81. Методы и показатели регулирования скорости.

В современной промышленности используется большое количество производственных механизмов, работающих с различной, изменяющейся скоростью. Во всех этих механизмах, как и во многих других, для достижения высокой производительности и требуемого качества работы необходимо осуществлять регулирование скорости.

Регулирование скорости называется принудительное изменение скорости электропривода в зависимости от требований технологического процесса. Понятие регулирования скорости не следует смешивать с естественным изменением скорости, возникающим в электроприводах в силу изменения нагрузки на валу работающей машины.

Регулирование скорости осуществляется дополнительным воздействием на приводной двигатель; оно может быть произведено человеком или специальным автоматическим устройством.

Способ регулирования скорости ИО, получивший название электрического, предусматривает воздействие на двигатель при неизменных параметрах механической передачи. Этот способ на­шел широкое применение в современных ЭП вследствие его боль­ших регулировочных возможностей, простоты, удобства использо­вания в общей схеме автоматизации технологических процессов и экономичности. Комбинированный способ регулирования скорости ИО приме­няется ограниченно в основном в ЭП металлообрабатывающих станков.

Итак, управление движением исполнительных органов современных рабочих машин и механизмов в большинстве случаев достигается за счет целенаправленного воздействия на электродвигатель с помощью его системы управления с целью получения соответству­ющих искусственных характеристик.

Показатели

Для количественной оценки и сопоставления различных спосо­бов регулирования скорости используются следующие показатели.

Диапазон регулирования скорости, определяемый отношением максимальной скорости к минимальной, т.е. D = W_max/

Диапазон регулирования будет оп­ределяться отношением W_ном/W ипри заданном моменте нагрузки М_с.

Стабильность скорости, характеризуемая изменением скорости при возможных колебаниях момента нагрузки на валу двигателя и определяемая жесткостью его механических характеристик. Чем она больше, тем стабильнее скорость при изменениях момента нагруз­ки, и наоборот. В рассматриваемом примере большая стабильность обеспечивается при искусственной характеристике 3.

Плавность регулирования скорости, определяемая перепадом ско­рости при переходе с одной искусственной характеристики на дру­гую. Чем больше в заданном диапа­зоне регулирования скорости может быть получено искусственных харак­теристик, тем плавнее будет проис­ходить регулирование скорости.

Направление регулирования скорос­ти. В зависимости от способа воздей­ствия на двигатель и вида получаемых искусственных характеристик его ско­рость может увеличиваться или уменьшаться по сравнению с работой на естественной характеристике данном моменте нагрузки. В первом и М

случае говорят о регулировании скорости вверх от основной ха­рактеристики, во втором - вниз. Можно сказать, что регулирова­ние скорости вверх связано с получением искусственных механи­ческих характеристик, располагающихся выше естественной, а ре­гулирование скорости вниз обеспечивается характеристиками, рас­полагающимися ниже естественной.

Допустимая нагрузка двигателя. Электрический двигатель рас­считывается и проектируется таким образом, чтобы, работая на естественной характеристике с номинальными скоростью, током, моментом и мощностью, он не нагревался выше определенной температуры, на которую рассчитана его изоляция. В этом слу­чае срок его службы является нормативным и составляет обыч­но 15...20 лет. Поскольку потери энергии при нагреве двигателя пропорциональны квадрату тока, нормативный нагрев будет иметь место при протекания номинального тока в нем. Отметим при этом, что нагрев определяется также и условиями охлажде­ния (вентиляции) двигателя.

При регулировании скорости двигатель работает уже на искусственных характеристиках, т.е. при отличных от паспортных условиях. Поэтому для сохранения его нормативного нагрева и тем, са­мым расчетного срока службы нагрузка двигателя (при расчетных условиях его охлаждения) может быть только такой, при которой в нем протекает ток не выше номинального. Именно такая нагрузка и называется допустимой.

Все способы регулирования скорости делятся по этому призна­ку на две группы, для одной из которых характерна допустимая 4 нагрузка, равная номинальному моменту, а для другой - равная номинальной мощности двигателя. При правильном выборе способа регулирования скорости двигатель полностью используется в соответствии со своими возможностями во всем диапазоне ее изме­нения.

Экономичность регулирования скорости. Получение одних и тех же показателей (диапазона, стабильности, плавности и т.д.) мож­но обеспечить с помощью различных ЭП и способов регулирова­ния их скорости. Для выбора наиболее рационального вида регу­лируемого ЭП используются различные технико-экономические показатели - капитальные затраты на его реализацию, эксплуата­ционные расходы, срок окупаемости, надежность, удобство и про­стота в эксплуатации, серийность и унификация средств управле­ния и др. Оценка или сопоставление экономических показателей проводится при выборе возможных способов регулирования ско­рости данного ЭП (или различных ЭП). В результате анализа всех возможных вариантов выявляется экономически обоснованное ре­шение.