1. — генераторы с параллельным возбуждением, обмотка
   возбуждения которых присоединяется параллельно обмотке
   якоря — рис. 2-27;
2. — генераторы с последовательным возбуждением, об­
   мотка возбуждения которых включается последовательно с
   обмоткой якоря — рис. 2.28;
3. — генераторы со смешанным возбуждением, у которых
   применяются обмотки параллельная и последовательная —
   рис. 2.29.

Двигатели постоянного тока

Свойства двигателей, как и генераторов, различаются в зависимости от способа включения обмотки возбуждения.

Применяются двигатели с последовательным возбуждением — рис. 2.30, с параллельным возбуждением — рис. 2.31, со смешанным возбуждением — рис. 2.32.

Новым поколением двигателей постоянного тока являются двигатели серии 4П.

Они различаются:

1 — по регулировочным свойствам — с нормальным регулированием частоты вращения — до 1:5, и с широким регу­лированием — до 1: 1000;

Рис. 2.30. Схема двигателя с последовательным возбуждением:
Rп— сопротивление регулирующего реостата в цепи последовательного возбуждения.

Рис. 2.31.Схема двигателя с параллельным возбуждением: грв - сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения

Рис. 2.32. Схема двигателя со сме шанным возбуждением: -Iв1, Iв2 — токи в параллельной и последовательной цепях возбуждения

2.— по типу конструкции:
закрытые со степенью защиты IP44;
защищенные со степенью защиты IP23;
3.— по условиям эксплуатации:

нормальным, соответствующим значениям климатических факторов внешней среды УХЛ4 и в части воздействия механических факторов внешней среды — группе М1;
тяжелым условиям эксплуатации (УХЛЗ и М8), соответствующим работе во вспомогательных механизмах металлургического производства и др

Для большинства двигателей номинальное напряжение — 110 и 220 В, диапазон частот вращения — 750...4000 об/мин.

Применяются также двигатели серий 2П и П.

Генераторы постоянного тока

Свойства генераторов зависят от способа питания их обмоток возбуждения, и в зависимости от этого они подразделяются на группы:

1 — генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых получает питание от независимого ис­точника — рис. 2.26

Рис. 2.26. Схема генератора независимого возбуждения:
E — ЭДС генератора, U — напряжение на зажимах генератора, Ia, Ib,Iнагр — токи
а цепях якоря, возбуждения и нагрузки,R нагр — сопротивление нагрузки,
rрб — сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения.

1. — генераторы с параллельным возбуждением, обмотка
   возбуждения которых присоединяется параллельно обмотке
   якоря — рис. 2-27;
2. — генераторы с последовательным возбуждением, об­
   мотка возбуждения которых включается последовательно с
   обмоткой якоря — рис. 2.28;
3. — генераторы со смешанным возбуждением, у которых
   применяются обмотки параллельная и последовательная —
   рис. 2.29.

Двигатели постоянного тока

Свойства двигателей, как и генераторов, различаются в зависимости от способа включения обмотки возбуждения.

Применяются двигатели с последовательным возбуждением — рис. 2.30, с параллельным возбуждением — рис. 2.31, со смешанным возбуждением — рис. 2.32.

Новым поколением двигателей постоянного тока являются двигатели серии 4П.

Они различаются:

1 — по регулировочным свойствам — с нормальным регулированием частоты вращения — до 1:5, и с широким регу­лированием — до 1: 1000;

Рис. 2.30. Схема двигателя с последовательным возбуждением:
Rп— сопротивление регулирующего реостата в цепи последовательного возбуждения.

Рис. 2.31.Схема двигателя с параллельным возбуждением: грв - сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения

Рис. 2.32. Схема двигателя со сме шанным возбуждением: -Iв1, Iв2 — токи в параллельной и последовательной цепях возбуждения

2.— по типу конструкции:
закрытые со степенью защиты IP44;
защищенные со степенью защиты IP23;
3.— по условиям эксплуатации:

нормальным, соответствующим значениям климатических факторов внешней среды УХЛ4 и в части воздействия механических факторов внешней среды — группе М1;
тяжелым условиям эксплуатации (УХЛЗ и М8), соответствующим работе во вспомогательных механизмах металлургического производства и др

Для большинства двигателей номинальное напряжение — 110 и 220 В, диапазон частот вращения — 750...4000 об/мин.

