45 – РІЧЧЮ
від початку підготовки електроприводників
за денною формою навчання
у Запорізькому національному
технічному університеті
Присвячується передмова
Матеріал посібника – це узагальнення лекційних курсів, прочитаних автором у різні роки на кафедрі електропривода і автоматизації промислових установок Запорізького національного технічного університету, дисциплін Основи електропривода, Автоматизований електропривод, Теорія електропривода студентам спеціальностей електротехнічного та машинобудівного факультетів.
Зміст посібника відповідає вимогам навчальної програми дисципліни Основи електропривода, при написанні його використовувались відомі літературні джерела [1, 2], результати наукових розробок автора, поради й рекомендації фахівців очолюваної ним кафедри.
Навчальний посібник може стати у пригоді студентам при вивченні теоретичного курсу, при підготовці до практичних занять та лабораторного практикуму.
Видання присвячене 45-й річниці від початку підготовки за денною формою навчання спеціалістів з електромеханічних систем автоматизації та електропривода у Запорізькому національному технічному університеті.
Набором групи спеціальності „Електропривод і автоматизація промислових установок та технологічних комплексів” восени 1959 року на ливарному факультеті була започаткована підготовка на денному відділенні фахівців електротехнічного профілю. Роком пізніше набирається ще одна група денного відділення, вже спеціальності „Електричні машини і апарати”. Ці групи разом з контингентом безвідривної форми навчання лягли в основу створення в університеті в 1962 році електротехнічного факультету.
Автор складає подяку студентам – електроприводникам Роману Бєлікову та Олександру Соломасі за поміч у підготовці рукопису до друку.
ЗМІСТ
Уведення |
|
|
|
1 Сучасний електропривод, його особливості, стан і напрямки розвитку |
|
1.1 Елементи автоматизованого електропривода....................................... |
14 |
1.2 Особливості й тенденції розвитку сучасного електропривода........... |
16 |
1.3 Курс ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДА...................................................... |
18 |
1.4 Короткий історичний нарис розвитку електропривода....................... |
19 |
|
|
2 Механіка електропривода |
|
2.1 Елементи механічної частини електропривода.................................... |
22 |
2.2 Рівняння механічного руху..................................................................... |
24 |
2.3 Розрахункові схеми механічної частини електропривода................... |
25 |
2.4 Багатомасові механічні системи............................................................. |
29 |
2.5 Типові статичні навантаження електропривода................................... |
31 |
2.6 Режими роботи електроприводів............................................................ |
33 |
|
|
3 Статичні характеристики виконавчих механізмів та електродвигунів |
|
3.1 Механізми................................................................................................. |
37 |
3.2 Електродвигуни........................................................................................ |
43 |
3.3 Статичні механічна й електромеханічна характеристики електродвигуна постійного струму незалежного збудження (ДПС НЗ).................. |
49 |
3.4 Режими роботи електродвигунів............................................................ |
59 |
3.5 Статичні характеристики ДПС НЗ в гальмівних режимах.................. |
60 |
3.5.1 Режим рекуперативного гальмування................................................. |
60 |
3.5.2 Режим гальмування противвімкненням.............................................. |
62 |
3.5.3 Режим електродинамічного гальмування........................................... |
69 |
3.5.4 Використання електричних способів гальмування електроприводів............................................................................................................. |
73 |
3.6 Статичні механічні характеристики електродвигунів постійного струму послідовного збудження (ДПС ПЗ)................................................................ |
74 |
3.7 Статичні характеристики ДПС ПЗ у гальмівних режимах.................. |
81 |
3.7.1 Режим гальмування противвімкненням.............................................. |
82 |
3.7.2 Режим електродинамічного гальмування........................................... |
85 |
3.8 Статичні механічні характеристики електродвигунів постійного струму мішаного збудження (ДПС МЗ)...................................................................... |
90 |
3.9 Статичні характеристики ДПС МЗ у гальмівних режимах................. |
92 |
3.10 Статичні механічні характеристики асинхронних двигунів (АД).... |
98 |
3.10.1 Заступна схема АД.............................................................................. |
99 |
3.10.2 Аналітичний вираз механічної статичної характеристики АД...... |
102 |
3.11
Механічна статична характеристика
АД у координатах S й M
|
105 |
3.12
Аналіз механічної характеристики АД
|
108 |
3.13
Механічна характеристика АД у
координатах
|
110 |
3.14 Узагальнення властивостей механічних характеристик АД............. |
113 |
3.15 Механічні характеристики АД у гальмівних режимах...................... |
118 |
3.15.1 Рекуперативне гальмування (з віддачею енергії у мережу)........... |
118 |
3.15.2 Гальмування противвімкненням....................................................... |
122 |
3.15.3 Динамічне гальмування...................................................................... |
125 |
3.15.3.1 Динамічне гальмування при незалежному збудженні................. |
125 |
3.15.3.2 Динамічне гальмування з самозбудженням.................................. |
131 |
3.16 Механічні статичні та кутова характеристики синхронних двигунів (СД)................................................................................................................. |
133 |
3.16.1 Механічні характеристики СД........................................................... |
134 |
3.16.2 Кутова характеристика СД................................................................. |
136 |
3.16.3 Механічні статичні характеристики СД у гальмівних режимах.... |
138 |
3.17 Механічні статичні характеристики двигунів у багатодвигуневому приводі............................................................................................................................ |
139 |
|
|
4 Регулювання координат електроприводів |
|
4.1 Основні узагальнені показники регулювання швидкості електропривода.............................................................................................................. |
145 |
4.1.1 Точність регулювання.......................................................................... |
147 |
4.1.2 Діапазон регулювання.......................................................................... |
148 |
4.1.3 Плавність регулювання........................................................................ |
149 |
4.1.4 Стабільність регулювання.................................................................... |
150 |
