Самохід і шляхи його усунення

Двигун має самохід, якщо його ротор обертається при відсутності сигналу керування (aе=0, sinb=0, a=0).

На практиці зустрічаються два види самоходів: принциповий параметричний самохід, причиною якого являється неправильний розрахунок при проектуванні двигуна, і технологічний самохід, який з’являється внаслідок неякісного виготовлення двигуна.

Параметричний самохід, як правило, проявляється при знятті сигналу керування у двигуна, що працює з малим моментом опору на валу. Причина цього — недостатньо великий активний опір ротора. Останнє може бути пояснено наступним чином.

При знятті сигналу управління магнітне поле виконавчого двигуна стає пульсуючим — двигун з двохфазного перетворюється в однофазний. Відомо, що однофазні асинхронні двигуни з малим активним опором ротора і, отже, малим критичним ковзанням (sкр<1) при n2=0 не створюють пускового момента. Однак при n2¹ 0 вони розвивають обертовий момент. Це значить, що при відключенні однієї з обмоток у працюючого двохфазного двигуна його ротор продовжує обертатись, тобто двигун має самохід — продовжує робити як однофазний.

Для усунення самоходу асинхронні виконавчі двигуни виконують з підвищеним активним опором ротора r2. Збільшення активного опору ротора зміщує максимум механічної характеристики sкр в бік менших, а потім і від’ємних частот обертання (ковзань, більших одиниці). В зв’язку з цим результуючий обертовий момент М=Мпрзв зменшиться, а при sкр³1 стане навіть від’ємним (рис.3.3).

image002

Рис.3.3. До питання про самохід

Так, наприклад, якщо в якості виконавчого двигуна використовувати двигуни з невеликим активним опором ротора (рис. 3.3: а-sкр=0,2; б-sкр=0,6), то після зняття сигналу керування, коли магнітне поле в двигуні стане пульсуючим, результуючий момент М залишиться додатнім і ротор продовжує обертатися в тому ж напрямку. Якщо використовувати двигун з підвищеним активним опором ротора (sкр=1), то після зняття сигналу керування при пульсуючому полі (рис. 3.3, в) обертовий момент стає від’ємним і зупиняє ротор двигуна.

В цьому випадку час зупинки ротора за рахунок дії від’ємного (гальмівного) моменту навіть менший, ніж при одночасному знятті з обох обмоток (керування і збудження), коли обертовий момент рівний нулю.

В схемах автоматики сигнал керування може зніматися або без розриву кола керування, або з розривом. В першому випадку явище самоходу усунути значно простіше.

В асинхронних виконавчих двигунах для усунення самоходу активний опір ротора вибирають досить значним з таким розрахунком, щоб критичне ковзання sкр=2¸4.

Значне збільшення активного опору ротора r2, сприяючи усуненню самоходу, негативно відображається на енергетичних показниках двигуна: викликає підвищення електричних втрат в роторі (пониження ККД), а викликане підвищення r2 зміщення механічної характеристики в бік менших частот обертання (більших ковзань) приводить до різкого зменшення механічної потужності на валу двигуна (P2ºM2n2), а при sкр>1 — і до зменшення пускового моменту. Тому номінальна потужність асинхронних виконавчих двигунів в два-три рази менша номінальної потужності силових асинхронних двигунів (з малим r2) таких же габаритів.

Технологічний самохід проявляється зразу після ввімкнення в мережу обмотки збудження, коли сигнал керування ще не поданий.

Причина технологічного самоходу — виникнення слабого еліптичного поля за рахунок неякісного виготовлення двигуна, за рахунок наявності:замикань між листами сталі пакета статора; короткозамкнених витків в обмотці; неоднакової магнітної провідності машини в різних радіальних напрямках; нерівномірності порожнистих роторів і т.п.

Для усунення технологічного самоходу необхідне якісне виготовлення двигунів: ретельна ізоляція обмоток, листів сталі; збірка пакетів сталі веєром і т.п.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье