МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Институт высокоточных систем им. В.П. Грязева

Кафедра «Приборы управления»

Утверждаю Декан САУ факультета __________________ А.Э.Соловьев “____”________________ 201___ г.

Родионов в.И.

д.т.н., профессор

Конспект лекций

дисциплины

«Электрический привод»

Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль подготовки: «Электрооборудование летательных аппаратов»

Квалификация выпускника: 62 бакалавр

Форма обучения: очная

Тула 2011 г.

Конспект лекций составлен профессором, д.т.н. В.И. Родионовым и обсужден на заседании кафедры «Приборы управления» факультета систем автоматического управления

протокол № __________ от «____»___________________2011 г.

Зав. кафедрой ______________________________ В. Я. Распопов

Конспект лекций пересмотрен и утвержден на заседании кафедры ПУ факультета САУ

протокол № ________ от «______» _____________________201 г.

Зав. кафедрой ______________________________ В. Я. Распопов

Содержание

Лекция 1. Электрический привод как система……….……………………….5

Лекция 2. Механическая часть силового канала электропривода. Приведение моментов инерции нагрузки к валу двигателя …………………………….….10

Лекция 3. Механические характеристики производственных механизмов

и электрических двигателей ……………………………………...……………18

Лекция 4. Уравнение движения электропривода ……………………………27

Лекция 5.Механические характеристики электропривода постоянного тока с двигателем независимого, последовательного и смешанного возбуждения……………………………………………………………….……34

Лекция 6. Тормозные режимы двигателей постоянного тока независимого

последовательного и смешанного возбуждения ………………………...……46

Лекция 7. Механические характеристики асинхронного и синхронного электропривода………………………………………………………………....57

Лекция 8. Переходные режимы в электроприводах. Пуск двигателя постоянного тока независимого возбуждения.. Ударное приложение нагрузки ………………………………………………………….……………...68

Лекция 9 .Способы регулирования угловой скорости. Электрическая часть силового канала электропривода. Регулирование угловой скорости электропривода постоянного тока с двигателем независимого возбуждения

Регулирование угловой скорости изменением магнитного потока…………..85

Лекция 10. Реостатное и импульсное параметрическое регулирование …...91

Лекция 11. Регулирование изменением напряжения на якоре. Управляемые выпрямители ……………………………………………………………..…….96

Лекция 12. Широтно-импульсные преобразователи и шунтирование якоря …………………………………………………………………………….113

Лекция 13. Регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока последовательного возбуждения ……………………………………………..124

Лекция 14. Выбор электродвигателя длительного режима…..………….…131

Лекция 15. Выбор электродвигателя для кратковременного и повторно-кратковременнного режима……………………………………………………144

Лекция 1

Электрический привод как система План лекции:

1. Функциональная схема автоматизированного электропривода.

2. Типы электроприводов.

Функциональная схема автоматизированного электропривода

Функциональная схема автоматизированного электропривода приведена на рис.1.1.

Рис. 1.1. Функциональная схема автоматизированного электропривода

В ней можно выделить три основных части:

1) механическая часть привода (МЧ), включающая рабочий механизм (РМ), передаточное устройство (ПУ), предназначенное для передачи механической энергии от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины и для изменения вида и скорости движения и усилия (момента вращения);

2) электродвигатель (ЭД), предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую. На схеме электродвигатель пред­ставлен двумя элементами: электромеханическим преобразователем энергии ЭМП (на вход которого подаются электрические сигналы в виде напряжения и тока), преобразующим электрическую мощность в механическую мощ­ность, и массой ротора двигателя РД, на которую воздействует момент М двигателя при угловой скорости ω;

3) система управления (СУ), состоящая из силовой преобразовательной части (П), управляющего устройства (У), задающего устройства (ЗУ) и датчиков обратных связей — электрических (ДОСЭ) и механических (ДОСМ1) и (ДОСМ2). Преобразователь П предназначен для питания двигателя и создания управляющего воздействия на него. Он преобразует род тока или напряжение, или частоту либо изменяет иные показатели качества электрической энергии, подводимой к двигателю. Устройство У, управ­ляющее преобразователем П, получает командные сигналы от задающего устройства ЗУ, а информацию о текущем состоянии электропривода — от датчиков обратных связей. С помощью этих датчиков ток, напряжение, мощность двигателя или другие его элек­трические параметры, скорость, момент или усилие и положение (перемещение) исполнительного органа, преобразуются в пропорциональные этим параметрам электрические сигналы, которые и подаются в управляющее устройство У. В нем текущее состояние электропривода сравнивается с заданным и при наличии рассогласования вырабатывается управляющий сигнал, воздействующий через преобразователь П на электропривод в направлении устранения возникшего рассогласования с требуемой точностью и быстродействием.