 

Синхронные машины

Схема синхронной машины показана на рис. 2.24. Синхронная машина отличается от асинхронной тем, что ток в обмотке ротора появляется не при вращении ее в магнитном ноле статора, а подводится к ней от постороннего источника постоянного тока. Статор синхронной машины выполнен так же, как и асинхронной, и на нем обычно расположена трехфазная обмотка. Обмотка ротора образует магнитную систему С тем же числом полюсов 2р, что и у статора. Она создает магнитный поток возбуждения и называется обмоткой возбуждения. Вращающаяся обмотка ротора соединяется с внешнецепью источника постоянного тока с помощью контактных колец и щеток. При вращении ротора с частотой n2 его магнитное поле возбуждения наводит в статоре ЭДС Е1 частота которой При подсоединении обмотки статора к нагрузке протекающий по ней ток будет создавать магнитный поток, частота вращения которого Из сравнения этих выражений видно, что n1=n2 т. е, магнитные поля статора и ротора вращаются с одинаковой частотой, поэтому такие машины называются синхронными. Рис. 2.24. Схема синхронной машины: В— обмотка возбуждения, UB— напряжение в цепи возбуждения. Результирующий магнитный поток создается совместным действием обмоток возбуждения и статора и вращается с той же частотой, что и ротор. Обмотка якоря в синхронной машине — обмотка, в которой индуцируется ЭДС и к которой присоединяется нагрузка. Индуктор в синхронной машине — часть машины, на которой расположена обмотка возбуждения. В схеме на рис. 2.24 статор является якорем, а ротор — индуктором, но может быть и обращенная схема, в которой статор — индуктор и ротор — якорь. Синхронная машина может работать генератором или двигателем.   В машине с неподвижным якорем применяются две разновидности ротора: явнополюсный ротор имеет явно выраженные полюсы, неявнополюсный ротор не имеет явно выраженных полюсов. Постоянный ток в обмотку возбуждения синхронной машины может подаваться от специального генератора постоянного тока, установленного на валу машины и называемого возбудителем, или от сети через полупроводниковый выпрямитель. Наибольшее распространение получил генераторный режим работы синхронных машин, и почти вся электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами. Синхронные двигатели применяются при мощности более 600 кВт и до 1 кВт как микродвигатели. Синхронные генераторы на напряжение до 1000 В применяются в агрегатах для автономных систем электроснабжения. Данные некоторых таких генераторов приведены в табл. 2.42. Агрегаты с этими генераторами могут быть стационарными и передвижными. Большинство агрегатов применяются с дизельными двигателями, но приводом их могут быть газовые турбины, электродвигатели и бензиновые двигатели. Неисправности синхронных машин приведены здесь Таблица 2.42 СИНХРОННЫЕ ЯВНОПОЛЮСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Тип генератора Рn кВт Uн, В In А п, об/мин СГ2-85/45-12         СГДЮЗ-8   400/230 180/314   СГД2-17-36-16УХЛ4         СГД2-17-44-16УВ-04         ОС-92   400/230 180/314   ЕСС-52-4   400/230 9/15,7   ЕСС-91-4   400/230 90/157   ГСФ-ЮОМ   400/230 181/314   Для бензоэлектрических агрегатов, с самовозбуждением ГАБ-8-Т/230-М         ГАБ-8-Т/4О0-М     11,5

Машины постоянного тока

Схема машины постоянного тока показана на рис. 2.25.

Обмотка якоря 2 расположена на роторе и представляет собой замкнутую многофазную обмотку, подключенную к коллектору, состоящему из коллекторных пластин 3, изолированных друг от друга, и щеток А и В.

Коллектор связывает обмотку якоря с внешней цепью нагрузки при работе машины генератором или с сетью питания при работе двигателем. Обмотка возбуждения располагается на полюсах статора и присоединяется к независимому источнику постоянного тока или к якорю. Магнитный поток возбуждения Фв этой обмотки неподвижен в пространстве.