4.1.5 Напрямок регулювання........................................................................ |
151 |
4.1.6 Допустиме навантаження у діапазоні регулювання.......................... |
151 |
4.1.7 Швидкодія, коливальність, перерегулювання................................... |
156 |
4.1.8 Економічність регулювання швидкості.............................................. |
157 |
4.2 Способи регулювання швидкості........................................................... |
159 |
4.3 Основні способи регулювання швидкості ДПС НЗ.............................. |
160 |
4.3.1 Регулювання кутової швидкості за допомогою додаткових резисторів у колі якоря.................................................................................................. |
161 |
4.3.2 Регулювання швидкості ДПС НЗ змінюванням величини магнітного потоку.......................................................................................................... |
164 |
4.3.3 Регулювання швидкості ДПС НЗ шунтуванням якоря..................... |
170 |
4.3.4 Регулювання швидкості ДПС НЗ змінюванням напруги живлення якоря................................................................................................................................ |
173 |
4.4 Основні способи регулювання швидкості двигунів послідовного збудження (ДПС ПЗ)..................................................................................................... |
183 |
4.4.1 Регулювання швидкості ДПС ПЗ за допомогою резисторів у якірному колі.................................................................................................................. |
184 |
4.4.2 Регулювання швидкості ДПС ПЗ змінюванням магнітного потоку |
185 |
4.4.3 Регулювання швидкості ДПС ПЗ змінюванням напруги живлення |
187 |
4.5 Регулювання координат АД.................................................................... |
190 |
4.5.1 Регулювання швидкості АД за допомогою резисторів у колі ротора.............................................................................................................................. |
191 |
4.5.1 Регулювання швидкості АД за допомогою резисторів у колі статора............................................................................................................................. |
193 |
4.5.3 Регулювання швидкості АД змінюванням числа пар полюсів......... |
195 |
4.5.4 Регулювання координат АД змінюванням напруги живлення статора............................................................................................................................ |
204 |
4.5.5 Частотне регулювання.......................................................................... |
206 |
|
|
5 Перехідні режими в ЕП |
|
5.1 Загальна характеристика......................................................................... |
220 |
5.2 Класифікація виконавчих механізмів у залежності від характеру дії статичного момента опору (Мс)................................................................................... |
223 |
5.3 Пуск ДПС НЗ до основної швидкості при одному ступені пускового реостата........................................................................................................ |
225 |
5.4 Пуск ДПС НЗ до основної швидкості при багатоступінчастому пусковому резисторі...................................................................................................... |
231 |
5.5 Пуск ДПС НЗ з урахуванням електромагнітного перехідного процесу........................................................................................................................... |
235 |
5.6 Перехідний режим динамічного гальмування ДПС НЗ....................... |
239 |
5.7 Перехідні режими в ЕП з трифазними асинхронними двигунами...... |
243 |
|
|
6 Вибір електродвигунів |
|
6.1 Нагрівання й охолодження двигунів. Класифікація режимів роботи ЕП у відповідності до характеру змінювання навантаження.................................... |
250 |
6.1.1 Тривалий (довготривалий) номінальний режим (S1)........................ |
251 |
6.1.2 Короткочасний номінальний режим (S2)........................................... |
253 |
6.1.3 Повторно – короткочасний номінальний режим (S3)....................... |
254 |
6.1.4 Номінальні режими S4 - S8.................................................................. |
256 |
6.1.5 Навантажувальні діаграми електроприводів...................................... |
257 |
6.1.6 Розрахунок потужності електродвигуна при тривалому режимі роботи (S1) й незмінному навантажені....................................................................... |
261 |
6.1.7 Розрахунок потужності двигуна при тривалому режимі роботи S1 й змінному циклічному навантаженні......................................................................... |
263 |
6.1.8 Визначення допустимої частоти вмикань АД з короткозамкненим ротором........................................................................................................................... |
269 |
|
|
7 Основи автоматичного керування електроприводами |
|
7.1 Вступна частина....................................................................................... |
273 |
7.2 Зображення й позначення елементів електричних схем. Загальні правила виконання схем............................................................................................... |
275 |
7.3 Розімкнені системи автоматичного керування..................................... |
287 |
7.3.1 Принципи автоматичного керування в розімкнених релейно – контакторних системах................................................................................................. |
287 |
7.3.2 Керування пуском ДПС у функції кутової швидкості...................... |
290 |
7.3.3 Керування пуском ДПС у функції струму.......................................... |
293 |
7.3.4 Керування пуском ДПС у функції часу.............................................. |
296 |
7.4 Замкнені системи автоматичного керування........................................ |
301 |
7.4.1 Основи автоматичного керування електроприводів постійного струму............................................................................................................................. |
303 |
7.4.2 Основи автоматичного керування електроприводів змінного струму............................................................................................................................. |
305 |
7.4.3 Стежний електропривод....................................................................... |
308 |
7.4.4 Основи програмного керування ЕП.................................................... |
310 |
|
|
Перелік посилань......................................................................................... |
313 |
....................................................................................................................
,
поданої у вигляді спрощеної формули
Клосса............................................................................
та
(залежність
)..............................................................................................