- •Механическая часть силового канала эп. Математическое описание. Динамические моделирование механической части силового канала эп.
- •Механическая часть силового канала эп. Обобщенная графическая модель (совместная механичная характеристика эп).
- •(Аналоговый вариант).
- •Динамическая модель 2-ч массовой системы в переменных «входы-выходы». Структурная схема динамической модели.
- •Структурная схема 2-х массовой механической системы, как звена входящую в более сложную систему. Преобразования структурных схем.
- •Метод пространства состояния. Представление 2-х массовой системы в переменных состояниях.
- •Одномассовая механическая модель силового канала эп.
- •Электромеханические характеристики дпТсНв в двигательном режиме.
- •1. Введение в цепь ротора добавочных
- •2. Пуск при пониженном напряжении.
- •Механические характеристики дпТсНв в тормозных режимах.
- •1. Рекуперативное
- •2. Противовключением
- •3. Динамическое
- •Торможение противовключением.
- •Энергетические процессы.
- •Динамическое торможение.
- •Дпт с нв, как объект управления . Динамическая модель дпт с нв в переменных входных выходных. Аналоговый вариант.
- •Энергетические режимы в эп с дпт с нв.
- •1. Режим х.Х. :
- •Пусковой режим двигателя последовательного возбуждения.
- •Тормозные режимы дпв. Механические характеристики дпв в тормозном режиме.
- •Дпт смешанного возбуждения.
- •Механические характеристики ад в различных режимах работы.
- •Построение механических характеристик с использованием формулы Клосса.
- •Пуск ад.
- •Последовательность реостатного пуска.
- •Тормозные режимы ад. Механические характеристики в тормозном режиме.
- •Рекуперативное торможение.
- •Режим противовключения. Торможение противовключением.
- •Динамическое торможение.
- •Моделирование эп с ад. Ад, как объект управления. Динамическая модель ад в переменных, «входы - выходы».
- •Динамическая модель ад. Математическое описание обобщенной асинхронной машины.
- •Преобразователи координат и фаз.
- •Асинхронная машина с короткозамкнутым контуром.
- •Анализ акз в неподвижной системе координат
- •Анализ акз во вращающейся системе координат.
- •Пуск сд. Механические характеристики в пусковом режиме.
- •Тормозные режимы сд. Механические характеристики сд в тормозных режимах.
- •3. Динамическое торможение в сд реализуется так:
- •Синхронный эд, как объект управления. Динамические модели Синхронного эд и синхронный эп в переменных «входа-выхода»
- •Переходные процессы в эп.
- •Электромеханические переходные процессы и их анализ.
- •Решение уравнения движения при постоянном .
- •Решение уравнения двигателя при линейно изменяющимся .
- •Анализ электромеханических переходных процессов. Нагрузочные диаграммы эп.
- •1. Непрерывные
- •Расчет и построение нагрузочных диаграмм эп.
- •Анализ нагрузочных диаграмм эп.
- •Тепловые переходные процессы в эп. Уравнение теплового баланса эп.
- •Постоянная времени нагрева.
- •Допустимое превышение температуры двигателя. Классы изоляции.
- •Динамическая тепловая модель эд в переменных «входы-выходы».
- •Выбор мощности эд. Номинальные режимы работы эп по нагреву.
- •Выбор мощности эд при различных режимах работы.
- •1. Выбор эд по нагреву.
- •2. Проверка по допустимой механическое перегрузке.
- •3. По возможности запуска.
- •3 Этап: Поверка по возможности запуска.
- •Выбор мощности эд для кратковременного режима работы
- •Выбор мощности эд для повторно-кратковременного режима работы.
- •Регулирование «координат» эп.
- •Регулирование скорости вращения в эп.
- •Регулирование скорости дпт с нв.
- •2. Регулирование магнитным потоком
- •3. Регулирование напряжением на зажимах якоря
- •3. Регулирование скорости вращения дпт с нв изменением напряжения подводимого к якорю.
- •Регулирование скорости вращения дпт с последовательным возбуждением.
- •3. Регулирование изменением магнитного потока
- •3.1. Регулирование скорости дптпв шунтированием оя.
- •3.2. Регулирование скорости шунтированием ов.
- •Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей.
- •Реостатное регулирование скорости вращения ад.
- •Регулирование скорости вращения ад изменением действующего значения напряжения, подводимого к статору
- •Регулирование скорости вращения ад изменением числа пар полюсов двигателя.