Рис. 2.25. Схема машины постоянного тока:
/ — обмотка возбуждения, 2 — обмотка якоря, 3 — пластины коллектора, А, В — щетки, Фв — магнитный поток возбуждения.

При вращении обмотки якоря в неподвижном магнитном поле в ней индуцируется ЭДС с частотой

Коллектор осуществляет согласование частоты f2 с частотой сети постоянного тока fx = 0, т. е. преобразует переменную ЭДС, индуцированную в обмотке якоря, в постоянную ЭДС между щетками А и В коллектора, и во внешней цепи протекает постоянный ток.

При холостом ходе машины магнитный поток создается только обмоткой возбуждения. При работе машины под нагрузкой обмотка якоря создает свой магнитный поток.

Реакция якоря машины постоянного тока — воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле машины. В результате, реакции якоря магнитное поле машины искажается, что ведет к искрению под щетками. Кроме того, под действием реакции якоря магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, что приводит к уменьшению ЭДС по сравнению с ее значением при холостом ходе.

Для исключения этого явления делают некоторые изменения в конструкции машины, но действенной мерой является применение компенсационной обмотки, которая располагается в пазах главных полюсов и включается последовательно в цепь якоря таким образом, чтобы ее намагничивающая сила была направлена встречно с намагничивающей силой якоря и компенсировала ее действие.

Компенсационная обмотка применяется в машинах средней и большой мощности.

Генераторы постоянного тока

Свойства генераторов зависят от способа питания их обмоток возбуждения, и в зависимости от этого они подразделяются на группы:

1 — генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых получает питание от независимого ис­точника — рис. 2.26

Рис. 2.26. Схема генератора независимого возбуждения:
E — ЭДС генератора, U — напряжение на зажимах генератора, Ia, Ib,Iнагр — токи
а цепях якоря, возбуждения и нагрузки,R нагр — сопротивление нагрузки,
rрб — сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения.

1. — генераторы с параллельным возбуждением, обмотка
   возбуждения которых присоединяется параллельно обмотке
   якоря — рис. 2-27;
2. — генераторы с последовательным возбуждением, об­
   мотка возбуждения которых включается последовательно с
   обмоткой якоря — рис. 2.28;
3. — генераторы со смешанным возбуждением, у которых
   применяются обмотки параллельная и последовательная —
   рис. 2.29.

Двигатели постоянного тока

Свойства двигателей, как и генераторов, различаются в зависимости от способа включения обмотки возбуждения.

Применяются двигатели с последовательным возбуждением — рис. 2.30, с параллельным возбуждением — рис. 2.31, со смешанным возбуждением — рис. 2.32.

Новым поколением двигателей постоянного тока являются двигатели серии 4П.

Они различаются:

1 — по регулировочным свойствам — с нормальным регулированием частоты вращения — до 1:5, и с широким регу­лированием — до 1: 1000;

Рис. 2.30. Схема двигателя с последовательным возбуждением:
Rп— сопротивление регулирующего реостата в цепи последовательного возбуждения.

Рис. 2.31.Схема двигателя с параллельным возбуждением: грв - сопротивление регулирующего реостата в цепи возбуждения

Рис. 2.32. Схема двигателя со сме шанным возбуждением: -Iв1, Iв2 — токи в параллельной и последовательной цепях возбуждения

2.— по типу конструкции:
закрытые со степенью защиты IP44;
защищенные со степенью защиты IP23;
3.— по условиям эксплуатации:

нормальным, соответствующим значениям климатических факторов внешней среды УХЛ4 и в части воздействия механических факторов внешней среды — группе М1;
тяжелым условиям эксплуатации (УХЛЗ и М8), соответствующим работе во вспомогательных механизмах металлургического производства и др

Для большинства двигателей номинальное напряжение — 110 и 220 В, диапазон частот вращения — 750...4000 об/мин.

 

http://www.elec.ru/articles/elektrodvigateli-air/

Электродвигатели АИР

22 июля 2009 г.

Асинхронное электрическое устройство, которое работает в двигательном режиме, получило название электродвигатель АИР. Эта машина отличается надежностью в использовании и относительно простой конструкцией, но она имеет малый коэффициент мощности при небольших оборотах и ограниченный диапазон частоты вращения.

