Министерство образования и науки Украины

Херсонская государственная морская академия

ЕА Исаев

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Конспект лекций

Херсон

2012

Исаев Е.А. Теория электропривода: Конспект лекций. – Херсон ХГМА, 2012 - 65с.

Изложены основы теории электропривода, построение различных схем приводов, режимы работы двигателей в сочетании с нагрузкой методы математического описания, анализа устойчивости работы привода.

Предназначается для студентов (курсантов), обучающихся по специальностям 7.092201 , 8092201«Электрические системы и комплексы транспортных средств».

Под электроприводом понимают электромеханическое устройство для приведения рабочих органов во вращательное движение рабочих органов во вращательное движение, и состоит из электродвигателя, механической передачи, рабочего органа и системы управления этим приводом.

Современные электроприводы разделяются на следующие

направления:

по мощности 1Вт 500000 кВт

по частоте 1ед 500000 об/мин

По диапазону регулирования скорости включает в себя ползучие

скорости до тысячи раз. Применяются разнообразные устройства для получения искусственных механических характеристик привода.

Интенсивно развивался автоматизированный электропривод.

Классификация электроприводов.

1. По характеру движения:

Вращательного и поступательного (реверс). Вращательно-поступательного, по скорости рабочего органа с регулированной и не регулированной скоростью.

2. По характеру передачи энергии от электрической сети к рабочим органам энергетических машинных устройств делятся на индивидуальные групповые, совместные.

3. По виду силового преобразователя:

преобразователь напряжения, частоты, преобразователь переменного тока в постоянной и режим инвертирования.

4. Электроприводы по степени автоматизации различают на автоматизированные и не автоматизированные и автоматический. При использовании не автоматизированного привода управление осуществляется оператором. Автоматизированный привод включает в себя разомкнутый и замкнутый.

Замкнутый различается по:

-Отклонению регулируемой величины

-По возмущению

-Комбинированный

Рис. а. Схема Эл. привода по отклонению регулируемой величины

1.Схема современного электропривода.

ЭСУ –энергетическая система управления.

ИСУ –информационная система управления

ЭМП –электромеханический преобразователь

РД –ротор двигателя

ПМ –преобразующий механизм

РО –рабочий орган

Ac-энергия сети; Aдв –энергия двигателя; Аэм –энергия электромагнитная; А_дв^/-снимаемая энергия; Амех –механическая энергия;

Рро -мощность РО;  –частота; Fро –сила РО; Vро–скорость; ЗУ –задающие устройства.

ЭМП –рассматривается как идеальный двигатель, ротор которого не обладает инерцией и не имеет механических потерь. К этому ротору прикладывается момент (М) при скорости (V) и вырабатывается энергия А_эм. А_эм прикладывается к реальному ротору РД и с учётом механических потерь, идёт на формирование кинетической энергии движения для дальнейшего использования.

Механическая часть электропривода

1.2 Уравнение движения электропривода.

общий момент

J –момент инерции

если J=const

При установившемся движении =const, и M=0

Следовательно при U=const момент М не изменяется М=Мдв-Мс, Мдв=Мс –статический режим.

Если Мдв>Мс, то начинается разгон двигателя и ;

Если Мдв<Мс, то начинается разгон двигателя и ;

2.Типовые статически нагрузки.

Зависимость между  и М( =(M₀)), M_c=() называется механической характеристикой эл. привода.

На механическую характеристику эл. привода оказывает влияние силы активные и реактивные. Примером активных сил является сила веса груза.

Реактивные силы и моменты, это силы и моменты сопротивления возникающие, как реакция на активные силы и моменты.

Они определяются скоростью вращения привода. Это моменты вязкого и сухого трения, моменты нагрузки типа вентилятор. Моменты сухого трения практически не зависят от скорости, то момент вентиляторный всецело определяется частотой вращения.

3. Приведение момента сопротивления Мс и момента инерции j к валу двигателя

Чтобы преодолеть момент сопротивления первой пары шестерни, момент двигателя должен будет увеличен на величину: ;

Чтобы преодолеть вторую ось момент надо увеличить на: ;

В итоге: ;

- момент сопротивления для двигателя.

В режиме торможения двигателя: ;

Приводим влияние всех элементов к валу двигателя.

Для преодоления момента инерции первой оси двигатель должен развивать дополнительную мощность.

Момент возникающий на первой оси:

Чтобы преодолеть изменение момента инерции первой оси двигатель должен увеличить мощность на: ;

Момент второй оси:

;

;

Двигатель должен увеличит на столько вращающий момент, чтобы осуществить компенсацию влияния суммарного момента инерции привода:

- момент на который надо увеличить мощность;

Тоже для торможения двигателя: ;

П ример:

Дано:

i₁= i2=4

J₂=25кг м²

n_дв=980 об/мин

J₀=0,5 кг/м²

J₁=2 кг/м²

D=0,7м

=0,95

Определить J при G=1.