- •Пермский Государственный Технический Университет
- •Механика электромеханической системы Кинематическая схема эл.Привода. Силы и моменты, действующие в системе эл.Привода.
- •Механические характеристики производственных механизмов. Для теории и практики эл.Привода большое значение имеют понятия механической характеристики рабочей машины.
- •Расчетные схемы выглядят так:
- •Уравнение движения и режимы работы эл.Привода как динамической системы.
- •Передаточные функции, структурные схемы и частотные характеристики механической части электропривода как объекта управления.
- •Движение инерционных масс эл.Привода с учетом упругих связей движущихся масс.
- •Динамические нагрузки эл.Приводов.
- •В уравнении жесткого приведенного механического звена величина
- •Определение наивыгоднейшего передаточного отношения.
- •Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии.
- •Понятие о электромеханических и механических характеристиках электродвигателей, их жесткости и режимы работы эмп.
- •Координатные преобразования переменных обобщенной электрической машины.
- •Выбор скорости к координатных осей u,V.
- •Фазные преобразования переменных обобщенной машины.
- •Электромеханические свойства двигателей. Математическое описание процессов преобразования энергии в двигателе постоянного тока независимого возбуждения.
- •Естественные и искусственные эл.Механические и механические характеристики двигателя независимого возбуждения в именованных и относительных единицах.
- •Реверсирование двигателя независимого возбуждения и механические характеристики для прямого и обратного напрявления вращения.
- •Тормозные режимы двигателя независимого и параллельного возбуждения.
- •Генераторное торможение с рекуперацией (отдачей) энергии в сеть.
- •Торможение противовключением.
- •Электродинамическое торможение.
- •Расчет механических характеристик двигателя независимого возбуждения.
- •Расчет сопротивлений для якорной цепи днв.
- •Динамические свойства днв при питании от источника напряжения.
- •Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в двигателе постоянного тока последовательного возбуждения (дпв)
- •Естественные и искусственные электромеханические и механические характеристики дпв
- •Тормозные режимы дпв
- •Расчет искусственных электромеханических и механических характеристик дпв.
- •Расчет пусковых сопротивлений для дпв.
- •Механические характеристики двигателя смешанного возбуждения (дсв) и его тормозные режимы.
- •Расчет тормозных сопротивлений для двигателей постоянного тока.
- •Математическое описание процессов преобразования энергии в асинхронном двигателе.
- •Естественные механическая и эл.Механическая характеристика ад. Формула Клосса.
- •Искусственные механические характеристики ад при изменении параметров цепей статора, ротора и питающей сети.
- •3. Введение добавочного активного сопротивления в цепь ротора.
- •4. Изменение частоты питающей сети.
- •Тормозные режимы асинхронного двигателя.
- •2) Торможение с самовозбуждением
- •Расчет естественной и искусственных статистических механических характеристик ад
- •Расчет сопротивлений для роторной цепи ад.
- •Динамические свойства асинхронного эмп при питании от источника напряжения
- •Математическое описание и электромеханические свойства синхронного двигателя
- •Обобщенная эл.Механическая система эл.Привода с линейной (линеаризованной) механической характеристикой двигателя.
- •Статический (установившийся) режим работы электропривода и статическая устойчивость электропривода
- •Переходные режимы электроприводов Общая характеристика переходных процессов электроприводов, их классификация и методы расчета
- •Графический метод интегрирования уравнения движения (метод пропорций)
- •Графоаналитический метод интегрирования уравнения движения (метод последовательных интервалов)
- •Электромагнитные переходные процессы в цепях возбуждения и форсирование процессов возбуждения
- •Переходный процесс электропривода с двигателем независимого возбуждения при изменении магнитного потока
- •Переходные процессы при пуске и торможении электропривода с короткозамкнутым асинхронным двигателем (ад)
- •Характер изменения свободных составляющих и их затухание определяются корнями p1 и p2характеристического уравнения
- •Корень определяет установившийся режим т.К. Относится к изображению напряжения. Если учесть, что , топоэтому
- •Регулирование координат электропривода Требования к координатам электропривода и формированию его статических и динамических характеристик
- •Основные показатели способов регулирования координат электропривода
- •Системы управляемый преобразователь – двигатель (уп – д).
- •Система генератор – двигатель (гд).
- •Расчет статических электромеханических и механических характеристик в системе гд
- •Система тиристорный преобразователь – двигатель (тп – д).
- •Торможение и реверсирование двигателя в системе тп-д и статические механические характеристики реверсивного вентильного электропривода
- •Расчет статических механических характеристик в системе тп-д
- •Коэффициент мощности и основные технико-экономические показатели вентильного электропривода
- •Частотное управление асинхронными двигателями
- •Законы частотного регулирования
- •Статические механические характеристики ад при частотном управлении.
- •Система пч-ад (преобразователь частоты - асинхронный двигатель)
- •Обобщенная линеаризованная система уп-д
- •Регулирование момента (тока) электропривода Задачи регулирования момента (тока) электропривода
- •Реостатное регулирование момента (тока) двигателей
- •Релейное автоматическое регулирование тока и момента ад изменением импульсным методом сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора
Релейное автоматическое регулирование тока и момента ад изменением импульсным методом сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора
Принципиальная схема регулирования изображена на рис. При периодическом шунтировании добавочного сопротивления Rдоб, включенного в цепь выпрямленного тока ротора, тиристорным ключом ТК , достигается эффект плавного изменения активного сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора от 0 до полной величиныRдоб .
Выходное напряжение Uу релейного элемента РЭ определяет открытое или закрытое состояние тиристорного ключа ТК. На вход РЭ подается сигнал, пропорциональный разности задающего напряжения Uзт и напряжения обратной связи по току Uо.т. При достаточно большой частоте fк коммутации ТК можно считать, что в цепь выпрямленного тока ротора введено регулируемое “импульсное” добавочное сопротивление Rдоб. имп., величина которого плавно изменяется от 0 до Rдоб. При изменении скважности импульсов от 1 до 0. Здесь tимп – длительность замкнутого состояния ТК, а - период коммутации. Связь Rдоб.имп. с Rдоб. линейна: .
Когда ТК открыт (=1), Rдоб. шунтировано. В этом случае момент, развиваемый двигателем, определяется его естественной характеристикой. Когда ТК закрыт (=0), в цепь ротора введено Rдоб., что соответствует работе двигателя на реостатной характеристике. Изменяя соотношение между интервалами времени, в течение которых ТК открыт или закрыт, можно регулировать выпрямленный ток ротора, а следовательно, плавно регулировать развиваемый двигателем момент М. Для получения выражения момента и уравнения механической характеристики двигателя при данном способе регулирования момента, воспользуемся схемой замещения, в которой параметры статора приведены к цепи выпрямленного тока ротора. Здесь
сопротивление, обусловленное коммутацией вентилей выпрямителя В, учитывающее снижение вследствие этого среднего выпрямленного напряжения, а хдв – индуктивное сопротивление двигателя, приведенное к цепи выпрямленного тока; – активное сопротивление двух фаз статора, приведенное к роторной цепи; 2r2 - активное сопротивление двух фаз ротора; m - число пульсаций выпрямленного напряжения ротора.
Если пренебречь временем переключения ТК, то процессы изменения выпрямленного тока ротора при переключении Rдоб описываются для открытого состояния ТК уравнением
или , а при закрытом ТК
или , где
;
Законы изменения токов при принятых допушениях
здесь t1 – время , когда id0=Iнач.з
;
Зависимостьid от t для некоторого конкретного значения S и изображена на рис. Из выражений для Ido и Idз и графика следует, что при увеличении и уменьшении S ток Id0 уменьшается для значения Iнач.з, частота коммутации ключа ТК становится равной 0, ключ остается в открытом состоянии, и двигатель работает на естественной характеристике 1 (см.рис.). При уменьшении и возрастании S Idз увеличивается до Iнач.щ , возрастает до время закрытого состояния ТК Tk-t1 , и двигатель работает на реостатной характеристике 2.
Пренебрегая пульсациями выпрямленного тока можно принять Id=Id.cp . Тогда выпрямленное напряжение ротора
Электромагнитный момент можно найти через потери в роторной цепи
отсюда
Отсюда следует, что при Idcp=const момент, развиваемый АД в статическом режиме, остается постоянным. Т.о.,поддерживая постоянным среднее значение выпрямленного тока на различных уровнях, можно регулировать момент M двигателя с высокой точностью. Так, поддерживая выпрямленный ток на уровнях Id1, Id2, Id3 постоянным, можно получить характеристики электропривода, обеспечивающие постоянство момента (прямые 3,4,5; достигается это путем задания Uзт=const ) в пределах изменения от характеристики 1 до характеристики 2.
Энергетические показатели электропривода с импульсным управлением в цепи выпрямленного тока ротора несколько хуже, чем при обычном реостатном регулировании. Некоторое их ухудшение определяется в основном наличием выпрямителя в цепи ротора. Тем не менее, подобный электропривод, обладая основными регулировочными свойствами асинхронного электропривода при частотном управлении от статического преобразователя частоты – плавностью, быстродействием, большим диапазоном регулирования, отличается от последнего простотой схемного решения.