Асинхронные электродвигатели — самый распространенный вид электрических аппаратов, который потребляет на сегодняшний день примерно 40 процентов всей вырабатываемой электрической энергии. Установленная мощность этих приборов все время увеличивается. Асинхронные электрические устройства получили широкое применение в приводах деревообрабатывающих, металлообрабатывающих и других разновидностей станков, они используются для ткацкого, кузнечно-прессового, швейного, землеройного, грузоподъемного оборудования, насосов, центрифуг, вентиляторов, компрессоров. Электрические двигатели эксплуатируются в ручном электроинструменте, в лифтах, в бытовых приборах и др. Сегодня уже нет промышленной, технической или бытовой отрасли, где бы не нашло применение электротехническое оборудование — электрические двигатели АИР.

Структура серии электрических устройств АИР предусматривает следующие виды исполнения двигателя:

• основной вид электродвигателя;
• модификации устройства по точности установочных размеров (повышенной и высокой точности);
• модификации прибора по условиям окружающей среды (тропический, для сельского хозяйства и химически стойкий);
• с дополнительным оборудованием (встроенным электромагнитным тормозом, фазным ротором);
• с повышенным скольжением;
• с повышенным пусковым моментом;
• узкоспециальные модификации устройства (для привода моноблочных насосов, судовых механизмов, бессальниковых компрессоров, в рудничном исполнении и т.д.).

Электрический двигатель АИР основного исполнения используется для работы от сети с переменным током частоты 50 Гц и выпускается на номинальные напряжения: 220В, 220/380В, 380В, 380/660В, 660В.

Электродвигатель АИР имеет чугунное исполнение (щиты и станина выпускаются из чугуна) и алюминиевое исполнение (щиты делаются из чугуна, а станина — из сплава алюминия). Конструктивные особенности и метод установки электродвигателей АИР указаны в стандарте ГОСТ 2479-79.

В ряде технологических процессов электродвигатели имеют непродолжительные по времени режимы работы, связанные с периодическим включением и отключением приводимых ими в движение механизмов. Это относится к электродвигателям вибраторов, применяемых для очистки от налипания на стенки бункеров сыпучих материалов, мешалок, перемешивающих в соответствии с различными технологическими процессами растворы и сыпучие смеси, вентиляторов и т.п. При этом время их включенного состояния может отличаться от времени отключенного состояния.

Каждое повторное включение и отключение электродвигателя требует воздействия оперативного персонала на коммутационный аппарат (например, кнопочный переключатель), управляющий его работой, с фиксацией промежутков времени его включенного и отключенного состояний. Это создает неудобства в эксплуатации электродвигателей и требует больших затрат времени оперативного персонала.

С целью повышения удобства эксплуатации электродвигателей разработано устройство для автоматического управления их работой. Устройство обеспечивает в течение неограниченного времени при однократном нажатии на кнопку «Пуск» кнопочного переключателя включение и отключение электродвигателя в заданные моменты времени без участия оперативного персонала. При этом соотношения между продолжительностью времени каждого отключенного состояния электродвигателя, также, как и продолжительностью времени каждого его включенного состояния могут регулироваться в соотношении, определяемом технологическими особенностями работы приводимого им в движение механизма. Для прекращения работы устройства для автоматического управления электродвигателем в любом его состоянии необходимо нажать кнопку «Стоп» кнопочного переключателя.

Схема устройства для автоматического управления работой электродвигателя показана на рисунке 1.

Устройство работает следующим образом. При нажатии кнопки «Пуск» кнопочного переключателя SB напряжение от сети переменного тока подается на релейно-контактную часть схемы и подводится к входам блока питания A1. Ток протекает через обмотку реле KL, которое срабатывает и, замыкая свой контакт, встает на самоудерживание. С выхода блока питания напряжение подается на все элементы электронной части устройства. Формирователь импульсов сброса DD1 вырабатывает короткий положительный импульс, который с его выхода подается на вход генератора импульсов UZ и на первые R-входы счетчиков импульсов DD2 и DD3. Счетчики импульсов устанавливаются в нулевое состояние, а генератор импульсов начинает вырабатывать прямоугольные импульсы, которые появляются на его выходах с заданной частотой.

При нулевом состоянии выходов счетчиков импульсов сигналы на всех выходах дешифраторов DD4 и DD5, кроме выхода «0», имеют единичный уровень. Единичный сигнал с i-го выхода дешифратора DD4 через замкнутый контакт переключателя SA1 поступает на второй R-вход счетчика импульсов DD3 и на вход усилителя A2, что приводит к появлению такого же сигнала на выходе последнего.

В результате этого отсутствует разность потенциалов между выходом блока питания и выходом усилителя. Ток через излучающую часть оптосимистора V не протекает, закрыта его силовая часть, поэтому отсутствует ток в обмотке магнитного пускателя KM. Электродвигатель М находится в отключенном состоянии. Единичный сигнал с j-го выхода дешифратора DD5 через замкнутый контакт переключателя SA2 подается на вход логического элемента НЕ DD6, с выхода которого сигнал нулевого уровня поступает на второй R-вход счетчика импульсов DD2.

Импульсы, имеющие меньшую частоту следования, подаются с первого выхода генератора импульсов на счетный вход С1 первого счетчика импульсов DD2, а импульсы с большой частотой следования поступают со второго выхода генератора импульсов на счетный вход С1 второго счетчика импульсов DD3.

С выходов счетчиков импульсов сигналы, соответствующие двоичному коду числа поданных на их счетные входы С1 импульсов, поступают на соответствующие входы дешифраторов. Сигналы на выходах последних появляются в определенной последовательности, обеспечивая на выходах дешифратора DD4 заданный промежуток времени между двумя последовательными включениями электродвигателя, а на выходах дешифратора DD5 заданную продолжительность его включения в каждом цикле работы.

В исходном состоянии схемы в рабочем состоянии находится только счетчик импульсов DD2, т.к. на его R-входах сигналы имеют нулевой уровень, а счетчик импульсов DD3 находится в закрытом состоянии, т.к. на его второй R-вход подан единичный сигнал. В таком состоянии схема устройства находится до прихода первого импульса на счетный вход С1 счетчика импульсов DD2.

При поступлении с первого выхода генератора импульсов на вход С1 счетчика импульсов DD2 первого импульса на выходе «1» дешифратора DD4 сигнал принимает уровень логического нуля, а на остальных выходах остается равным единице. Состояние остальной части схемы устройства при этом не изменяется. При поступлении на вход С1 счетчика импульсов DD2 второго, третьего и последующих импульсов сигнал нулевого уровня появляется последовательно на выходах «2», «3» и так далее дешифратора DD4, оставаясь равным единице на всех остальных.

Так продолжается до тех пор, пока на вход С1 счетчика импульсов DD2 не поступит i-й сигнал с первого выхода генератора импульсов, когда сигнал на i-м выходе дешифратора DD4 примет уровень логического нуля.

Сигнал нулевого уровня с i-го выхода дешифратора DD4 через замкнутый контакт переключателя SA1 поступает на второй R-вход счетчика импульсов DD3, переводя его в рабочее состояние, и на вход усилителя, на выходе которого сигнал также примет значение логического нуля. В результате этого появляется разность потенциалов между выходом блока питания и выходом усилителя и через излучающую часть оптосимистора начинает протекать ток. Отпирается силовая часть оптосимистора и ток от источника переменного напряжения начинает протекать через обмотку магнитного пускателя. Магнитный пускатель срабатывает и замыкает свои контакты в цепи питания электродвигателя M. Электродвигатель включается в работу.