- •Частотное регулирование скорости вращения ад.
- •Принципы и законы частотного регулирования.
- •1.Электромашинный пч
- •Особенности частотного регулирования сд.
- •Регулирование скорости вращения ад введением добавочного эдс в цепи ротора (каскадное регулирование)
- •Классификация схем каскадного регулирования.
- •Структурная схема электромеханического каскада.
- •Энергетическая эффективность эп.
- •Случай разноправленного потока энергии.
- •Коэффициент мощности.
- •Надёжность эп. Основные понятия, критерии надёжности.
- •Показатели надёжности.
- •Расчёт показателей надёжности.
3.2. Регулирование скорости шунтированием ов.
Рис.106
Рис.107
Этот способ регулирования по сравнению с предыдущим отличается меньшим стабильностью, но значительно более высокой энергетической эффективностью, следовательно
Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей.
Угловая скорость АД может быть выражена через синхронную следующим образом:
- угловая скорость ВМП (синхронная скорость)
- скольжение
Проанализировав эти выражения можно сделать вывод, что все возможные способы регулирования АД можно разделить на 2 группы:
1.
2.
При этом регулирующее воздействие вносится либо в цепь статора, либо в цепь ротора. - воздействует на цепь статора, - воздействует на цепь ротора.
Воздействие на цепь ротора принципиально возможно для АД с фазным ротором. При этом осуществляется воздействие на скольжение, либо на момент.
1. , путем изменения активного сопротивления цепи ротора - реостатный способ.
2. , путем введения - каскадный способ.
Воздействие на цепь статора:
1. (изменение напряжения подводимого статору).
2. (изменение числа пар полюсов)
3. (изменение частоты напряжения подводимого к статору). Используется для АД с К.З. ротором.
Реостатное регулирование скорости вращения ад.
Используется только двигателем с фазным ротором. Реализуется ступенчатым изменением активного сопротивления цепи ротора. При этом число ступеней ограниченно низкими функциональными возможностями релейно-контакторных схем управления.
Рис.108
Показатели качества:
1. Направление регулирования однозонное вниз.
2. Регулирование при постоянном моменте.
3. Плавность. Число ступеней добавочных реостатов более 3-х не целесообразно, следовательно, регулирование ступенчатое.
4. Стабильность. При увеличении добавочного сопротивления вводимого в цепь ротора жесткость рабочей части механической характеристики уменьшается и соответственно ухудшается стабильность работы ЭП в области малых скоростей.
5. Энергетическая эффективность. При введении добавочных сопротивлений в цепь ротора, так называемая энергия или мощность скольжения, потребляемая ротором АД рассеивается в окружающую среду и добавочном сопротивлении, так же как и электрические потери в обмотке ротора и статора. Рассмотрим понятия энергии (мощность скольжения) и определим зависимость этой энергии от скорости вращения ЭД. Если мощность, потребляемую из сети обозначить и при этом пренебречь магнитными потерями в статоре, то эту мощность через механические параметры можно выразить в виде:
Механическая мощность отдаваемая двигателем механизму , может быть представлена как :
Тогда за вычетом электрических и механических потерь в двигателе мощность скольжения можно представить :
Таким образом, если снизить угловую скорость двигателя по отношению к в 2 раза, то мощность скольжения будет составлять примерно потребляемой мощности, что приведёт к уменьшению КПД примерно на 50%.
Вывод: реостатное регулирование энергетически не эффективно.
Учитывая то, что реостатное регулирование не обеспечивает высоких показателей качества при высоких скоростях вращения (низкие КПД и стабильность), .
Однако некоторые низкие показатели в частности плавность может быть улучшена.
Способом улучшения плавности является «параметрическое , импульсное регулирование», на Рис.110.
- высокочастотный ключ (тиристорный транзистор)
- дроссель, предназначенный для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения на зажимах ротора, который с частотой 600-800 Гц размыкает и замыкает цепь добавочного сопротивления частота 600-800 Гц выбрана для снижения коммутационных перенапряжений ключа К.
Если обозначить время в течение которого замкнут , а время в течении которого , разомкнут , то скважность управляемых импульсов . При этом .
Т.о., плавно изменяя скважность до , можно в пределах диапазона регулирования , плавно изменить угловую скорость вращения двигателя.
L
Рис. 109 Рис.110