- •Основы теории электропривода введение
- •Тема лекции 1 Основные понятияэлектропривода план лекции
- •1.1. Структурная схема электропривода
- •2. Классификация электроприводов
- •Тема лекции 2 Силы и моменты, действующие в системе электропривода план лекции
- •Виды статических моментов (активный и реактивный)
- •Приведение статических моментов к валу электродвигателя
- •Расчёт мощности электродвигателя упрощенного электропривода лебёдки
- •Приведение моментов инерции к одной оси вращения
- •Приведение масс, движущихся поступательно, к валу двигателя
- •Тема лекции 3
- •Уравнение движения электропривода
- •Время пуска двигателя в холостом режиме и под нагрузкой
- •Пуск двигателя в холостом режиме
- •Пуск двигателя под нагрузкой
- •Время торможения и изменения скорости электропривода Разгон двигателя от скорости до
- •Свободный выбег
- •Время торможения электропривода
- •Время изменения скорости электропривода
- •Путь рабочего органа за время пуска и торможения
- •Тема лекции 4 Механические характеристики исполнительных механизмов. Установившиеся режимы план лекции
- •Момент и мощность вращательного движения
- •Изображение характеристики механизмов в теории электропривода
- •Различают два основных вида механических характеристик судовых исполнительных механизмов:
- •Статические моменты судовых механизмов
- •Изображение характеристик исполнительного механизма при работе в электроприводе с разными двигателями
- •Режими роботи електродвигунів у квадрантах системи координат кутова швидкість - момент ω (m)
- •Тема лекции 5 Передача механической энергии при подъёме и спуске груза план лекции
- •Подъем груза
- •Тормозной режим (спуск груза)
- •Построение нагрузочных диаграмм
- •Сопоставление формул вращательного движения с формулами поступательного движения
- •Тема лекции 6
- •План лекции
- •Задачи выбора электродвигателя (эд)
- •Выбор рода тока и напряжения эд
- •Типы двигателей в зависимости от назначения
- •Выбор номинальной скорости эд
- •Выбор двигателя по мощности
- •Тема лекции 7 Нагревание и охлаждение электродвигателей план лекции
- •Классификация изоляции
- •Тепловой баланс и превышение температуры электродвигателей
- •Постоянные времени нагрева и охлаждения
- •План лекции
- •Международная система классификации режимов работы электродвигателей
- •Продолжительный режим s1
- •Кратковременный режим s2
- •Повторно–кратковременный режим s3
- •Условия выбора электродвигателей для судовых электроприводов
- •Расчет мощности и выбор электродвигателя для различных режимов работы
- •Номинальная мощность электродвигателя при длительной переменной нагрузке
- •Метод средних потерь
- •Метод эквивалентных величин (тока, момента, мощности)
- •Расчет мощности и выбор электродвигателя для повторно-кратковременного и кратковременного режимов работы
- •Расчет мощности и выбор электродвигателя для кратковременного режима
- •Тема лекции 10 Механические характеристики электродвигателей план лекции
- •1.Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей
- •Естественная механическая характеристика синхронного двигателя
- •Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока
- •Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя
- •Тема лекции 11 Саморегулирование электродвигателей план лекции
- •Изменение скорости электродвигателей
- •Саморегулирование электродвигателей постоянного тока
- •Саморегулирование асинхронных двигателей (ад)
- •Равновесие моментов устанавливается при новом значении скорости вращения вала эд.
