- •Электропривод.
- •Типы электроприводов.
- •Механика электропривода. Механические звенья электропривода.
- •Структура механической части.
- •Энергетические диаграммы.
- •Приведение статических моментов усилий и моментов инерции к одной оси.
- •Приведение статических элементов и усилий к вращательному движению двигателя.
- •Приведение инерционных масс и моментов инерции в механических звеньях вала двигателя при вращательном движении.
- •Приведение статических нагрузок и инерционных масс к поступательному движению.
- •Понятие о приведенном механическом звене и одномассовой системе электропривода.
- •Уравнение движения электропривода и его анализ. Понятие о положении направления отсчета величин.
- •Понятие о реактивном и активном моментах сопротивления.
- •Уравнение движения и его анализ.
- •Время ускорения и замедления привода.
- •Установившиеся режимы работы электроприводов. Понятие о механических характеристиках.
- •Режимы работы электропривода.
- •Понятие о жесткости механических характеристик.
- •Устойчивость статического (установившегося) режима. Критерии устойчивости.
- •Понятие об упругом звене. Многомассовая система. Уравнение движения электропривода с упругими механическими звеньями.
- •Понятие о многомассовой системе электропривода.
- •Механические и электромеханические характеристики двигателей постоянного тока.
- •Механические и электромеханические характеристики.
- •Жесткость механических характеристик двигателя с независимым возбуждением.
- •Понятие об относительных единицах.
- •Тормозные режимы двигателей постоянного тока с независимым возбуждением.
- •Сравнительная оценка методов торможения.
- •Механические и электромеханические характеристики двигателей постоянного тока последовательного возбуждения (дпт пв).
- •Жесткость механических характеристик
- •Универсальная характеристика (граничная).
- •Тормозные режимы двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.
- •Электромеханические и механические характеристики при торможении двигателя с самовозбуждением.
- •Двигатели постоянного тока со смешанным возбуждением (дпт св). Механические и электромеханические характеристики дпт св.
- •Механические и электромеханические характеристики асинхронного двигателя.
- •Механические характеристики асинхронного двигателя.
- •Жесткость механических характеристик.
- •Электромеханические характеристики асинхронного двигателя.
- •Энергетический показатель асинхронного двигателя.
- •Тормозные режимы.
- •Искусственные механические реостатные характеристики асинхронного двигателя.
- •Механические характеристики синхронного двигателя.
- •Регулирование скорости электроприводов.
- •Параметрическое регулирование скорости двигателя постоянного тока.
- •Реостатное регулирование.
- •Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения изменением потока возбуждения.
- •Параметрическое регулирование скорости асинхронного двигателя.
- •Реостатное регулирование асинхронного двигателя изменением сопротивления в цепи статора.
- •Регулирование скорости асинхронного двигателя. Изменение числа пар полюсов.
- •Широтно-импульсное управление электроприводами.
- •Регулирование скорости изменением питающего напряжения. Понятие об электроприводе по системе уп-д.
- •Точное регулирование скорости.
- •Регулирование скорости в системе Генератор-Двигатель (г-д).
- •Регулирование скорости в системе тп-д (тиристорный преобразователь-двигатель).
- •Реверс в системе тп-д.
- •Энергетические показатели.
- •Система электропривода переменного тока с преобразователем частоты.
- •Закон изменения напряжения при частотном регулировании скорости.
- •Механические характеристики.
- •Преобразователи частоты.
Искусственные механические реостатные характеристики асинхронного двигателя.
Формулы для искусственных характеристик отличаются от естественных, тем что вместо активного сопротивления фазы ротора R2используется полное сопротивлениеR2линия фазы ротора. Все приведенные выше формулы для асинхронного двигателя являются универсальными и могут использоваться для построения как естественных электромеханических и механических характеристик так и искусственных.
Рассмотрим, как зависит от активного сопротивления линия ротора критического скольжения:
- естественная;- искусственная.
.
Из , гдеaSk=const,Mk=constвидно, что моменты будут одинаковы, когда существуют следующие соотношения скольжения.
;.
Таким образом, при любых одинаковых моментах для искусственной и естественной характеристики асинхронного двигателя, скольжение на искусственной характеристики во столько раз больше, чем на естественной во сколько R’2R’2.
Для номинального момента:
;.
На прямолинейном участке механической характеристики можно записать следующие соотношения:
;, Se– текущее состояние.
;;.
Механические характеристики синхронного двигателя.