С этого момента времени счетчик импульсов DD3 начинает вести подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход С1 со второго выхода генератора импульсов. При поступлении на его счетный вход С1 каждого очередного импульса сигнал нулевого уровня перемещается последовательно по выходам дешифратора DD5, начиная с выхода «1». Состояние остальной части схемы устройства не изменяется до тех пор, пока сигнал нулевого уровня не появится на j-ом выходе дешифратора DD5. Сигнал нулевого уровня с j-ого выхода второго дешифратора DD5 через замкнутый контакт второго переключателя SA2 подается на вход логического элемента НЕ DD6, вызывая появление единичного сигнала на его выходе. Сигнал единичного уровня с выхода логического элемента НЕ DD6 поступает на второй R-вход первого счетчика импульсов DD2, устанавливая его в нулевое состояние. В результате этого сигналы на всех выходах первого дешифратора DD4 принимают уровень логической единицы. Единичный сигнал с i-го выхода первого дешифратора DD4 через замкнутый контакт первого переключателя SA1 поступает на второй R-вход второго счетчика импульсов DD3, устанавливая его в нулевое состояние, и на вход усилителя A2, что приводит к появлению такого же сигнала на выходе последнего. Исчезает разность потенциалов между выходом блока питания A1 и выходом усилителя A2. Прекращается протекание тока через излучающую часть оптосимистора V, а затем через его силовую часть и обмотку магнитного пускателя KM. Магнитный пускатель RV, возвращаясь в исходное состояние, размыкает свои контакты в цепи питания электродвигателя M. Электродвигатель прекращает работу, а схема устройства возвращается в исходное состояние, т.е. в состояние, которое она имела сразу же после нажатия кнопку «Пуск» кнопочного переключателя SB.

В дальнейшем работа схемы устройства повторяется.

Для прекращения работы устройства для автоматического управления электродвигателем необходимо нажать кнопку «Стоп» кнопочного переключателя SB. При этом со схемы устройства снимается переменное напряжение, в результате чего прекращается протекание тока через обмотку электромеханического реле KL, размыкается его контакт, исчезает напряжение на входе и выходе стабилизированного блока питания A1, электронная часть схемы устройства теряет питание. Схема устройства прекращает работу независимо от того, в каком состоянии находился электродвигатель M (включенном или отключенном).

Время отключенного состояния электродвигателя M мешалки может изменяться путем перемещения подвижног контакта первого переключателя SA1, а время его включенного состояния — путем перемещения подвижного контакта второго переключателя SA2.

Таким образом, при однократном нажатии кнопки «Пуск» кнопочного переключателя SB схема устройства вводится в работу, обеспечивая в течение неограниченного времени автоматическое включение и отключение электродвигателя в заданные моменты времени, чем повышается удобство эксплуатации мешалки.

Рекомендации по выбору вида, типа и мощности двигателя электропривода

24 ноября 2008 г.

При работе электропривода с длительной постоянной нагрузкой задача выбора электродвигателя (постоянного тока, асинхронного, синхронного) относительно проста.

Для электропривода, не требующего регулирования скорости в больших диапазонах ее изменения, рекомендуется применять синхронные двигатели. Эта рекомендация объясняется тем, что современный синхронный двигатель пускается в ход также быстро как и асинхронный, а его габариты меньше и работа экономичнее, чем асинхронного двджигателя той же мощности (у синхронного двигателя выше коэффициент мощности cosφ и больше максимальный момент M_max на валу).

При этом у асинхронных двигателей последнего поколения можно достаточно эффективно регулировать скорость вращения, осуществлять реверс с необходимым моментом для работы электропривода, но для этого применяются специальные устройства управления.

Но если электродвигатель привода должен работать в условиях регулируемой частоты вращения, реверса, частых пусков, больших изменений нагрузки, то при выборе вида двигателя необходимо сопоставить условия работы электропривода с особенностями механических характеристик различных видов электродвигателей.

В электротехнике принято различать естественную и искусственную механические характеристики двигателя. Естественная характеристика соответствует номинальным (рабочим) условиям его включения, нормальной схеме соединений и отсутствию каких-либо добавочных элементов в цепях двигателя и соединении этих цепей по специальным схемам.

Важным критерием для оценки механических характеристик электродвигателя служит их жесткость:

где: ΔM — изменение момента на валу двигателя;

Δn — изменение скорости вращения ротора двигателя.

В зависимости от значения жесткости принято делить механические характеристики на абсолютно жесткие, Δn = 0,λ = ∞ (синхронные двигатели), жесткие, у которых изменение частоты вращения мало λ = 40 ÷ 10 (линейная часть характеристики асинхронного двигателя, характеристика двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением), мягкие с большим изменением частот