Шунтирование двигателя что это такое

Как уже было сказано, регулировать частоту вращения тяговых двигателей при неизменном подводимом напряжении можно, изменяя магнитный поток возбуждения тяговых двигателей.
В двигателях последовательного возбуждения, у которых ток якоря проходит и по обмотке возбуждения, возможно только уменьшать магнитный поток, что принято называть ослаблением возбуждения двигателей. В этом случае при той же частоте вращения увеличивается ток якоря, а следовательно, и мощность, потребляемая из контактной сети. Ослабление возбуждения осуществляют двумя способами: отключением части витков обмотки возбуждения (рис. 41, а) и включением параллельно ей регулируемого резистора (рис. 41, б).

Рис.41 Схемы, поясняющие способы ослабления магнитного потока полюсов

Первый способ, ввиду того что усложняется конструкция тяговых двигателей, не нашел применения на электровозах. Для осуществления его необходимо вывести дополнительные провода от обмотки возбуждения и обязательно отключить от нее часть витков, а не шунтировать их. Если этого не сделать, в шунтированных витках при изменении тока будет наводиться э. д. с, препятствующая изменению основного тока возбуждения. Поэтому включая контактор 2 (см. рис. 41, а), отключают контактор 1.
На электровозах включают резистор параллельно обмотке возбуждения . При этом сравнительно просто получить несколько ступеней ослабленного возбуждения, изменяя сопротивление шунтирующего резистора, для чего его разбивают на несколько секций. Включают и отключают секции таких резисторов, как и пусковых, индивидуальными контакторами. При включении контактора 1 (см. рис. 41, б) параллельно обмотке возбуждения в цепь вводится полностью весь резистор. Замкнув контактор 2, а затем при необходимости контактор 3, ступенями уменьшают сопротивление резистора.
На отечественных электровозах применяют от двух до четырех ступеней ослабленного возбуждения. Осуществлять ослабление возбуждения машинист может при последовательном, последовательно-параллельном и параллельном соединениях двигателей. Таким образом, при трех ходовых характеристиках с полным возбуждением (ПВ) и четырех ступенях ослабления возбуждения (OBI, OB2, ОВЗ, ОВ4) электровоз имеет 15 ходовых безреостатных позиций. Для каждой ходовой позиции строится своя тяговая характеристика. Так, на рис. 42 показаны в качестве примера тяговые характеристики электровоза ВЛ10, соответствующие 15 ходовым позициям при напряжении в контактной сети 3000 В.

Рис.42 Тяговые характеристики электровоза ВЛ-10

Развиваемая сила тяги электровоза ограничивается прежде всего сцеплением колес с рельсами. Проектируя и изготовляя локомотив, устанавливают так называемую конструкционную скорость электровоза, т. е. максимальную скорость, при которой не нарушается его нормальная работа. Для электровоза ВЛ10 конструкционная скорость равна 100 км/ч. Поэтому на тяговых характеристиках электровоза нанесено ограничение по скорости 100 км/ч при параллельном соединении.
Как видно из рис. 41, б, последовательно с резистором включен так называемый индуктивный шунт ИШ. Необходимость его применения вызывается следующим. Кратковременно контактная сеть может быть отключена от тяговой подстанции; возможны также кратковременные отрывы токоприемника от контактного провода, после чего тяговые двигатели вновь включаются на полное напряжение. Ток в якорях двигателей при этом резко нарастает. Однако обмотки возбуждения двигателей обладают большим индуктивным сопротивлением, и поэтому большая часть тока идет через резистор, а меньшая — через обмотки возбуждения. Из-за этого увеличение магнитного потока и э. д. с. в обмотке якоря происходит со значительным запаздыванием относительно увеличения тока, поэтому под действием реакции якоря в сильной степени искажается магнитное поле возбуждения. В результате этого возникнет искрение под щетками, которое может перейти в круговой огонь.
Чтобы обеспечить заданное распределение тока между обмотками возбуждения и резисторами, применяют индуктивные шунты, обладающие индуктивным сопротивлением, соизмеримым с индуктивным сопротивлением обмотки возбуждения.

Читайте также:  Можно ли заливать автомобильное масло в 4 тактный двигатель

Источник

7.3. Схемы шунтирования якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Наиболее благоприятные условия регулирования скорости двигателя с независимым возбуждением обеспечиваются из­менением подведенного к якорной цепи напряжения Uя. Для автоматического регулирования скорости предусматривается питание якорной цепи от индивидуального управляемого преобразователя (системы Г-Д и ТП-Д). Однако при невысоких требованиях к точности и плавности регулирова­ния в промышленных электроприводах используются резисторные схемы включения, получившие названиесхем шун-тирования якоря.

Потенциометрическая схема регулирования скорости дви­гателей с независимым возбуждением приведена на рис. 7.4, а. При двигателе небольшой мощности потенциометр может быть выполнен в виде реостата с подвижным контактом, путем перемещения которого подведенное к двигателю напря­жение можно изменять от 0 доUя =Uном. Электромехани­ческая и механическая характеристики двигателя в этой схеме могут быть получены по аналогии с системой УП-Д, если рассматривать потенциометр как источник регулируемого на­пряжения с внутренней ЭДС, равной напряжению холостого хода:

(7.13)

и внутренним сопротивлением

(7.14)

Рис.7.4. Регулирование скорости двигателя с независимым возбужде­нием в потенциометрической схеме

Подставив (7.13) и (7.14) в (5.6), получим уравнения ха­рактеристик в потенциометрической схеме в следующем виде:

(7.15)

(7.16)

Из (7.16) следует, что при перемещении движка потен­циометра скорость идеального холостого хода уменьшается пропорционально αШ, а модуль жесткости статической харак­теристики

(7.17)

является переменной, зависящей от αШ. При αШ=0 и αШ=1 жесткость βШравна жесткости естественной характеристики двигателя βпри питании его от бесконечно мощной сети. При промежуточных значениях αШмодуль жесткости βШ Iном. Наибольший ток шун­тирующей части потенциометраIШ.МАХбыстро увеличивается при уменьшенииRп, поэтому минимальная жесткость меха­нических характеристик в рассматриваемой схеме ограничи­вается приемлемой мощностью потенциометра. Тем самым ограничивается и возможный при данных пределах изменения нагрузки и требуемой точности диапазон регулирова­ния скорости.

Плавность регулирования при небольшой мощности дви­гателя, позволяющей использовать ползунковый реостат, по­лучается достаточно высокой. Однако с возрастанием мощ­ности двигателя эта возможность исключается и регулиро­вание осуществляется переключением ступеней регулировочных сопротивлений RШиRдоб с помощью силовой коммутиру­ющей аппаратуры.

При таком регулировании принимать суммарное сопро­тивление потенциометра RП=Rш +Rдоб постоянным нецеле­сообразно, так как сопротивленияRШиRдоб могут регули­роваться независимо. Для этого случая (7.15) и (7.16) удобно представить в виде

(7.19)

(7.20)

Следует иметь в виду, как изменяются характеристики двигателя при изменении Rш при неизменномRдоб или на­оборот. Примем сначалаRдоб=constи будем изменять в (7.19)RШШ).

При изменении сопротивления шунтирующего резистора от бесконечности до нуля скорость идеального холостого хода непрерывно уменьшается от ω0номдо 0, а жесткость возрастает от βШ=c 2 /(RЯ+Rдоб) до βш = β.Все эти характе­ристики пересекаются в одной точке, в которой ток якоря дви­гателя имеет значение

Читайте также:  Как бороться с перегревом двигателя газель

(7.21)

при скорости в режиме противовключения

(7.22)

Это можно установить, определив напряжение на выводах якоря двигателя при Iя = IK1и ω = ωK1:

(7.23)

Подставляя (7.22) в (7.23), убеждаемся, что в этой точ­ке на выводах якоря напряжение равно нулю, так как ЭДС двигателя, работающего в генераторном режиме, равна па­дению напряжения на сопротивлении якоря. При любом со­противлении RШтокIШв этой точке равен нулю, поэтому она является общей для всего рассматриваемого семейства характеристик (рис. 7.5, а).

Аналогичная общая точка обнаруживается и в семействе характеристик, соответствующем RШ=constиRДОБ=var (рис. 7.5, б).

Все эти характеристики пересекаются в точке, где ток якоря определяется соотношением

а скорость имеет значение

В этой точке напряжение на выводах двигателя равно напряжению сети, поэтому ток из сети не потребляется и значение Rд не сказывается на условиях работы двига­теля. Графически точкаIK1, ωК1определяется пересечением реостатной характеристики приRЯΣ=RЯ +Rдоб(Rш =∞) и ес­тественной характеристики динамического торможения (Rш = 0) (прямые1 и 2на рис. 7.5,а).

Точка IК2и ωК2определяется пересечением естественной характеристики двигателя3 (RДОБ=0) и реостатной характе­ристики динамического торможения4 (RДОБ =), как показано на рис. 7.5,б.

Таким образом, механические характеристики в схеме шунтирования якоря двигателя с независимым возбуждением являются характеристиками двигателя, питаемого от источ­ника регулируемого напряжения с относительно большим и изменяющимся при регулировании напряжения внутренним сопротивлением.

Рис 7.5. Характеристики в схеме шунтнрования якоря двигателя с независимым возбуждением при Rдоб=const,RШ=var (а) и приRШ=const,Rдоб=var (б)

Источник

Шунт в электротехнике.Для чего он нужен и где его можно применить

В электротехнике можно встретить такой термин-шунт.С английского Shunt переводится как «перевод на запасной путь» и служит для преобразования протекающего по шунту тока в напряжение.Шунт представляет из себя низкоомный резистор или провод,который может быть из меди,манганина,нихрома и др.Применяют шунт в электроизмерительных приборах-амперметрах или для измерения силы тока в цепи с помощью вольтметра.

