Особенности конструкции индукторной машины

 

ИМ, входящая в состав ВИД, может иметь различные конструктивные исполнения. На рис.2., для примера, приведено поперечное сечение 4^х–фазной ИМ конфигурации 8/6. При обозначении конфигурации ИМ первая цифра указывает число полюсов статора, вторая – ротора.

Рис. 2. Поперечное сечение 4^х–фазной ИМ конфигурации 8/6.

 

Анализ рис. 2. показывает, что ИМ имеет следующие конструктивные особенности.

– Сердечники статора и ротора имеют явнополюсную структуру.

– Число полюсов относительно невелико. При этом число полюсов статора больше числа полюсов ротора.

– Сердечники статора и ротора выполняются шихтованными.

– Обмотка статора – сосредоточенная катушечная. Она может быть одно- или многофазной.

– Фаза ИМ, как правило, состоит из двух катушек, расположенных на диаметрально противоположных полюсах статора. Известны ИМ с удвоенным числом полюсов статора и ротора. В 4^х–фазном исполнении они имеют конфигурацию 16/12. Фаза такой ИМ состоит из двух пар катушек, которые располагаются на полюсах статора таким образом, что их оси ортогональны.

– Катушки фазы могут быть соединены в электрическом отношении параллельно или последовательно; в магнитном – согласно или встречно.

– Обмотка на роторе ИМ отсутствует.

41 вопрос

Для приведения в движение исполнительных органов ряда ра­бочих машин используются не один, а два или более электродвига­телей, что позволяет получить некоторые специфические механи­ческие характеристики ЭП, снизить суммарный момент инерции системы по сравнению с однодвигательными приводами ЭП, созда­вать мощные ЭП на базе серийных двигателей относительно неболь­шой мощности, повысить надежность работы привода за счет ре­зервирования, а в ряде случаев - упростить механическую часть его и рабочих машин.

Два или несколько электрически или механически связанных между собой двигателя, при работе которых поддерживается задан­ное соотношение их скоростей, нагрузок или положение их подвиж­ных частей, называются взаимосвязанным ЭП.

Если два или несколько двигателей работают на общий вал (ме­ханически связаны между собой), то такой взаимосвязанный ЭП называется многодвигательным. Взаимосвязанный ЭП, обеспечи­вающий совместную работу двух или нескольких двигателей, валы которых не имеют непосредственной механической связи, а их вза­имодействие обеспечивается электрической схемой, называется электрическим валом.

В качестве примеров можно назвать взаимосвязанные ЭП пово­ротных платформ мощных экскаваторов и крупных портальных кра­нов, шлюзовых затворов и аэродинамической трубы.

7.1. Электропривод с механическим соединением валов двигателей

При механическом соединении валов двигателей скорость их одинакова, а момент ЭП представляет собой алгебраическую сум­му моментов отдельных двигателей. Запишем суммарный момент двух двигателей, имеющих прямолинейные характеристики:

М = М_Х+М₂ = М_кХ (©о, - со)/со₀₁ + М_к2 (со₀₂ - со)/со₀₂; (7.1)

или

М = IPJ (со₀₁- со) + |Р₂| (со₀₂— со), (7.2)

где М_к1, М_к2, со₀₁, со₀₂, |Pj|, |Р₂| - соответственно моменты короткого замыкания, скорости холостого хода и модули жесткости механи­ческих характеристик каждого двигателя; со - текущая скорость.

Из (7.2) находим уравнение механической характеристики двух- двигательного ЭП

со = (О)₀₁ |Р,| + О)₀₂ |р₂|)/( |Р,| + |Р₂|) - М/( |Р₂| + |Р₂|). (7.3)

Если двигатели имеют абсолютно одинаковые характеристики, т.е. со₀₁ = со₀₂ = со₀ и |PJ = |Р₂| = |Р|/2, то

со = со₀-М/|Р₂|. (7.4)

Как следует из (7.4), механическая характеристика ЭП в этом случае имеет в два раза большую жесткость, а скорость его идеаль­ного холостого хода соответствует скорости холостого хода каж­дого двигателя. Нагрузка электродвигателей с идентичными харак­теристиками распределяется между ними равномерно.

В большинстве случаев механические характеристики двигателей не являются идентичными и они могут иметь различные скорости

идеального холостого хода или жесткости. При совместной работе таких двигателей распределение нагрузки между ними происходит неравномерно.

При одинаковых скоростях идеального холостого хода, но раз­личных жесткостях характеристик момент нагрузки М_с = М_х + М_г в соответствии с (7.2) распределяется между двигателями следующим образом:

М.НРД^-со + М/Р);

М₂ = |Р₂|(а)₀-О) + М/Р),

где |й = |0,|+ |Э,|.

Из (7.5) следует, что двигатель, имеющий более жесткую харак­теристику, нагружается в большей степени и, наоборот, двигатель с мягкой характеристикой оказывается менее загруженным.

При различных скоростях холостого хода и одинаковых жест- костях характеристик распределение нагрузки между двигателями происходит в соответствии со следующими соотношениями:

= |Р,| ((О₀₁-(О + М_с/|Р|);

М₂ = |Р₂|(С0₀₂-0) + М_С/|Р|).

Как видно из (7.6), двигатели с большей скоростью холостого хода нагружаются в большей степени.

Для одинаковой загрузки совместно работающих двигателей необходимо обеспечивать идентичность их механических харак­теристик. Так, при различных скоростях идеального холостого хода двигателей постоянного тока независимого возбуждения сле­дует ввести дополнительный резистор в цепь возбуждения двига­теля с меньшей скоростью. Для получения одинаковых жесткос- тей характеристик дополнительные резисторы вводятся в цепи якоря или ротора двигателя, имеющего более жесткую характери­стику.

Отметим, что полученные выше соотношения и выводы спра­ведливы для асинхронных двигателей, если рабочие участки их ме­ханических характеристик считать линейными.

Многодвигательный ЭП нашел достаточно широкое примене­ние в подъемно-транспортных машинах и механизмах, так как час­то бывает необходимо осуществлять их перевод на пониженную ско­рость перед остановкой.

В схеме ЭП с использованием двух асинхронных двигателей, приведенной на рис. 7.1, а, для понижения скорости двигатель 1 оста-

ется работать в двигательном режиме, а двигатель 2 переводится изменением чередования фаз в режим торможения противовключе­нием. На рис. 7.1, б приведены соответственно механические харак­теристики 1 и 3 этих двигателей и результирующая характеристика 2 ЭП, полученная суммированием моментов двигателей при одной и той же скорости. Участок характеристики 2 ЭП, расположенный в первом квадранте, соответствует пониженной скорости движения исполнительного органа. Отметим, что с энергетической точки зре­ния продолжительная работа на пониженной скорости такого ЭП является нецелесообразной, так как сопровождается большими по­терями энергии в двигателе 2 (см. рис. 7.1, а).

Низкая скорость двухдвигательного ЭП (рис. 7.2, а) обеспечи­вается при работе АД 1 в режиме двигателя, а АД 2 - в режиме динамического торможения. Механическая характеристика ЭП 2 (см. рис. 7.2, б), получаемая в результате сложения механических характеристик соответственно 1 и 3 двигателей, имеет участок большой жесткости в области низких скоростей.

,

Аналогичная характеристика ЭП может быть получена, если АД находится на одном валу с вспомогательной машиной посто­янного тока, также работающей в режиме динамического тормо­жения.