Синхронный двигатель применяется для приводов механизмов, скорость которых не регулируется. Синхронный двигатель имеет достаточно высокий cos, КПД, обладает повышенной надежностью, вследствии значительного воздушного зазора между статором и ротором двигателя. Синхронный двигатель чаще всего используется в установках с длительным режимом работы, особенно для приводов большой мощности. Двигатель применяется для привода компрессора и насосов, как двигатель-генератор, для приводов средней мощности бумажной и цементной промышленности и т.д.
В настоящее время в связи с развитием полупроводниковых технологий появился регулируемый электропривод на базе синхронного двигателя, где регулирование производится изменением частоты питающего напряжения.
На статоре вложена трехфазная обмотка, на роторе обмотка возбуждения и пусковая обмотка. При пуске обмотку возбуждения включают на разрядное сопротивление Rр. При достижении скорости0,95w0подается возбуждение и включаетсяRр. Двигатель втягивается в синхронизм.Rр=(510)Rов.
Если взять Rр достаточно большим, то в обмотке возбуждения наблюдается большие перенапряжения, если взять - малым, то искажается пусковая характеристика синхронного двигателя. Пусковая характеристика от обмотки «беличья клетка» аналогична асинхронному двигателю.
Синхронный двигатель выполнен с пусковыми клетками двух типов, что позволяет получить различные характеристики необходимые для различных механизмов.
Для второй характеристики, вследствие повышения активного сопротивления «беличьей клетки», соответствует наибольший пусковой момент. Но ей соответствует большее скольжение при номинальном моменте, что затрудняет вхождение в синхронизм. Двигатель с такой пусковой характеристикой применяется для механизмов с большим пусковым моментом.
Первая характеристика используется для механизмов при вентиляторном моменте.
Устойчивость системы синхронного двигателя характеризуется угловой характеристикой или зависимостью момента от угла внутреннего сдвига фаз между вектором ЭДС и напряжением сети.
н=(2530)эл. град. – номинальнаяL нагрузки.
Устойчивая область работы двигателя от 0до/2.
Векторная диаграмма:
Из ОВЕиОАЕ:ОЕ=Uccos=Ecos(-).
Из ОАСиАВС:АС=Ucsin=IcXccos(-).
;;
;- при900.
.
Анализ зависимостей момента от показывает, что асинхронный двигатель менее чувствителен к снижению напряжения, чем синхронный двигатель.
Наибольшее значение момента, характеризующего перегрузочную способность синхронного двигателя, наблюдается при угле согласования =/2. При этом будет максимальный момент
.
Вместе с тем важной характеристикой работы синхронного двигателя является величина угла рассогласования, который находится в пределах 300-250=н. Этот угол характеризует двигательный режим работы двигателя по условиям нагрева.
Для повышения устойчивости работы синхронного двигателя при ударных нагрузках применяют автоматическое поддержание ЭДС двигателя за счет перевозбуждения двигателя.
Для неявнополюсной машины момент при синхронной скорости может возникнуть только при наличии тока в обмотке возбуждения при явнополюсной машине, момент возникает и без возбуждения синхронного двигателя. Здесь возникает реактивный момент, который старается так повернуть полюса машины, чтобы сохранить минимальным магнитное сопротивление по продольной оси.
Синхронный двигатель отличается от другой машины тем, что с его помощью можно регулировать потребление реактивной энергии. Это объясняется тем, что если принять активное сопротивление статора равным нулю, то ЭДС двигателя без нагрузки будет равна напряжению сети. Она определяется результирующим магнитным полем, намагничивающих сил статора и намагничивающих сил обмотки возбуждения, и, в этом случае когда ток возбуждения отсутствует, весь поток создается статором, синхронный двигатель потребляет реактивный ток и тот отстает от напряжения сети на 900. Если машину возбудить, то часть результирующих намагничивающих сил будет создана обмоткой возбуждения и тогда намагничивающий ток статора, а следовательно и потребляемая энергия из сети уменьшится. Дальнейшее увеличение возбуждения двигателя приведет к размагничиванию магнитной системы двигателя.
Перевозбуждение машины заставляет работать двигатель в емкостном квадранте, работать генератором реактивной энергии. Синхронный двигатель характеризуется U-образными характеристиками, это зависимость полного тока статора от тока возбуждения при различных нагрузках.
Кривая II– характеризует границу устойчивости статической работы двигателя.
Кривая I– регулировочная характеристика двигателя приcos=1.
Кривая III– соответствует верхней границе возбуждения двигателя по условиям нагрева двигателя и самораскачивания.
Синхронный двигатель может работать в тех же тормозных режимах, что и асинхронный и другие двигатели, т.е. режим с рекуперацией энергии в сеть, режим динамического торможения и режим противовключения.
1)2)
Торможение противовключением. В этом случае происходит изменение чередования фаз, обмотка возбуждения закорачивается на разрядное сопротивление.