Уменьшить напряжение, подводимое к двигателю, а вместе с этим уменьшить пусковой ток двигателя можно также при помощи автотрансформатора. При пуске автотрансформаторы понижают напряжение на 50–80 %.
Одним из главных недостатков синхронных двигателей является сложность их пуска в ход. Пуск синхронных двигателей может быть осуществлен при помощи вспомогательного пускового двигателя или путем асинхронного пуска.
Если ротор синхронного двигателя с возбужденными полюсами развернуть другим, вспомогательным двигателем до скорости вращения поля статора, то магнитные полюсы статора, взаимодействуя с полюсами ротора, заставят ротор вращаться далее самостоятельно без посторонней помощи, в такт с полем статора, т. е. синхронно. Для осуществления пуска необходимо, чтобы число пар полюсов асинхронного двигателя было меньше числа пар полюсов синхронного двигателя, ибо при этих условиях вспомогательный асинхронный двигатель может развернуть ротор синхронного двигателя до синхронной скорости.
Сложность пуска и необходимость вспомогательного двигателя являются существенными недостатками этого способа пуска синхронных двигателей. Поэтому в настоящее время он применяется редко.
Для осуществления асинхронного пуска синхронного двигателя в полюсных наконечниках полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкну-тая обмотка. Так как во время пуска в обмотке возбуждения двигателя наводится большая ЭДС, то по соображениям безопасности она замыкается рубильником на сопротивление.
При включении напряжения трехфазной сети в обмотку статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая ко-роткозамкнутую обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи. Эти токи, взаимодействуя с вращающим полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором большего числа оборотов рубильник переключается так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения. Недостатком асинхронного пуска является большой пусковой ток (в 5–7 раз больше рабочего тока).
87. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Регулирование скорости вращения электрических двигателей постоянного тока можно производить путем изменения напряжения, подводимого к двигателю, или путем изменения величины магнитного потока двигателя.
Изменение величины напряжения, подводимого к якорю двигателя, можно производить путем включения последовательно с якорем двигателя переменного регулировочного сопротивления или путем последовательного и параллельного включения обмоток якорей нескольких двигателей. Наиболее часто для регулирования скорости применяют способ изменения величины магнитного потока двигателя. Для этой цели в цепь обмотки возбуждения двигателя включают реостат, дающий возможность производить широкую и плавную регулировку скорости двигателя.
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей производится одним из следующих способов.
1. Изменение числа полюсов электродвигателя. Для возможности изменения числа пар полюсов двигателя статор его выполняют либо с двумя самостоятельными обмотками, либо с одной обмоткой, которую можно пересоединять на различные числа полюсов. Пересоединение обмоток статора производится при помощи специального аппарата – контроллера. При этом способе регулировка скорости вращения двигателя совершается скачками. Регулировку скорости вращения двигателя путем изменения числа полюсов можно производить только у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Ротор с короткозамкну-той обмоткой может работать с любым числом полюсов статора. Наоборот, ротор двигателя с фазной обмоткой может нормально работать лишь при определенном числе полюсов статора. Иначе обмотку ротора также пришлось бы переключать, что внесло бы большие усложнения в схему двигателя.
2. Изменение частоты переменного тока. При этом способе частоту переменного тока, подводимого к обмотке статора двигателя, изменяют при помощи специального генератора. Регулировку изменения частоты тока выгодно производить, когда имеется большая группа двигателей, требующих совместного плавного регулирования скорости вращения.
3. Введение сопротивления в цепь ротора. Во время работы двигателя в цепь обмотки ротора вводят сопротивление регулировочного реостата. Такой способ применим только для двигателей с фазным ротором.
4. Управление с помощью дросселей насыщения. Однофазный дроссель насыщения имеет две обмотки: одна включена в цепь переменного тока, другая, называемая управляющей или подмагничивающей обмоткой, подключается к источнику постоянного напряжения (выпрямителю). С увеличением тока в управляющей обмотке магнитная система дросселя насыщается и индуктивное сопротивление обмотки переменного тока уменьшается. Включая дроссели в каждую фазу асинхронного двигателя и меняя ток управляющей обмотки, можно менять сопротивление в цепи статора двигателя, а следовательно, и скорость вращения самого двигателя.