- •Процесс саморегулирования асинхронных двигателей при увеличении момента сопротивления механизма
- •Активная и реактивная составляющие тока в асинхронном двигателе
- •Тема лекции 12 Устойчивость работы электропривода план лекции
- •Статическая устойчивость электропривода
- •Влияние эксплуатационных характеристик электродвигателя на cтатическую устойчивость
- •Динамическая устойчивость электропривода
- •Влияние величины напряжения сети на устойчивость электропривода. Опрокидывание электродвигателя
- •Способы повышения динамической устойчивости саэп
- •Контрольные вопросы
- •Способы пуска, регулирования частоты вращенияи торможения электроприводов
- •Способы регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока
- •2.1. Основные сведения
- •Электрическое торможение двигателей постоянного тока
- •3.1. Основные сведения
- •Динамическое торможение двигателя параллельного возбуждения
- •Рекуперативное торможение двигателя постоянного тока
- •Реверс двигателей постоянного тока
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Реверс изменением направления тока в обмотке якоря
- •Реверс изменением направления тока в параллельной обмотке возбуждения
- •Тема лекции 14
- •Прямой пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей специального исполнения
- •Реостатный пуск двигателей с фазным ротором
- •Пускасинхронного двигателя при пониженном напряжении на обмотке статора
- •Введение сопротивления в цепь статора
- •Тема лекции 16 Способы регулирования частоты вращения 3-фазных асинхронных двигателей план лекции
- •Основные сведения
- •Регулирование скорости изменением числа пар полюсов обмотки статора. Принцип получения разного числа пар полюсов
- •Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов путем переключения обмотки статора со «звезды» на «двойную звезду»
- •Расчёт момента и мощности при регулирование скорости переключением обмоток статора со звезды(y) на двойную звезду(yy)
- •Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов путем переключения обмотки статора с «треугольника» на «двойную звезду»
- •Расчёт момента и мощности при регулирование скорости переключением обмоток статора с треугольника на двойную звезду(yy)
- •Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением частоты тока статора
- •1.Статический момент не изменяется с изменением скорости
- •Статический момент нагрузки изменяется по квадратичному закону
- •§ 5.13. Системы частотного регулирования асинхронных двигателей
- •21.10.2010 18:37 Администратор
- •Тема лекции 17 Электрическое торможение асинхронных двигателей
- •3.1. Основные сведения
- •Рекуперативное торможение
- •Рекуперативное торможение при переходе с большей скорости на меньшую
- •Динамическое торможение асинхронных двигателей
- •Торможение асинхронных двигателей противовключением
- •Реверс 3-фазных асинхронных электродвигателей
- •Условия работы судового электрооборудования. Требования Правил Регистра к судовому электрооборудованию
- •Требования морских нормативных документов к конструкции судового электрооборудования
- •Основные сведения
- •Классификация судового оборудования в зависимости от климатических условий района плавания
- •Классификация электрооборудования в зависимости от места расположения на судне
- •Степень защищенности электрооборудования от попадания внутрь воды
- •Зависимость степени защищённости электрооборудования от типа судовых помещений
- •Классификация судового оборудования в зависимости от особых условий работы эксплуатации
- •Классификация судового электрооборудования в зависимости от способа монтажа электрических машин
- •Примеры условного обозначения форм конструктивного исполнения электрических машин
Построение нагрузочных диаграмм
Что бы определить возможные перегрузки двигателя во времени нужно знать, как изменяется момент, и мощность двигателя в течение рабочего цикла, то есть иметь нагрузочную диаграмму элетропривода.
Нагрузочными диаграммами называют графические зависимости момента и мощности электропривода (иногда и тока двигателя) от времени.
Рассмотрим построение нагрузочной диаграммы электропривода подъемника (Рис 17.4)
Рис 5.1 Нагрузочная диаграмма электропривода подъемника
Кинематическая схема подъемника обеспечивает уравновешивание противовесом Пр момента оси каната и кабины «К» без груза. Двигатель ДВ через редуктор Ред вращает шкив Ш со скоростью
На Рис. 5.1а приведена диаграмма зависимости скорости ω(t) привода от времени, которая задана производительностью и механическим оборудованием подъемника для одного цикла подъма.
Где:
–время ускорения (от включения лебедки до набора постоянной скорости)
–время подъема с постоянной скоростью
–время замедления спуска груза перед остановкой.
–время паузы перед моментом опускания груза.
