Билет №19. 1. Пуск двигателей постоянного тока. Пусковые характеристики.
Ток в цепи якоря двигателя определяется выраже¬нием Ia=(U-Ea)/суммаr. При включении двигателя в сеть в начальный момент времени частота вращения n=0, поэтому противо-ЭДС Еа=0. Начальный пусковой ток в цепи якоря Iп=U/суммаr. Так как сопротивление обмоток в цепи якоря обычно невелико, то начальный пусковой ток Iп достигает боль-ших значений по сравнению с номинальным током двига¬теля (Iп/Iном=3—15). Меньшая кратность пускового тока относится к двигателям малой мощности (до 600— 1000 Вт), большая—к двигателям средней и большой мощности. Бросок начального пускового тока в двигателях малой мощности не вызывает опасных последствий, так как кратность тока сравнительно невелика, продолжитель¬ность процесса пуска небольшая. Последнее объясняется малыми значениями моментов инерции вращающихся масс якоря и связанного с ним рабочего механизма. Поэтому двигатели малой мощности пускают в ход непо¬средственным включением в сеть. У двигателей большей мощности кратность пускового тока гораздо больше, время разгона якоря продолжительнее (из-за повышен-ного значения момента инерции вращающихся масс якоря и рабочего механизма). Большая кратность пус¬кового тока вызывает интенсивное искрение на коллек¬торе. Значительный пусковой ток может привести к рез¬кому падению напряжения в питающей сети (если мощ¬ность сети недостаточна), что неблагоприятно отразится на работе других потребителей, включенных в эту сеть. Поэтому при пуске двигателей мощностью более 1 кВт принимают меры для ограничения пускового тока: обыч¬но это пусковые реостаты ПР, включенные последова¬тельно в цепь якоря двигателя. Реостат ПР представляет собой добавочный резистор. Наибольшее применение получили трехзажимные пусковые реостаты рис. 6.19,
которые имеют шесть контактов. Медная шина Ш соединена с зажимом М, к которому подключают обмотку возбуждения. Благодаря шине Ш нап¬ряжение на обмотке воз-буждения не зависит от положения рычага Р. Ры¬чаг связан с плюсовым выводом источника пита¬ния, имеет скользящий контакт с шиной Ш, так что положение рычага на любом из контактов от 1 до 5 не влияет на ток возбуждения. Перед пуском двигателя рычаг Р устанавливают на контакте 0, включают рубильники и переводят рычаг на контакт 1. Цепь якоря через наибольшее сопротивление пускового реостата rпр=r1+r2+r3+r4 подключается к источнику. Одновременно в обмотке возбуждения появ-ляется ток, и двигатель под действием пускового момента приводится во вращение. Начальный пусковой ток, А, Iп=U/(суммаr+rпр). Сопротивление гпр подбирают таким, чтобы кратность начального пускового тока не превышала 2—4. По мере разгона якоря увеличивается противо-ЭДС Еа и умень¬шается ток в цепи якоря. Для обеспечения эффективно¬сти пуска рычаг Р постепенно переводят на контакты 2, 3, 4 и, наконец, 5, т. е. уменьшают сопротивление ПР до rпр=0. Рычаг Р следует перемещать медленно, чтобы не вызвать чрезмерного увеличения пускового тока. Од¬нако и длительная задержка рычага на промежуточных контактах может вызвать перегорание какого-либо из сопротивлений r1-r4, рассчитанных на кратковременное протекание тока. В двигателях независимого и последо¬вательного возбуждения при включении ПР используют только две клеммы: Л и Я. Так как вращающий момент двигателя М прямо про¬порционален магнитному потоку Ф, то для облегчения пуска в цепи возбуждения двигателей незави-симого и параллельного возбуждения следует полностью вывести реостат (rрег=0). Поток возбуждения в этом случае приобретает наибольшее значение, и двигатель развивает необходимый пусковой момент. Пусковые характеристики определяют работу Д от включения до перехода к установившемуся режиму работы. Они оценивают кратность пускового тока Iп/Iн, кратность пускового момента Мп/Мн, времени пуска и экономичностью пусковой операции. Рабочие и механические характеристики определяют зависимость скорости вращения n, полезного момента М, тока I и КПД от полезной мощности Д Р при U=Uн=const, Rp=const и при отсутствии добавочных сопротивлений в цепи якоря. Механические характеристики представляют собой зависимость n=f(M) при U=const, Rp=const, Rдоб=const. Регулировочные характеристики определяются характером (плавный или ступенчатый), пределами и экономичностью регулирования. РХ называют зависимость скорости вращения Д от напряжения, подведенного к якорю при неизменном вращающем моменте. Они изображаются в координатах n=f(U) или w=f(U).
2. Изменение вторичного напряжения трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора.
Из уравнения напряжений для вторичной обмотки трансформатора следует, что с изменением тока нагрузкиI2 напряжение на выходе трансформатора U2 также изменяется, что обусловлено главным образом изменениями падений напряжения jI2x2 и I2r2. Изменение вторичного напряжения U2 при переходе трансформатора от режима холостого хода к режиму нагрузки выражают в процентах от номинального напряжения, за которое в трансформаторе принимают напряжение холостого хода U20. dU%=(U20-U2)*100/U20. С точностью, достаточной для практических расчетов, dU% представим в виде dU% = ?(uкa*cos?2+uкр*sin?2), где uка=uk*cos?к — активная составляющая напряже¬ния короткого замыкания; ukр=uк*sin?к — реактивная составляющая напряжения короткого замыкания; ?2 — угол сдвига фаз между током нагрузки I2 и напряже¬нием U2. Изменение вторичного напряжения зави¬сит не только от величины нагрузки ?, но и от ее харак¬тера т. е. коэффициента мощности cos?2. Зависимость напряжения на вы¬ходе трансформатора от тока на¬грузки U2=f(I2), представленная графически, называется внешней ха¬рактеристикой трансформатора (рис. 1.6).
Для построения этой ха¬рактеристики воспользуемся фор¬мулой U2*=1-10^-2*dU% или U2=1— ?10^-2(uкa*cos?2+uкр*sin?2), где U2*=U2/U20 — напряжение на выходе трансформа тора в относительных единицах. При изменениях нагрузки в
пределах номинальной (?<=1) внешние характеристики трансформатора прямолинейны. При чисто активной нагрузке (соз?2=1) внешняя характеристика слабо наклонена к оси абсцисс, при активно-реактивной нагрузке (cos ?2 < 1) наклон внешней характеристики увеличивается.
