0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Абсолютная жесткость механической характеристики синхронного двигателя

6 Механическая характеристика производственного механизма и электрического двигателя

1.4 Механическая характеристика производственного механизма и электрического двигателя. Установившиеся режимы

В общем случае движение электропривода может происходить в двух режимах — установившемся, при котором скорость движения неизменна (или в частном случае равна нулю) и переходном (динамическом), характеризующимся изменением скорости. Имеет смысл вначале рассмотреть установившееся движение.

Условием установившегося движения является равенство моментов двигателя и момента сопротивления , т.е. . Проверка выполнения этого условия обычно осуществляется графически с помощью механических характеристик двигателя и исполнительного органа.

Механической характеристикой двигателя называют зависимость , при определенных условиях, например для двигателя постоянного тока при , и .

При поступательном движении механическая характеристика представляет собой зависимость

.

Различают естественную и искусственные механические характеристики.

Естественная механическая характеристика – такая характеристика, которая соответствует основной схеме включения двигателя и номинальным параметрам сети питающему напряжению , магнитному потоку и дополнительному сопротивлению в цепи якоря двигателя постоянного тока .

Искусственные механические характеристики получаются в том случае, когда изменяются параметры питающего двигатель напряжения или в цепи обмоток двигателя вводятся дополнительные элементы (резисторы, конденсаторы), а также при включении двигателя по специальной схеме.

Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов — Характеристики и режимы работы электродвигателей

Содержание материала

  • Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов
  • Газоразрядные лампы
  • Установки для электрического освещения
  • Облучение растений в теплицах
  • Применение осветительных установок на птицефермах
  • Установки ультрафиолетового облучения
  • Установки инфракрасного нагрева
  • Электротехнологические установки
  • Установки электронно-ионной технологии
  • Ультразвуковая техника
  • Установки для магнитной обработки материалов
  • Устройства для обработки сред электрическим током
  • Электропривод и его основные части
  • Характеристики и режимы работы электродвигателей
  • Регулирование скорости в электроприводах
  • Выбор электродвигателей
  • Аппаратура управления электродвигателями
  • Рубильники и переключатели
  • Путевые выключатели
  • Контакторы и электромагнитные пускатели
  • Реле управления
  • Тиристорные пускатели
  • Логические элементы
  • Плавкие предохранители
  • Автоматические выключатели
  • Тепловые реле и температурная зашита
  • Автоматическое управление электроприводами
  • Принципы управления двигателями постоянного тока
  • Схемы управления асинхронными электродвигателями
  • Блокировочные связи и сигнализация в схемах управления электроприводами
  • Следящий привод, применение магнитных и тиристорных усилителей
  • Дистанционное управление электроприводами
  • Электропривод ручных инструментов и стригальных машинок
  • Управление электроприводами поточных линий
  • Электропривод поточных линий приготовления кормов
  • Управление поточными линиями кормораздачи
  • Управление электроприводами комплекса машин по удалению навоза и помета
  • Эффективность и перспективы электрификации тепловых процессов, способы нагрева
  • Способы охлаждения и типы холодильных машин
  • Электродуговые нагреватели
  • Индукционные и диэлектрические нагреватели
  • Автоматизация электронагревательных установок
  • Выбор и настройка автоматических регуляторов электронагревательных установок
  • Электрические водонагреватели и котлы
  • Электродные водогрейные и паровые котлы
  • Электрооборудование и автоматизация электрокотельных, электрокалориферные установки
  • Электрообогреваемые полы
  • Средства местного электрообогрева
  • Электрические инкубаторы
  • Электрический обогрев парников и теплиц
  • Установки для электротепловой обработки продуктов и кормов
  • Электротерморадиационная и высокочастотная сушка
  • Электротепловая обработка пищевых продуктов и кормов
  • Электротермические печи
  • Электросварочное оборудование
  • Высокочастотные установки
  • Низкотемпературные установки
  • Холодильные производственные установки
  • Электрооборудование и автоматизация плодо- и овощехранилищ

Глава 8. ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Абсолютная жесткость механической характеристики синхронного двигателя

вращения электроприводов переменного тока

Читать еще:  Что является главным двигателем на земле

Упрощенная Г-образная схема замещения асинхронного двигателя, его механические характеристики, построение механических характеристик асинхронного двигателя. Тормозные режимы асинхронного двигателя.

Упрощенная векторная диаграмма, пусковая, механическая и угловая характеристики синхронного двигателя. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя введением сопротивления в цепь роторов, изменением числа пар полюсов, изменением частоты питающего напряжения. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя изменением частоты с помощью тиристорных преобразователей.

Импульсное регулирование скорости вращения двигателей переменного тока. Асинхронный электропривод для получения низких скоростей. Регулирование скорости вращения двигателя при помощи асинхронной муфты скольжения.

Электродвигатели переменного тока имеют ряд преимуществ перед двигателями постоянного тока, а именно: более просты в конструкции и в обслуживании, не требуют преобразовательных устройств переменного тока в постоянный и т.д. Эти преимущества обусловили распространение таких двигателей в электроприводах самых различных механизмов. В то же время применение двигателей переменного тока ограничено, например, в случаях, когда при высокой плавности регулирования требуется широкий диапазон регулирования скоростей вращения двигателя.

Целесообразность выбора переменного тока для привода производственного механизма определяется, в первую очередь, технологическими требованиями к приводу, видом механических характеристик, перегрузочной способностью, экономичностью принятого способа регулирования скорости.

Знание указанных свойств электропривода переменного тока позволяет производить более полный анализ нагрузок потребителей электроэнергии, рассчитать режимы работы электроприводов подавляющего большинства механизмов, находящихся в ведении инженера-электрика, например, компрессоров, насосов, вентиляторов.

При изучении механических характеристик асинхронного двигателя следует четко уяснить принцип действия асинхронной машины, возможность представления ее эквивалентной схемой замещения.

Необходимо обратить внимание на физическую суть явлений в обмотках электродвигателя, в результате которых механическая характеристика имеет такой сложный вид. Нужно проследить, как меняется ток ротора, статора, поток намагничивания машины в каждом режиме, как они влияют на формирование механических и электромеханических характеристик. Как влияют допущения, принятые при выводе упрощенной формулы Клосса на вид механической характеристики асинхронного двигателя. Следует учитывать, что в отличие от двигателей постоянного тока независимого возбуждения скорость идеального холостого хода асинхронного двигателя не зависит от величины напряжения, сопротивления цепи ротора и статора полностью определяется конструктивным выполнением обмоток машины и частотой питающего напряжения.

Большое значение в системах электроснабжения имеют приводы с синхронными двигателями. Регулирование возбуждения синхронных двигателей позволяет поддерживать постоянство уровня напряжения, необходимое значение коэффициента мощности при изменении нагрузок сети и, тем самым, улучшать технико-экономические показатели всей системы электроснабжения в целом. Приводы с синхронными двигателями имеют значительный вес в нагрузке любой электрической системы, и поэтому при освоении данной темы особое внимание следует обратить на изучение их характеристик и свойств.

1. Выведете выражение для электромагнитного момента асинхронного двигателя на основе упрощенной схемы замещения.

2. Проведите анализ механической характеристики асинхронного двигателя с позиции ее характерных точек и режимов работы двигателя.

3. Какие виды электрического торможения асинхронного двигателя Вы знаете? Начертите механические характеристики для каждого тормозного режима.

4. Как зависит вид механической характеристики асинхронного двигателя от напряжения и частоты питающей сети?

5. Изменится ли номинальное напряжение при увеличении сопротивления роторной цепи?

Читать еще:  Датчик температуры двигателя на ниссан теана

6. Поясните, чем обусловлены границы регулирования вверх и вниз от основной скорости при частотном регулировании асинхронного двигателя.

7. В чем заключается принцип работы асинхронного преобразователя частоты?

8. Поясните принцип работы статического преобразователя частоты.

9. Укажите способы осуществления и основные особенности импульсного метода регулирования скорости и вращения электродвигателей.

10. Принцип работы асинхронной муфты скольжения.

11. В чем состоят основные достоинства синхронного двигателя?

12. Объясните вид механической характеристики асинхронного двигателя при скольжении выше критического.

13. Что называется угловой характеристикой синхронного двигателя? Поясните сущность явлений при работе синхронного двигателя устойчивой и неустойчивой части угловой характеристики.

14. Чем объяснить абсолютную жесткость механической характеристики синхронного двигателя?

15. Как влияют на максимальный момент синхронного двигателя изменение напряжения, частоты сети и тока возбуждения?

Абсолютная жесткость механической характеристики синхронного двигателя

/,тах и, соответственно, М > Мтях), регулятор скольжения должен быть исключен из работы, например, путем ограничения его выходного сигнала иРС на уровне иРСтах (см. рис. 6.29, в). При этом вступают в работу отрицательные обратные связи по току статора с регулятором A3, обеспечивая за счет одновременного уменьшения частоты и напряжения статора АД до их минимальных значений/,шп и Uimin ограничение момента АД при со= 0 на уровне Mmax (линия 2 на рис.6.29, а). Минимальная синхронная скорость двигателя co0min будет соответствовать значениям /jmin и Uimin, а механическая характеристика — линии 3 (см. рис. 6.29, а).

Рис. 6.30. Структурная схема системы ПЧ -АД с обратной связью по

Устойчивость и динамические показатели качества регулирования скорости АД определяются выбором параметров пропорциональной и интегральной составляющих передаточных функций регуляторов А5 и A3.

На рис. 6.30 представлена структурная схема линеаризованной системы, функциональная схема которой приведена на рис. 6.28, при работе АД на участке механической характеристики в пределах значений абсолютного скольжения sa

При номинальном сигнале управления электроприводом, равном мзсном, и соответствующей ему номинальной скорости АД

В соответствии со структурной схемой АД его результирующая передаточная функция по отношению к отклонению Асо0

Wa (р) = Дсо/Асоо = 1/(7; ТмР2 + Тыр + 1). При ТМ>4ТЭ

Если отнести постоянные Г02 и 7пЧ к малым некомпенсиру-емым постоянным и в качестве оценки их влияния принять Гц = = Тог + Тич, то при настройке электропривода на модульный оптимум постоянная интегрирования и коэффициент передачи пропорциональной части регулятора РС определятся в соответствии с (5.8) так:

Трс = о.с пчйц Тр, кРС = ?о 1 / 7″РС.

Системы частотно-токового управления. При частотно-токовом управлении АД питается от преобразователя частоты (ПЧТ), работающего в режиме источника тока. Подобный преобразователь может быть реализован на основе автономного инвертора тока (рис. 6.31, а), в состав которого входят управляемый выпрямитель УВ, обеспечивающий за счет отрицательной обратной связи по току нагрузки (датчик тока ДТ и регулятор тока РТ) совместно с фильтрующим дросселем Др режим управляемого источника постоянного тока, и инвертор тока ИТ, выполняющий функцию формирования требуемой частоты выходного тока. Реализация ПЧТ возможна и на основе преобразователей частоты с непосредственной связью НПЧ (рис. 6.31, б), в которых для каждой из вентильных групп имеется внутренний контур регулирования тока, а частота выходного тока НПЧ задается генератором частоты ГЧ. Контур регулирования тока ПЧТ, как правило, астатический, и параметры его ПИ-регулятора определяют так же, как и для ПИ-регулятора тока в электроприводах постоянного тока.

Читать еще:  Электрический подогреватель двигателя установка своими руками

Отличительной особенностью ПЧТ является возможность двустороннего обмена энергией между питающей его сетью и двигателем с нереверсивным УВ за счет изменения направления проти-во-ЭДС инвертора и сохранения направления в нем выпрямленного тока.

Рис. 6.31. Функциональные схемы систем ПЧ-АД при питании от источников тока на основе автономного инвертора (а) и преобразователя частоты с непосредственной связью (б)

Управление двигателем производится с помощью сигналов задания выходного тока изт и частоты u3f преобразователя ПЧТ. Оба сигнала, в свою очередь, зависят от общего сигнала управления иу.

При питании АД от источника тока вследствие размагничивающего действия тока ротора магнитный поток АД заметно изменяется при изменении абсолютного скольжения. Поэтому для стабилизации магнитного потока АД при изменении его нагрузки в канал задания тока ПЧТ вводится функциональный преобразователь ФП, определяющий задание тока статора 7, в функции абсолютного скольжения sa. Зависимость /, = F(5а) и пропорциональ-

Рис. 6.32. Зависимость тока статора от абсолютного скольжения АД

ная ей зависимость ызт = Ф(иу) являются нелинейными функциями (рис. 6.32), которые на рабочих участках механических характеристик АД отвечают условию /,2 = s. Кривые этих зависимостей симметричны относительно оси тока (задания тока), что определяется симметрией механических характеристик АД в двигательном и генераторном режимах его работы. Часто при технической реализации ФП пользуются линейной аппроксимацией зависимости /, = f(sj (штриховая линия на рис. 6.32). Здесь значения /1тах и «зттах определяют максимально допустимый ток статора и сигнал его задания, a Ilmin и H3Tmin — ток холостого хода АД и сигнал его задания.

Известные положительные свойства АД при его питании от ПЧТ, такие как независимость электромагнитного момента АД от частоты и возможность при заданном токе статора и абсолютном скольжении, равном критическому, обеспечить больший момент, чем при питании от источника напряжения, могут быть реализованы лишь в замкнутой системе, контролирующей абсолютное скольжение и ток двигателя в функции нагрузки. На рис. 6.33 представлена функциональная схема подобной системы частотно-токового управления АД. Источник тока реализован на основе управляемого выпрямителя УВ, ток нагрузки 1Н которого задается выходным напряжением «РТ регулятора тока РТ, пропорциональным разности напряжений изт на выходе ФП и иот датчика тока ДТ. Стабилизация скорости АД обеспечивается за счет регулятора скорости PC, на входе которого сравниваются напряжения задания скорости нзси обратной связи мосс выхода тахогенератора ТГ. Особенность схемы в том, что здесь автоматически формируются сигналы, пропорциональные абсолютному скольжению и заданию синхронной скорости АД.

Сигнал, пропорциональный sa, формируется на выходе PC, поскольку изс пропорционально заданию скорости со0з идеального холостого хода АД, а иос — текущей скорости ротора со, т.е.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector