eng
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ко второму изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Предисловие к первому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Глава 1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.
Электроприводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.
Преимущества электроприводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.
Элементы электроприводов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.1.
Электродвигатели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.2.
Электромодуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.3.3.
Источники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.3.4.
Блок управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.
Выбор электроприводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.5.
Электроприводы постоянного и переменного тока сегодня . . . 25
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Глава 2. Динамика электроприводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1.
Фундаментальные уравнения вращающего момента. . . . . . . . . 27
2.2.
Отношения скорости и вращающего момента
и мультисекторное действие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.
Эквивалентные значения параметров двигателя. . . . . . . . . . . . 31
2.3.1.
Нагрузка с вращательным движением. . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.2.
Нагрузка с поступательным движением . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.3.
Измерение момента инерции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4.
Компоненты нагружающего момента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.5.
Характер и классификация нагружающего момента . . . . . . . . . 37
2.6.
Вычисление потерь времени и энергии при работе
в неустановившемся режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.7.
Стабильность установившегося режима . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.8.
Уравнивание нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Глава 3. Управление электроприводами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.
Режимы работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2.
Классификации регуляторов скорости и приводов. . . . . . . . . . 54
3.3.
Замкнутая система управления приводов. . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.1.
Регулировка тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.2.
Замкнутая система регулировки вращающего момента . . 56
3.3.3.
Замкнутая система регулировки скорости . . . . . . . . . . . . 56
3.3.4.
Замкнутая система регулировки скорости
многодвигательных электроприводов . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.3.5.
Измерение скорости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.3.6. Измерение тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.7.
Система фазовой автоматической подстройки частоты . . 63
3.3.8.
Замкнутая система позиционного регулирования . . . . . . 64
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Глава 4. Выбор номинальной мощности двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.1.
Термическая модель двигателя для нагрева и охлаждения . . . . 67
4.2.
Классификация режимов двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.3.
Определение характеристик двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.3.1.
Непрерывный режим . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.3.2.
Эквивалентные методы поставки тока, вращающего
момента и питания для переменной и прерывистой
нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.3.3.
Кратковременный режим . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.3.4.
Неустойчивый периодический режим. . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.5.
Частота работы двигателей при прерывистой нагрузке . . 81
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Глава 5. Вращательные электроприводы постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.1.
Двигатели постоянного тока и их работа . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.1.1.
Электродвигатели параллельного и независимого
возбуждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.1.2.
Электродвигатель с последовательным возбуждением . . . 86
5.1.3.
Электродвигатель постоянного тока смешанного
возбуждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.1.4.
Универсальный электродвигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.1.5.
Электродвигатели с постоянными магнитами . . . . . . . . . 90
5.1.6.
Серводвигатели переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.1.7.
Двигатели с вращающейся катушкой . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.1.8.
Электродвигатели с большим пусковым моментом . . . . . 93
5.2.
Пуск. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.3.
Торможение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.3.1.
Рекуперативное торможение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.3.2.
Динамическое торможение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.3.3.
Торможение электродвигателя противовключением . . . 100
5.4.
Анализ переходных процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.4.1.
Анализ переходных процессов электродвигателя
с независимым возбуждением с управлением якорем . . 103
5.4.2.
Анализ переходных процессов пуска электродвигателя
с независимым возбуждением с управлением якорем . . 104
5.4.3.
Анализ переходных процессов динамического тормо-
жения электродвигателя с независимым возбуждением 106
5.4.4.
Потери энергии при работе в неустановившемся
режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.4.5.
Анализ переходных процессов электродвигателя с неза-
висимым возбуждением с регулированием возбуждения 111
5.5.
Регулирование скорости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.6.
Методы регулирования напряжения якоря. . . . . . . . . . . . . . . 121
5.7.
Электропривод постоянного тока системы генератор-
двигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.8.
Управление трансформатором и нерегулируемым
выпрямителем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.9.
Двигатели постоянного тока с питанием от регулируемого
выпрямителя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4
Содержание5.10. Управление однофазным полностью регулируемым
выпрямителем электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.11.
Управление однофазным наполовину регулируемым
выпрямителем электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.12.
Управление трехфазным полностью регулируемым
выпрямителем электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.13.
Управление трехфазным полурегулируемым выпрямителем
электродвигателя постоянного тока с независимым
возбуждением. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.14.
Мультисекторная работа электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением с питанием от полностью
регулируемого выпрямителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.14.1.
Один полностью регулируемый выпрямитель
с переключателем полярности . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.14.2.
Двойной преобразователь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.14.3.
Реверсирование тока возбуждения . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.14.4.
Сравнение обычной и статичной схем электропривода
постоянного тока системы генератор-двигатель . . . . . 151
5.15.
