7. Показатели регулирования электропривода.

Общие положения

ЭП предназначен для сообщения движения РО различ машин и механизмов. При работе их для обеспечения рационал хода технол процесса, очень часто возникает необх регулир-я скорости движ РО. Технологич требования определяют необходимость задавать или под- держивать координаты ЭП: положение РО мех-ма, его скорость, ускорение, момент и ток Дв… В процессе управления ЭП и регулир-ия приходится принудит изменять координаты или ограничивать их. В зависимости от задач управлен ЭП изменяется и цель регулиров ко- ординат.

1 поддержание заданного уровня переменной-система стабилизации; 2 изменение перемен по заданному закону ( системы с ЧПУ);

3. ограничен перемен допустимым значением (экскаваторная хар-ка);

4. отработка произвольн сигнала изменения переменной (следящие системы). Для регулиров скорости РО существуют 2 возможности:

1. изменен угловой скорости вала ЭП,

2. измен параметров кинематич цепи мех части привода, точнее передаточного отношения мех передач, устанавливаемых между ДВ и РО.

Рассмотрим последний вариант: Существуют 2 возмож способа управления переменной или

координатой: 1 параметрический способ упр-я в разомкнутых системах; 2 автоматич способ упр-я, к.т. использ в замкнутых системах.

Параметрич системы характериз-ся изменен координаты привода за счет измен параметра Дв, применяется широко, но возможны ограничения.

Автоматич способы делятся на 2 катег: по возмущению, по отклонению. Используются ли-

бо по отклонению, либо комбинированный.

Показатели регулирования

1. диапазон регулирования хар-ет предел изменения переменной. Сверху диапазон ограни- чен макс значением регулир величины по соображениям без аварийной работы. Снизу ог-

раничен точностью регулирования.

^{D ΔX}срmax ^{/ ΔX}срmin

2. точность регулирования – определяется отклонением переменной от заданного значения,

под влиянием возмущающих воздействий.

X (X_max

• X_min ) /(X_min X_max )

3. плавность регулирования – хар-ся числом дискретных значений регулируемого парамет- ра, можно оценить коэф-т плавности, где Х_i и X_i+1 – значение переменных на соседних сту-

пенях регулирования.

^K пл

_ X_i

X_i X

i1

4. перерегулирование – динамич ошибка и хар-ся максим отклонением координаты от уста-

X

новиш значения при t_max.

ΔX 

сmax

^X уст

5. быстродействие – быстрота реакции привода на изменение воздействий. Основ показате- ли: время пуска и время торможения.

6. допустимаяошибкарегулирования -

ΔX 

X_зад - X

Х – текущ значение, Хзад –заданное.

Относительная ошибка регулир-я

ΔX 

X _зад - X ^X зад

7. допустимаянагрузка – обычно считается, что Дв работает нормально, если токи в его це-

пях не превышают номинальных значений.

8. экономичность – ЭП должен иметь min массу и габариты при max быстродействии.

20

7. Выбор электродвигателя при различных режимах работы.

   1. Продолж ите льн ый ре жим (у с ловное обоз н ач е-

      

н ие S1) – время работы машины при практически не- изменной нагрузке и температуре охлаждающей сре- ды достаточное для нагрева всех ее частей до прак- тически установившейся температуры. Режим харак- теризуется неизменными потерями в течение всего времени работы машины. Пример: вентилятор, насо- сы, преобразовательные устройства, время работы которых измеряется часами, сутками. Так как в этом случае длительность нагрузки существенно больше

постоянной нагрева, целесообразно выбирать двига- тель, для которого этот режим является номиналь-

ным. То есть должны выполнятся условия: М_н ≤ М_ном; Р_н ≤ Р_ном ( ).

К этому же режиму относят и циклическую нагрузку. В случае длительности цикла бо-

лее 10 минут условия выбора определяются по ( ). При циклической нагрузке и длительно- сти цикла, не превосходящей постоянную нагрева, условия выбора определяются по экви- валентным значениям М_эк и Р_эк. Выбранный двигатель должен быть проверен по условиям

пуска и перегрузочной способности. М_мax > М_н; М_mах > М_н.

2. К ратко време н н ый ре жим раб оты (S 2) – периоды неизменяемой нагрузки чередуют-

ся с периодами отключения машины, причем за время работы температура частей машины не успевает достигнуть установившегося значения, а за время пауз (отключения машины) машина охлаждается до практически холодного состояния, то есть до температуры охла ж- дающей (окружающей) среды (отличие составляет около 1 ⁰С).

