Конспект лекций по предмету электрические аппараты (стр. 26 )

       Рис. 2.35. Рекомендуемая схема включения:

1 — трансформаторы тока; 2 — магнитный пускатель; 3 — клеммник; 4 — катушка магнитного пускателя; 6 — токовые резисторы

ФУЗ предназначен для установки внутри щита управления электродвигате­лем. В качестве датчиков тока предусмотрено использование трансформаторов тока. Выходная цепь рассчитана на работу с магнитным пускателем от 0 до 4 ве­личины с катушками включения на напряжение 220 В, 50 Гц.

Принцип работы ФУЗ основан на сравнении напряжений, поступающих от трансформаторов тока, с заданным напряжением. Если поступивший сигнал превышает заданное напряжение, устройство обесточивает цепь питания маг­нитного пускателя. То же происходит при обрыве фазного провода.

Диапазон регулирования соотношения Iпер/Iраб — от 1 до 8.

Время срабатывания защиты находится в обратно пропорциональной зави­симости от величины: Iпер/Iраб.

Конструкция устройства предусматривает возможность регулирования ве­личины тока потребления электродвигателя для срабатывания защиты при ава­рийном превышении нагрузки. Устройство отключает электродвигатель при не­допустимой асимметрии фазных напряжений и в случае появления напряжения 20 ±2 В между корпусом двигателя и средней точкой его обмоток.

Блок фазовой защиты электродвигателей ФУЗ-2М

Устройство фазовой, защиты электродвигателей (ФУЗ) предназначено для защиты 3х фазных электродвигателей мощностью до 1,5 кВт, работающих в длительном режиме эксплуатации под контролем САУ (средств автоматического управления).

Устройство обеспечивает выдачу в САУ соответствующих сигналов при сле­дующих аварийных ситуациях:

превышение установленного тока потребления на заданную величину (задается потребителем); обрыва фазного провода; асимметрии фазных напряжений.

Таблица  . Основные технические характеристики

Время срабатывания защиты при обрыве фазного провода и недопустимой асимметрии фазных напряжений	1с
Диапазон установки времени срабатывания защиты при перегрузке	0,1-10 с
Напряжение от токовых трансформаторов	3мВ -3,0 В
Частота	50 Гц
Сопротивление встроенных токовых резисторов	100 Ом
Напряжение питания	+27 В
Потребляемая мощность, не более	2 Вт
В САУ выдаются сигналы «Ход двигателя» и «Авария» в прямой логике, при токе до 10 мА, уровнями	0 и +3,5 - 4,5 В
Габаритные размеры, мм	130x 105 x 70

Рис. 2.37. Схема присоединения ФУЗ-2М:

1 — трансформаторы тока; 2 — токовые резисторы;

3 — электродвигатель

ФУЗ предназначен для установки внутри щита управления электродвига­телем. В качестве датчиков тока предусмотрено использование трансформато­ров тока, обеспечивающих при номинальном токе электродвигателя напряже­ние на токовых резисторах 3 ±0,5 мВ в диапазоне малых токов (до 300 мА) или 50 ±5 мВ в диапазоне больших токов (0,3 А — 3А). Требуемые пара­метры токовых трансформаторов достигаются путем подбора количества вит­ков токовой обмотки и сопротивления токового резистора.

Принцип работы ФУЗ основан на сравнении напряжений, поступающих от трансформаторов тока, с  заданным напряжением. Если поступивший сигнал превышает заданное напряжение, устройство при недопустимой асимметрии фазных напряжений выдает в САУ соответствующие сигналы. То же происходит при обрыве фазного провода.

В ФУЗ предусмотрены два порога срабатывания защиты: рабочий и аварий­ный; при превышении рабочего порога ФУЗ зажигает индикатор «стоп» и снима­ет сигнал «ход двигателя»; при превышении аварийного порога дополнительно выдается сигнал «авария» и загорается индикация аварии.

Диапазон регулирования соотношения Iпор/ IРаб — от 1 до 8.

Время срабатывания защиты находится в обратно пропорциональной зави­симости от величины Iпор/ IРаб

При недопустимой асимметрии фазных напряжений устройство снимает сигнал «ход двигателя» в случае появления напряжения 20 ±2 В между корпу­сом двигателя и средней точкой его обмоток.