Управление выпрямителем электродвигателя постоянного
тока с последовательным возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.16.
Управление маломощными электродвигателями . . . . . . . . . . 153
5.17.
Гармоника питания, коэффициент мощности и колебания
тока двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
5.18.
Двигатели постоянного тока, управляемые прерывателем . . . 156
5.19.
Управление прерывателем электродвигателя постоянного
тока с независимым возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.20.
Управление прерывателем электродвигателя
с последовательным возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.21.
Гармоники тока источника питания в прерывателях . . . . . . . 166
5.22.
Характеристики преобразователя и замкнутая система
управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Глава 6. Асинхронные электроприводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.1.
Трехфазные асинхронные электроприводы . . . . . . . . . . . . . . 177
6.1.1.
Анализ и работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.1.2.
Асинхронные электроприводы особого устройства . . . . 180
6.2.
Работа при несбалансированном напряжении источника
и однофазный режим работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
6.3.
Работа при несбалансированном полном сопротивлении
ротора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
6.4.
Анализ асинхронного электропривода с питанием
от источника несинусоидального напряжения . . . . . . . . . . . . 188
6.5.
Пуск . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
6.5.1.
Пусковой переключатель со звезды на треугольник. . . . 192
6.5.2.
Пусковой автотрансформатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
6.5.3.
Пуск электродвигателя через автотрансформатор . . . . . 192
6.5.4.
Реакторный пускатель электродвигателя . . . . . . . . . . . . 193
6.5.5.
Плавный пуск при помощи насыщающегося
реакторного пускателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
6.5.6.
Несбалансированная схема для плавного пуска. . . . . . . 194
Содержание 56.5.7. Пуск электродвигателя с использованием части
обмотки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.5.8.
Устройство для пуска электродвигателя с помощью
резистора в цепи ротора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.6.
Торможение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.6.1.
Рекуперативное торможение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.6.2.
Торможение электродвигателя противовключением
или обратным напряжением. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
6.6.3.
Динамическое (или реостатное) торможение. . . . . . . . . 204
6.7.
Анализ переходных процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
6.7.1.
Пуск и торможение противовключением . . . . . . . . . . . 216
6.7.2.
Вычисление потерь энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
6.8.
Регулирование скорости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
6.9.
Переключение полюсов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
6.10.
Амплитудная модуляция полюсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
6.11.
Регулирование напряжения статора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
6.11.1.
Регулирование контроллерами переменного
напряжения и плавным включением . . . . . . . . . . . . . 226
6.12.
Регулирование частоты источников питания . . . . . . . . . . . . . 229
6.12.1.
Регулирование переменной частоты асинхронного
электропривода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
6.12.2.
Регулирование скорости проскальзывания . . . . . . . . . 233
6.12.3.
Ограничения вращающего момента и мощности
и режимы работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.13.
Управление инвертором источника напряжения . . . . . . . . . . . . .
6.13.1.
Асинхронные электроприводы с инвертором
источника напряжения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
6.13.2.
Торможение и мультисекторная работа асинхронного
электропривода с инвертором источника напряжения 239
6.14.
Регулирование понижающим преобразователем частоты . . . . 243
6.15.
Замкнутая система регулирования скорости
и характеристики преобразователя для инвертора источника
напряжения и асинхронные электроприводы с понижающим
преобразователем частоты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
6.16.
Регулирование частоты источника тока . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.17.
Регулирование инвертором источника тока . . . . . . . . . . . . . . 253
6.17.1.
Рекуперативное торможение и мультисекторная
работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
6.17.2.
Замкнутая система регулирования скорости двигателя
с инвертором источника тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6.17.3.
Сравнение двигателей с инвертором источника тока
и инвертором источника напряжения . . . . . . . . . . . . . 257
6.18.
Управление инвертором источника напряжения
с регулированием тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
6.19.
Электромагнитный двигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
6.20.
Регулирование сопротивления ротора . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.20.1.
Обычные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.20.2.
Статическое регулирование сопротивления ротора . . . 265
6.21.
Восстановление мощности скольжения . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
6.21.1.
Машина Шербиуса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
6.21.2.
Машина Крамера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
6.22.
Получение регулируемой скорости при постоянной частоте 278
6.22.1.
Схемы короткозамкнутой асинхронной электрической
машины и понижающего преобразователя частоты . . . 278
6
Содержание6.22.2. Схемы асинхронного электродвигателя с фазным
ротором и понижающего преобразователя частоты . . . 279
6.23.
Однофазные асинхронные электроприводы . . . . . . . . . . . . . . 279
6.24.
Способы пуска и типы однофазных асинхронных
электроприводов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.24.1.
Двигатели с расщепленной фазой. . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.24.2.
Асинхронные электродвигатели с конденсаторной
работой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.24.3.
Асинхронные электродвигатели с конденсаторным
пуском . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.24.4.
Асинхронные электродвигатели с конденсаторным
пуском и работой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6.24.5.
Электродвигатель с расщепленными полюсами. . . . . . 285
6.25.
Торможение однофазных асинхронных электроприводов. . . . 286
6.26.
Регулирование скорости однофазных асинхронных
электроприводов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
6.27.
Линейный асинхронный электродвигатель и его управление 289
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Глава 7. Синхронные и бесщеточные электродвигатели постоянного тока . . . 298
7.1.
Синхронные электродвигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
7.1.1.
Электродвигатель с обмоткой возбуждения
и цилиндрическим ротором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
7.1.2.
Явнополюсный электродвигатель с обмоткой
возбуждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
7.1.3.
Двигатель с постоянными магнитами . . . . . . . . . . . . . . 306
7.1.4.
Синхронный реактивный электродвигатель. . . . . . . . . . 306
7.1.5.
Демпферная обмотка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
7.1.6.
Гистерезисный синхронный электродвигатель. . . . . . . . 306
7.1.7.
Индукторный электродвигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
7.2.
Работа от источника фиксированной частоты . . . . . . . . . . . . 308
7.2.1.
Пуск . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
7.2.2.
Вхождение в синхронизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.2.3.
Нестационарность из-за нарушения нагрузки . . . . . . . . 310
7.2.4.
Торможение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
7.3.
Синхронный электродвигатель с регулированием частоты
вращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
7.3.1.
Регулирование частоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
7.3.2.
Способы регулирования переменной частоты . . . . . . . . 313
7.4.
Регулирование частоты составных синхронных
электродвигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
7.5.
Самоуправляемый синхронный электродвигатель
с тиристорным инвертором с естественной коммутацией . . . . 317
7.6.
Пуск больших синхронных электрических машин . . . . . . . . . 325
7.7.
Самоуправляемый синхронный электродвигатель
с понижающим преобразователем частоты. . . . . . . . . . . . . . . 325
7.8.
Двигатель переменного тока с постоянными магнитами. . . . . 326
7.9.
Синусоидальный двигатель переменного тока
с постоянными магнитами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
7.9.1.
Синусоидальный двигатель переменного тока
с постоянными магнитами с питанием от инвертора
источника напряжения с регулировкой тока . . . . . . . . . 329
7.10.
Бесщеточный электродвигатель постоянного тока
(или трапециевидный двигатель переменного тока
с постоянными магнитами). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
Содержание 77.10.1. Бесщеточный электродвигатель постоянного тока
для сервомоторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
7.10.2.
Дешевые бесщеточные электродвигатели
постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
7.10.3.
Важные особенности и применения . . . . . . . . . . . . . . 337
Задачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Глава 8. Шаговые и коммутируемые реактивные электродвигатели . . . . . . . . 341
8.1.
Шаговые двигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
8.1.1.
Коммутируемый реактивный . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
8.1.2.
С постоянными магнитами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
8.1.3.
Важные особенности шаговых двигателей . . . . . . . . . . . 348
8.1.4.
Характеристики вращающего момента и частоты
вращения шагового двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
8.1.5.
Задающая схема для шаговых двигателей . . . . . . . . . . . 349
8.2.
Коммутируемый реактивный электродвигатель или двигатель
с регулируемым магнитным сопротивлением . . . . . . . . . . . . . 352
8.2.1.
Требования работы и управления . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
8.2.2.
Схемы преобразователя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
8.2.3.
Режимы работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Глава 9. Двигатели на солнечных батареях или аккумуляторах . . . . . . . . . . . 362
9.1.
Солнечные (или фотоэлектрические) панели . . . . . . . . . . . . . 362
9.2.
Двигатели, подходящие для привода насоса. . . . . . . . . . . . . . 363
9.3.
Приводы насоса на солнечных батареях . . . . . . . . . . . . . . . . 364
9.4.
Транспортные средства на аккумуляторах . . . . . . . . . . . . . . . 369
9.5.
Электрические наземные и водные транспортные средства
на солнечной энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
Задачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
Глава 10. Тяговые двигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
10.1.
Электрические транспортные средства . . . . . . . . . . . . . . . . 372
10.1.1.
Электрические поезда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
10.1.2.
Троллейбусы, трамваи и электрические вагонетки . . 375
10.2.
Природа тяговой нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
10.2.1.
Коэффициент сцепления (CA) . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
10.2.2.
Рабочий цикл тягового двигателя. . . . . . . . . . . . . . . 379
10.2.3.
Распределение нагрузки между тяговыми
двигателями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
10.3.
Конфигурации поездов магистральной линии
и пригородных поездов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
10.3.1.
Различие устройства поездов магистральной линии
и пригородных поездов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
10.3.2.
Приводная ось локомотивов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
10.4.
Торможение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
10.5.
Коэффициент мощности и гармоника . . . . . . . . . . . . . . . . 384
10.6.
Вычисления характеристик тягового двигателя
и потребления энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
10.6.1.
Тяговое усилие и характеристики двигателя . . . . . . . 386
10.6.2.
Удельное энергопотребление . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
10.6.3.
Максимально допустимое тяговое усилие. . . . . . . . . 390
10.7.
Важные особенности тягового двигателя. . . . . . . . . . . . . . . 397
10.8.
Тяговые электродвигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
8
Содержание10.8.1. Двигатели, используемые при тяге . . . . . . . . . . . . . . 398
10.8.2.
Управление тяговыми двигателями . . . . . . . . . . . . . 399
10.9.
Тяговые приводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
10.10.
Обычные тяговые электроприводы постоянного
и переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
10.10.1.
Тяговые электроприводы постоянного тока
с регулированием сопротивления . . . . . . . . . . . . . 401
10.10.2.
Тяговый электропривод переменного тока 25 кВ,
50
Гц с переключением ответвлений обмотки
трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
10.11.
Двигатели, управляемые полупроводниковым
преобразователем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
10.12.
Тяговый электропривод переменного тока 25 кВ
с двигателем постоянного тока, управляемым
полупроводниковым преобразователем . . . . . . . . . . . . . . . 407
10.13.
Тяговый электропривод постоянного тока с двигателем
постоянного тока с полупроводниковым прерывателем . . . 412
10.14.
Многофазные двигатели переменного тока для тяговых
электроприводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
10.15.
Тяговые электроприводы постоянного тока
с многофазными двигателями переменного тока . . . . . . . . 415
10.15.1.
Асинхронный электропривод с инвертором
источника напряжения и широтно-импульсным
модулятором. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
10.15.2.
Синхронный электропривод с питанием
от инвертора с естественной коммутацией . . . . . . 417
10.16.
Тяговые электроприводы переменного тока
с многофазными двигателями переменного тока . . . . . . . . 419
10.16.1.
Асинхронный электропривод с короткозамкнутым
ротором и инвертором источника тока . . . . . . . . . 419
10.16.2.
Асинхронный электропривод с короткозамкнутым
ротором, инвертором источника напряжения
и широтно-импульсным модулятором . . . . . . . . . . 420
10.16.3.
Синхронный электропривод с инвертором
с естественной коммутацией . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
10.17.
Дизель-электрический тяговый привод . . . . . . . . . . . . . . . 423
10.17.1.
Электродвигатель постоянного тока
с последовательным возбуждением с питанием
от генератора постоянного тока с приводом
от дизельного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
10.17.2.
Электродвигатель постоянного тока с питанием
от трехфазного генератора переменного тока
с приводом от дизельного двигателя . . . . . . . . . . . 426
10.17.3.
Асинхронный электродвигатель с короткозамк-
нутым ротором с питанием от синхронного гене-
ратора переменного тока с приводом от дизель-
ного двигателя через диодный мост и инвертор. . . 427
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Глава 11. Сохранение энергии в электроприводах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
11.1.
Потери в электроприводе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
11.2.
Способы сохранения энергии в электроприводах . . . . . . . . 433
11.3.
Применение эргономичных полупроводниковых
преобразователей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
Содержание 911.3.1. Замена реостатных регуляторов . . . . . . . . . . . . . . . . 433
11.3.2.
Замена электромагнитных муфт сцепления . . . . . . . 434
11.3.3.
Замена электроприводов постоянного тока системы
генератор-двигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
11.4.
Применение эргономичных двигателей. . . . . . . . . . . . . . . . 435
11.5.
Применение электродвигателей с регулированием частоты
вращения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
11.6.
Эргономичная работа двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
11.7.
Увеличение коэффициента мощности. . . . . . . . . . . . . . . . . 438
11.8.
Применение двигателя с хорошими характеристиками . . . . 442
11.9.
Улучшение качества питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
11.10.
Применение однофазных и трехфазных полупроводни-
ковых преобразователей в сельской местности . . . . . . . . . 443
11.11.
Регулярное и профилактическое обслуживание
двигателей, трансформаторов и парного оборудования . . . 443
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
Глава 12. Системы электроприводов и их элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.1.
Системы электроприводов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.2.
Элементы, используемые для получения сигналов
для блокировки, упорядочения и защиты . . . . . . . . . . . . . . 454
Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
Ответы на численные задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
10
Содержание