Для пуска в ход двигателей постоянного тока большой мощности, а также для широкой регулировки скорости вращения двигателей применяют схему «генератор – двигатель», сокращенно Г – Д. Система Г – Д дает возможность осуществить плавный пуск и широкую регулировку скорости вращения двигателя.
88. АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Аккумуляторные батареи комплектуются из свин-цово-кислотных или щелочных аккумуляторов, из которых первые получили наибольшее распространение.
Батарея стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов состоит из аккумуляторов типа С (стационарные для продолжительных разрядных режимов) или СК (стационарные для коротких разрядных режимов). Аккумуляторы СК отличаются от аккумуляторов типа С усиленными соединительными полюсами. Цифры после буквенного обозначения этих аккумуляторов характеризуют их емкость, разрядный и зарядный токи.
Аккумуляторы типа С предназначены для разряда в продолжении от 3 до 10 часов; максимально допускаемый 3-часовой разрядный ток 9 А. Аккумуляторы СК могут быть разряжены в более короткий срок – до 1 часа; максимально допускаемый одночасовой разрядный ток 18,5 А.
Кратковременный разрядный ток (в течение не более 5 с) не должен превышать 250 % тока трехчасового разряда для аккумуляторов типа С и 250 % тока одночасового разряда для аккумуляторов типа СК.
Во время заряда допускается максимальный зарядный ток: 9 А для аккумуляторов типа С и 11 А для аккумуляторов типа СК.
Величина емкости, указанная для каждого типа аккумуляторов, меняется в широких пределах в зависимости от величины разрядного тока и режима разряда.
Для стационарных аккумуляторных батарей применяются свинцово-кислотные аккумуляторы панцирного типа СП и СПК (стационарные панцирные). Для переносных аккумуляторных батарей используются свинцово-кислотные аккумуляторы типа СТ (стартер-ные).
Аккумуляторные батареи щелочных аккумуляторов комплектуются из железоникелевых аккумуляторов типа ЖН или ТЖН.
Номер аккумулятора соответствует его номинальной емкости в ампер-часах.
Заряд аккумуляторов производится током нормального зарядного режима в течение 6–7 ч. Допускается ускоренный заряд при следующем режиме: сначала в течение 2,5 ч током вдвое больше нормального, затем в течение 2 ч током нормальной величины.
Для переносных аккумуляторных батарей применяются железоникелевые аккумуляторы 10 ЖН напряжением 12,5 В; 4 ЖН-5 В; 5 ЖН-6,5 В.
При работе аккумуляторной батареи напряжение каждого элемента уменьшается. Если не принять особых мер, то напряжение на шинах аккумуляторной батареи будет также уменьшаться. В связи с этим по мере разряда батареи дополнительно к работающим аккумуляторам нужно подключать новые элементы. Таким образом, аккумуляторная батарея состоит из некоторого числа постоянно работающих элементов и нескольких элементов, включаемых и выключаемых по мере надобности. Аппарат, посредством которого производится изменение числа действующих элементов батареи, называется элементным коммутатором.
На электрических станциях и подстанциях имеются следующие виды нагрузок постоянного тока:
1) постоянная нагрузка – сигнальные и контрольные лампы на щитах управления, некоторые реле защиты и автоматики и др.;
2) временная нагрузка – возникает в случае прекращения питания подстанции переменным трехфазным током; состоит из ламп аварийного освещения и двигателей постоянного тока;
3) кратковременная нагрузка – механизмы включения электрических приводов выключателей, часть реле защиты и автоматики.
89. РЕЖИМ РАБОТЫ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Применяются два режима работы аккумуляторных батарей: заряд-разряд и постоянный подзаряд.