–время опускания груза (суммарный статический момент – совпадает с направлением движения при спуске и на диаграмме меняется его знак)
На Рис. 5.1б диаграмма показывает зависимость от времени приведенного к валу двигателя суммарного статического момента сопротивления, который состоит из суммы двух моментови:
Первый момент создаётся грузом, совершающим поступательное движение вверх со скоростью;
Второй момент создаётся редуктором.
+
При подъеме и опускании груза статический момент обычно не одинаковый.
–момент статического сопротивления создаваемого грузом, это активный момент, всегда действует в одну сторону и направлен в низ.
–момент статического сопротивления создаваемого редуктором.
В рассматриваемой кинематической схеме присутствует вращательное движение с двумя угловыми скоростями:
–скорость вала двигателя
–скорость вала редуктора
Мощность для вращательного движения:
P=
Мощность поступательного движения – N, передаваемая от двигателя к грузу, поступательно движущемуся со скоростью – .
N =
Момент: =R, R – радиус барабана лебёдки.– сила тяжести (вес груза).
На основе закона сохранения мощности движения при переходе от вращательного к поступательному приведём статические моменты ик скорости вала двигателя.
Приведем статические моменты сопротивления механизмов ик валу двигателя на основе закона сохранения мощности.
Мощность вала двигателя, вращающегося со скоростью ,переходит в поступательное движение груза – со скоростью– при к.п.д. передачи поступательного движения. При поступательном движении груза создается, приведенный к валу двигателя
=
Приведём статический момент сопротивления , создаваемый выходным валом редуктора, вращающимся со скоростью к скорости вала двигателя
.
Где:– полезная мощность, которую получает от двигателя выходной вал редуктора;
– мощность, которая поступает в редуктор от вала двигателя, вращающегося со скоростью;
–коэффициент полезного действия редуктора (к.п.д.).
= =
Из выражения ( ) получили ( ) –момент сопротивления, создаваемый выходным валом редуктора, но приведенный к скорости вала двигателя.
В) Далее строим график динамического момента
при ускорении и замедлении подьёмника.
Время В начале подъма происходит ускорение от начальных скоростей поступотельногои врашательного движениядо постоянной установившейся скоростипод действием динамического момента, гдеускорение поступательного движения груза .
Время . Затем происходит подъем с равномерной скоростью : приЗатем замедление перед остановкой – отрицательное ускорение – dυ/dt.
Время – время замедления спуска груза перед остановкой – отрицательное ускорение – dυ/dt.
Время = 0.
Время - ускорение при спуске груза +
Где – приведенный к валу двигателя суммарный момента инерции движущихся масс.
Введем обозначения: – момент инерции двигателя
–момент инерции редуктора шкива лебедки
–момент инерции груза.
Значение - берут из Каталога для двигателя ориентировочной мощности (Р≈1.2G) и скорости ротора
Привидения моментов инерции - вращающихся редуктора и шкива лебедки ипоступательно движущихся масс производится на основе закона сохранения кинетической энергии:
17.5’
из 17,5’ найдем
из g - ускорение (9,8 м/с) найдём
Подставим значения ив уравнение дляи получим
где: G - сила тяжести, вес груза ,g=9,8 м/с
В расчетах электроприводов часто используют не момент инерции массыm с радиусом , а маховый момент:
, вес
где D приведенный диаметр инерции [метр]
Время - нет ускорения,;
- идет замедление ,- отрицательный;
- пауза ;
- ускорение ;
Алгебраическая сумма статического и динамического моментов времени даёт момент , который должен развивать двигатель. Из графикавидно каким должен быть пусковой и максимальный (перегрузочный) моменты. В нашем случае пусковой момент является максимальным.
Диаграмма мощностей двигателя получена перемножением момента двигателя на его скорость:
На этом примере приведено построение нагрузочных диаграмм электродвигателя, момент и мощность которого изменяются в процессе цикла подъёма груза. Нагрузочные диаграммы электроприводов имеют разнообразный вид. По ним определяют номинальную мощность выбираемого двигателя для электропривода и сравнивают его пусковой и максимальный моменты с (заданными) или рассчитанными по диаграмме.