Пример: ворота, приводы разводных мостов, шлюзы и так далее. Для электроприводов работаю- щих в режиме S2, нецелесообразно выбирать двига- тели, предназначенные для работы в режиме S1, т. к. они обладают ограниченной перегрузочной спо- собностью, вследствие чего недоиспользуется по нагреву. При выборе двигателей для режима S2, часто бывает так, что время работы не совпадает со стандартной продолжительностью кратковременной работы 10, 30, 60, 90 мин. Кроме того, нагрузка в течение периода может ступенчато изменяться. В этих случаях рассчитываются эквивалентные вели- чины, которые приводятся к стандартному значе-

нию . Продолжение кратковременной работы t_р.ст. ближайшему к реальному значению t_р.

При выборе двигателя должны соблюдаться следующие условия:

 M_i

2

• t_i 

Р² t 

М  ^

М , Р

_  _i

ⁱ Р

, где М , Р

- но-

экtр.ст

^t р.ст

номtр.ст

экtр.ст

^t р.ст

номtр.ст

ном tр.ст

ном tр.ст

минальные значения момента и мощности двигателя , соответствующие продолжительно- сти кратковременной работы t_р.ст. В частном случае, когда нагрузка в течение t_р не изменя-

ется:

^Мэкtр.ст ^М

t _р

^t р.ст

^{, Р}экtр.ст ^Р

t _р

^t р.ст

Выбранный двигатель также должен быть прове-

рен по условиям пуска и перегрузочной способности.

21

3. П овторн о -кра тковре ме н н ый ре жи м (S3 ) – кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения двигателя, причем как рабочие периоды, так и паузы не так велики, чтобы превышения температуры смогли достигнуть установившихся значений. Иными словами, этот режим отличается от кратковременного регламентированными продолжительностью включения под неизменную нагрузку и продолжительностью периода отключения (паузы), причем время работы маши- ны всегда меньше времени, необходимого для нагрева ее частей до установившейся темпе- ратуры, а время пауз меньше необходимого для остывания машины до практически холод- ного состояния. Продолжительность включения (ПВ) устанавливается в процентах продол- жительности одного цикла работы, включающего в себя время работы и время паузы.

ПВ для S3 принята (по ГОСТу) равной 15, 20, 40 и 60% продолжительности одного цик- ла. В режиме S3 продолжительность цикла установлена равной 40 мин.

Работа машины и паузы периодически чередуются. ПВ в процентах определяется по

формуле

ПВ 

N

N R

100% , где N – время работы; R – время паузы;

ПВ 

t _р

t _р t_о

t _р

100% 

t_ц

100% .

В условных обозначениях: S3 – 25% или S3 – 40%.

Пример: мостовой кран, лифт.

Для электроприводов, работающих в режиме S3, целесообразно выбирать двигатели, предна- значенные для этого режима. Последователь- ность расчета в этом случае следующая:

1 По нагрузочной диаграмме для времени цикла Т_у ≤ 10 мин определяются:

- относительная продолжительность включения

ПВ ^{t pi} 100% , где t

рi

Т _у

- время работы при i-той

нагрузке внутри рабочего цикла Т_у;

- приведенные к ближайшему стандарт-

ному значению ПВ_ст=15, 25, 60% эквивалентные

2

ПВ ^P2

i

• t _pi

значения

^МэкПВ ^

СТ

ПВ ПВ _СТ

• _М_i

_t

• t _pi

,

pi

^PэкПВ ^

СТ



ПВ _СТ

^t pi

. При выборе двигателя должны соблюдаться условия: М_экПВст ≤

М_{номПВст} ; Р_экпвст≤Р_{номпвст}, где М_номст, Р_{номПВст} – номинальные значения момента и мощности двигателя, соответствующие ПВ_ст. В ряде случаев при больших значениях ПВ (>70÷80%) возможен выбор двигателя, предназначенного для режима S1 , для которого следует при- нять ПВ=100%. При идентичных циклах с постоянной нагрузкой внутри рабочего периода

ПВ

М М ^ПВ

Р Р ^ПВ

формулы сводятся к следующему виду:

ПВ

экПВст ,

ст

экПВст .

ст

22