Основные виды электрических машин. Электроприводы. Использование их в системах сервиса

Для осуществления торможения противовключением (т. п-в) необходимо поменятьместами две любые фазы статора. При этом меняется направление вращения поля,машина тормозится в режиме противовключения, а затем реверсируется.Специфическим является режим динамического торможения. По факту оно представляет собой генераторный режим отключенного от сети переменного тока асинхронного двигателя, кстатору которого подведен постоянный ток Iп. Этот режим применяется в ряде случаев, когдапосле отключения двигателя от сети требуется его быстрая остановка без реверса.Постоянный ток, подводимый к обмотке статора, образует неподвижное в пространствеполе. При вращении ротора в его обмотке наводится переменная ЭДС, под действием которой протекает переменный ток. Этот ток создает также неподвижное поле [9].Складываясь, поля статора и ротора образуют результирующее поле, в результатевзаимодействия с которым тока ротора возникает тормозной момент. Энергия, поступающаяс вала двигателя, рассеивается при этом в сопротивлениях роторной цепи.Главным вопросом, который необходимо учитывать при всё большей популярности и, как следствие, области использования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором является необходимость управления его скоростью. 2.4Частотное управление асинхронным двигателемПринцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя заключается в том, что,  изменяя частоту питающего напряжения, можно в соответствии с выражением (2.3) изменять угловую скорость магнитного поля статора., (2.3)где р – число пар полюсов; f1–частота питающего напряжения.Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью.Регулирование скорости при этом не сопровождается увеличением скольжения асинхронного двигателя, поэтому потери мощности при регулировании невелики. Механические характеристики АД при управлении им частотой приведены на рисунке 2.12 [9].Рисунок 2.12 – Механические характеристики АД при частотном регулированииНаиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока. Структурная схема и выходные напряжения такого преобразователя изображены на рисунке 2.13. Рисунок 2.13 – Преобразователь частоты с явно выраженным звеном постоянного токаВ преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии [11]: – входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе (В), фильтруется фильтром (Ф), сглаживается;– впоследствии происходит вновь преобразование с помощьюинвертора (И) в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды.Таким образом достигается процесс управления изменения скорости двигателя за счёт изменения частоты его питания. Синхронная машин имеет статор, которыйочень похож на статор асинхронной. Он применяется для того, чтобы было создано вращающееся магнитное поле, которое описано в параграфе 2.1.Ротор выполнен в виде явнополюсного или неявнополюсного электромагнита, питаемого через кольца и щетки от источника постоянногонапряжения, или в виде конструкции из постоянных магнитов. Магнит увлекается полем,движется синхронно с ним, связанный “магнитной пружиной”, отставая в двигательном режиме или опережая в тормозном на угол θ, зависящий от электромагнитного момента. Режимы работы и схема замещения синхронного двигателя представлена на рисунке 2.14. Рисунок 2.14 – Схема замещения (а), векторная диаграмма (б) и характеристики (в), (г) и (д) синхронной машиныСинхронная машина имеет характерную зависимость тока статора I от тока возбуждения Iв, так называемые, V-образные кривые (рисунок 3.2,д). Их форма связана с тем, что при изменении тока возбуждения меняются реактивная составляющая тока статора и её знак.Использование электродвигателей в системах сервисаЗа счет правильного выбора и эксплуатации электрических машин достигается обеспечение требуемых технических и эксплуатационных характеристик систем. В частности, для систем сервиса необходимо обеспечить точность, быстродействие и надёжность работы.Применение электрических машин  в системах сервиса охватывает все отрасли промышленности, сельского хозяйства, быта и специальной техники. Перечень сфер сервиса представлен на рисунке 3.1. Рисунок 3.1 – Сферы систем сервисаЭлектрические машины в системах сервиса используются в основном как исполнительные двигатели и тахогенераторы. Стоит отметить, что в настоящее время электроника развивается очень стремительно, она определяет прогресс во многих отраслях науки и техники. За последние годы в связи с улучшением характеристик полупроводниковых приборов расширяется область применения частотных асинхронных электродвигателей.Электрические машины в основном объёме любого производства занимают первое место. Они являются самыми массовыми приёмниками электрической энергии и одним из основных источников механической и электрической энергий. Поэтому очень важная роль отведена электрическим машинам в экономике и производстве.ЗаключениеВ ходе выполнения данной курсовой работы былирассмотрены двигатели постоянного и переменного тока. Исследована их конструкция, принцип работы (регулирование скорости, режимы торможения). Подробно рассмотрены аналитические выражения, позволяющие проводить техническое описание двигателей постоянного или переменного тока. Приведена структура частотного электропривода, определяющая возможность управления асинхронным двигателем с помощью изменения частоты питающей сети. Проанализированы области сервиса, в которых могут быть использованы рассматриваемые электродвигатели. Список использованных источниковБычков В. П. Электропривод и автоматизация металлургического производства [текст]. М. Высш. школа, Изд. 2е. - 1977, - 391с.Бурьянов В.Ф., Рокотян Е.С., Гуревич А.Е. Расчет мощности двигателей главных приводов прокатных станов [текст]. М.: Металлургиздат, 1977. - 360 с.Ключев В.И. Теория электропривода [текст]. – М.: Энергоатамиздат, Изд.3-е. - 2001. – 697с.Розанов Ю. К. Основы силовой электроники. — Москва, издательство Энергоатомиздат, 1992. –296 с.Горев А.А. Переходные процессы асинхронной машины. – М. –Л.: Госэнергоиздат, 1950.Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.С.Г. Герман-Галкин Силовая электроника.Лабораторные работы на ПК.; СПб.: Учитель и ученик, КОРОНА принт, 2002. — 304 с.Фокеев, А.Е. Исследование силовых трансформаторов при несинусоидальных режимах: дис.канд.техн.наук.: 05.09.03 / Фокеев Александр Евгеньевич.– Ижевск., 2012. – 147с. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. – Ленинград: Энергия, 1970. – 432 с.Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учебное пособие для студентов вузов / И.Я. Браславский, З.Ш. Ишматов, В.Н. Поляков; Под ред. И.Я. Браславского. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 256 с. Герман-Галкин С.Г. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.:КОРОНА-Век, 2008. – 368с.