1. Динамические нагрузки при пуске двухмассовых систем. Пути их снижения

1)

2)

3)

Дифференцируем дважды (3):

Вычитаем из (1) (2) и подставляем в полученное:

;

— среднее ускорение, с которым двигались бы массы , если бы связь между ними была абсолютной.

Характеристическое уравнение: ,

Тогда

;

;

Превышение нагрузки между массами над средней принято характеризовать динамическим коэффициентом: – нагрузка в передаче в два раза выше средней.

Наиболее рациональным путём уменьшения динамических нагрузок является увеличение плавности нагружения, под которым понимают не скачкообразное приложение момента двигателя к 1-ой массе, а плавное.

при Т=0, К_Д=2

С увеличением Т, К_Д уменьшается,

; – период собственных

колебаний.

Существенное снижение К_Д достигается при

увеличении Т до значения Т₁₂. Дальнейший рост Т существенное снижение К_Д не даёт и может привести к ухудшению управляемости привода. При ручном оптимально 1.

2. Динамические нагрузки при выборе зазоров. Пути их снижения

ω_1n– скорость, которую будет иметь

двигатель к концу выбора зазора.

Возьмём момент t=0, когда зазор выбран, тогда движение системы будет при наличии момента сопротивления типа сухого трения.

; .

Единственным путём снижения динамических нагрузок при выборе зазора в оборудовании является ограничение ω_1нач, соответствующая концу выбора защора передач.

3. Постоянные и переменные потери в электродвигателях. Пути их снижения потерь энергии в переходных режимах.

Полные потери можно разделить на постоянные и переменные.

К постоянным относятся такие потери, которые от величины нагрузки не зависят (механические потери, потери в стали и на возбуждение):

, если регулирование по цепи возбуждения не ведётся.

Переменные потери – изменяются с изменением нагрузки на валу двигателя. Имеют место на активных сопротивлениях обмоток машин.

ДПТ НВ:

ДПТ ПВ:

АД: ;

Если , то потери на активных сопротивлениях статора от (тока намагничивания) можно отнести к постоянным.

СД:

– полные номинальные потери.

Тогда для ДПТ НВ:

ДПТ ПВ:

АД:

СД:

Потери можно выразить и через скольжение:

Потери энергии в переходных режимах:

1. Пуск ЭП в холостую: , потери энергии равны запасу кинетической энергии, которую приобретают маховые массы ЭП к концу разгона.

2. Реверс: , потери энергии: 3 запаса кинетической энергии выделяется при торможении от ω₀ до 0; и 1 запас при разгоне в противоположном направлении.

3. Потери при торможении противовключением: , в этом случае в потери идёт запас кинетической энергии и 2 запаса потребляются из сети.

Динамическое торможение: , в тепловом отношении динамическое торможение предпочтительнее в сравнении с режимом противовключения, т.к. потери в три раза меньше.

В данном случае рассматривались потери в роторной цепи, но есть ещё потери в статорной цепи на их активном сопротивлении:

Влияние нагрузки на величину потерь: при пуске привода нагрузка увеличивает время переходного процесса, тем самым увеличивая потери; при торможении, наоборот, время переходного процесса уменьшается, уменьшаются и потери.

Влияние сопротивления роторной цепи( R₁): при значениях Sк=0,41 мы имеем минимальное время пуска. При этом сокращается ток, потребляемый АД, что ведёт к уменьшению потерь в статоре, которые пропорциональны I². При дальнейшем увеличении сопротивления ротора время пуска будет расти, но потери общие будут уменьшаться, т.к. I_пуск уменьшится.

Пути снижения потерь энергии в переходных режимах:

1. Снижение за счёт уменьшения запаса кинетической энергии, т.е. уменьшать суммарный момент инерции, за счёт использования двигателей краново-металлургических серий, за счёт конструкций с удлиненным ротором.

2. Использование вместо однодвигательного привода многодвигательного.

3. Ступенчатое изменение скорости идеального холостого хода при пуске и торможении, более эффективно в многоскоростных АД.

П уск в две ступени:

1)

2)

Торможение:

1)

2) , т.е в 3 раза меньше.

Л огическим продолжением ступенчатого пуска является плавное изменение ω₀ в системе преобразователь – двигатель.