Для опыта изготовил шунт из нихромовой проволоки диаметром 0.8мм и длиной 11см,сопротивление такого шунта вышло 0.27 Ом.Также применил индикатор стрелочный М4761-М1,на максимальный ток отклонения стрелки до 270 мкА,сопротивлением катушки 1000 Ом.

Для начала проверил работу шунта с вольтметром для измерения потребляемого тока нагрузкой.Для этого последовательно с нагрузкой-лампой накаливания подключил шунт и параллельно ему вольтметр.Шунт будет оказывать сопротивление току и на шунте будет падение напряжения,именно значение этого напряжения и надо узнать.Вольтметр показал напряжение 35мВ. Зная сопротивление шунта-0.27 Ом и показания вольтметра,можно теперь узнать и ток,который потребляет нагрузка.Для этого напряжение 35мВ надо разделить на сопротивление 0.27 Ом или I=U/R,получается 0.13А,примерно такой ток и потребляет лампа.

Диаметр проволоки шунта должен соответствовать проходящему току,иначе проволока будет сильно нагреваться и искажать показания.Также проволока должна обладать малым изменением сопротивления от температуры.

В мультиметре находится шунт.Он представляет из себя провод,который подключается последовательно цепи,ток которой надо измерить до 20 А.Падение напряжения на этом шунте фиксирует электроника и показывает потребляемый ток.

Стрелочный индикатор М4761-М1 рассчитан на максимальный ток до 270 мкА и если через него пропустить ток в несколько Ампер,он возможно выйдет из строя.Как тогда таким индикатором измерять большой ток? Для этого как раз и нужен шунт,его надо подключить параллельно индикатору.Ток пойдет по кратчайшему пути-шунту,сопротивление которого 0.27 Ом,именно поэтому shunt в переводе с английского-это запасной путь.А раз ток пошел по шунту,значит на нем будет падение напряжения и это напряжение как раз может измерить индикатор.Таким способом можно измерять большие токи индикатором,формула расчета для индикатора есть в интернете.

Читайте также:  Мигают фары при запуске двигателя

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Шунтирование — обмотка

Шунтирование обмотки ГП активным сопротивлением не изменяет формы распределения по дуге якоря переменной составляющей индукции потока ГП. [1]

Шунтирование обмотки ГП применяется и с целью изменения скорости вращения двигателя. Чтобы оно не нарушило оптимальное Ет, необходимо в цепь подключаемых шунтов вводить значительную индуктивность, что усложняет и удорожает необходимое оборудование. [2]

Шунтирование обмотки реле напряжения контактом пускового органа в схеме ( см. рис. 4.21) исключает действие блокировки до устранения несимметрии. [3]

Шунтированием обмотки добавочных полюсов сопротивлением, за счет чего может быть ослаблена сила их действия. При резко изменяющемся токе нагрузки ( например у прокатных двигателей) шунтирующее сопротивление должно выполняться в виде реактора. Соотношение между индуктивностью и сопротивлением для этого реактора должно быть одинаковым с соотношением между теми же величинами для обмотки добавочных полюсов машины. [4]

Благодаря шунтированию обмотки ГП активным сопротивлением, в которое здесь ответвляется 14 % постоянной составляющей тока возбуждения, переменное напряжение на обмотке и пульсация тока в ней снизились примерно в 10 раз по сравнению с теми, которые отвечают нешунтированной обмотке. Таким образом, переменная составляющая напряжения здесь в основном распределяется между обмотками якоря и дополнительных полюсов. [5]

Регулирование шунтированием обмотки якоря является неэкономичным, поскольку потери в сопротивлениях значительны. [7]

Регулирование шунтированием обмотки якоря двигателя постоянного тока последовательного возбуждения , так же как и в случае независим ого возбуждения, является неэкономичным, поскольку потери в резисторах значительны. И по остальным показателям оно близко к регулированию шунтированием обмотки якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Существенное различие состоит в значении допустимого момента нагрузки. [9]

При шунтировании обмотки возбужде ния частота вращения растет из-за уменьшения потока машины, вызванного снижением тока возбуждения. [10]

При шунтировании обмотки РЗВ исчезает ее размагничивающее действие пс отношению к магнитному потоку, создаваемому обмоткой Р30, что наряду с повышением величины силы тока через обмотку Р3 вызывает скачкообразное увеличение электромагнитной силы реле. Якорек реле притягивается к сердечнику и контакты реле РЗ замыкаются. [11]

При шунтировании обмотки реле сопротивлением, величина которого меньше критического, и коэффициенте запаса по току срабатывания, равном 1 3, время срабатывания реле равно примерно 5 — 6 сек. [12]

При шунтировании обмотки реле сопротивлением ( рис. 12 — 4, а) магнитная энергия при размыкании контакта расходуется в сопротивлении. [13]

При шунтировании обмотки якоря частота вращения УКД, как отмечалось ранее, снижается. Это объясняется тем, что увеличивается ток УКД, проходящий по обмотке возбуждения. Растет поток, а скорость падает, так как она обратно пропорциональна потоку. [15]

Источник

Adblock
detector