Параметрическое регулирование привода с двигателем постоянного тока

независимого возбуждения

Параметрическое регулирование заключается в изменении значения того или иного параметра двигателя, от которого зависит вид его стати­ческой характеристики. На примере выражения (47) для электромеханической характеристики показано, что регулирование частоты вращения можно осуществить изменением сопротивления цепи якоря, по­тока возбуждения и напряжения, под­водимого к якорю двигателя.

Таким образом, возможны три па­раметрических способа регулирования частоты вращения.

Регулирование частоты враще­ния изменением сопротивления обычно называют реостатным способом регу­лирования, так как для его осуще­ствления требуется включение регу­лировочного реостата в цепь якоря. Как правило, регулировочный реостат конструктивно выполняют ступенча­тым и в процессе регулирования шун­тируют или включают те или иные его ступени. На рис. 75 показано се­мейство характеристик при разных значениях сопротивления регулиро­вочного реостата. Там же зафик­сированы частоты вращения, полу­чаемые на каждой из характеристик при одном и том же значении ста­тического момента сопротивления на валу двигателя.

Регулирование изменением сопро­тивления желательно использовать при статическом моменте сопротивле­ния, не зависящем от частоты враще­ния и равном номинальному значению. В этом случае ток, проходящий по якорю двигателя, является номиналь­ным, Iя. н = Мном/См и, следовательно, двигатель используется наилучшим образом.

Рассматриваемый способ позво­ляет осуществлять регулирование только вниз от частот вращения, оп­ределяемых естественной характери­стикой. Реостатное регулирование ха­рактеризуется значительными элект­рическими потерями в цепи якоря особенно при работе на низких часто­тах вращения.

Действительно, для контура цепи якоря, в соответствии со вторым законом Кирх­гофа можно записать так называемое уравнение равновесия эдс U = E + IяR

При умножении левой и правой частей этого уравнения на Iя получим

UяIя = ЕIя + Iя2R.

Тогда электрические потери будут определяться как ДРЭЛ = R =UIя – ЕIя, или

  сократив числитель и знаменатель по­следнего выражения на Iя, получим .

Произведение напряжения, при­ложенного к цепи якоря, на его ток определяет мощность электроэнергии Р1, потребляемой цепью якоря двига­теля из сети Р1 — UIя.

С учетом этого выражение для электрических потерь принимает сле­дующий вид:

Подставив в последнее выражение значения Е = кЕФn и U = кЕФn0, получим

Для большинства двигателей отли­чие п0 от п в номинальном режиме составляет (1ч5)% и поэтому Рэл при номинальной скорости невелико. Если же и в процессе регулирования частота вращения уменьшится только в 2 раза по сравнению с номиналь­ной частотой, то легко подсчитать, что электрические потери увеличатся в несколько десят­ков раз. Это является существенным недостатком данного способа регу­лирования.

В процессе регулирования (см. рис. 75) уменьшается жесткость ме­ханических характеристик, а следова­тельно, и стабильность частоты враще­ния при колебаниях нагрузки. Это ограничивает диапазон регулирования в пределах Д = 2:1.

В то же время реостатный способ прост и применяется главным образом для двигателей небольшой мощности, когда не предъявляют высоких требо­ваний к качеству регулирования.

Регулирование частоты вращения изменением сопротивления цепи яко­ря двигателей постоянного тока по­следовательного и смешанного воз­буждения мало чем отличается от аналогичного способа для параллель­ного возбуждения.

2. Регулирование частоты враще­ния изменением магнитного потока возможно при уменьшении значения тока, проходящего по обмоткам возбуждения. Конструкция обычных электрических двигателей такова, что при прохождении по обмотке возбуждения номинального тока магнитопровод двигателя оказывается на­сыщенным.

Поэтому физически осуществить увеличение значения потока воздуш­ного зазора повышением тока воз­буждения не представляется возмож­ным. Указанное регулирование час­тоты вращения производится только уменьшением магнитного потока. На рис. 84 представлены семейства ско­ростных и механических статических характеристик, построенных при значениях потока воздушного зазора меньше номинального (Фн> Ф1> Ф2).

Частота вращения при рассматри­ваемом способе регулирования из­меняется вверх от частоты на есте­ственной характеристике. Так как двигатель регулируют уменьшением токов в обмотке возбуждения, кото­рые являются относительно неболь­шими, то может быть обеспечена высокая плавность регулирования, а сам способ по потерям энергии будет экономичным.