
- •Курс лекций по дисциплине «Электрический привод»
- •1 Механическая часть силового канала электропривода. Математическое описание. Динамическое моделирование механической части силового канала электропривода
- •1.1 Механическая часть силового канала электропривода. Обобщенная графическая модель (совместная механичная характеристика электропривода)
- •1.2 Двухмассовая модель, как объект управления (аналоговый вариант)
- •1.2.1 Динамическая модель двухмассовой системы в переменных «входы-выходы». Структурная схема динамической модели
- •1.2.2 Структурная схема двухмассовой механической системы, как звена входящую в более сложную систему. Преобразования структурных схем
- •1.2.3 Метод пространства состояния. Представление двухмассовой системы в переменных состояния
- •1.3 Одномассовая механическая модель силового канала электропривода
- •1.3.1 Одномассовая механическая модель как объект управления (аналоговый вариант). Динамическая модель одномассовой механической системы в переменных «входы-выходы»
- •2.1 Обобщенная электрическая машина. Координатные и фазные преобразования
- •2.2 Дпт с нв. Основные уравнения. Механические характеристики
- •2.2.1 Электромеханические характеристики дпт с нв в двигательном режиме
- •2.2.2 Механические характеристики дпт с нв при пуске
- •2.2.3 Механические характеристики дпт с нв в тормозных режимах
- •1) Рекуперативное;
- •2) Противовключением;
- •3) Динамическое.
- •Рекуперативное торможение
- •Торможение противовключением
- •Динамическое торможение
- •2.2.4 Дпт с нв, как объект управления. Динамическая модель дпт с нв в переменных «входы-выходы». Аналоговый вариант
- •2.2.5 Энергетические режимы в эп с дпт с нв
- •1. Режим хх.
- •4. Режим противовключения
- •2.3 Механические характеристики двигателей последовательного возбуждения
- •2.3.1 Механические характеристики дпт пв в двигательном режиме
- •2.3.2 Пусковой режим двигателя последовательного возбуждения
- •2.3.3 Тормозные режимы дпв. Механические характеристики дпв в тормозном режиме
- •2.4 Дпт смешанного возбуждения
- •2.5 Ад. Механические характеристики ад при различных режимах работы
- •2.5.1 Построение механических характеристик с использованием формулы Клосса
- •2.5.2 Пуск ад
- •2.5.3 Тормозные режимы ад. Механические характеристики в тормозном режиме
- •Рекуперативное торможение
- •Режим противовключения. Торможение противовключением
- •Динамическое торможение
- •2.5.4 Моделирование эп с ад. Асинхронный двигатель, как объект управления. Динамическая модель ад в переменных «входы - выходы»
- •2.5.5 Динамическая модель ад в переменных состояния. Математическое описание обобщенной асинхронной машины
- •2.5.6 Преобразователи координат и фаз
- •2.5.7 Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором
- •2.5.7.1 Анализ ад с кзр в неподвижной системе координат
- •2.5.7.2 Анализ ад с кзр во вращающейся системе координат
- •2.6 Синхронный электродвигатель. Механические характеристики сд в различных режимах работы. Механические характеристики сд в двигательном режиме. Угловая характеристика сд
- •2.6.1 Пуск сд. Механические характеристики в пусковом режиме
- •2.6.2 Тормозные режимы сд. Механические характеристики сд в тормозных режимах
- •2.6.3 Синхронный эд, как объект управления. Динамические модели синхронного эд и синхронный эп в переменных «входы-выходы»
- •3 Переходные процессы в эп
- •3.1 Электромеханические переходные процессы и их анализ
- •3.1.1 Решение уравнения движения при постоянном динамическом моменте
- •3.1.2 Решение уравнения движения при линейно изменяющемся динамическом моменте
- •3.1.3 Решение уравнения движения при нелинейно изменяющемся динамическом моменте и при постоянном моменте сопротивления
- •3.1.4 Решение уравнения при нелинейно-изменяющемся динамическом моменте и при изменяющемся моменте сопротивления
- •3.2 Анализ электромеханических переходных процессов
- •3.2.1 Нагрузочные диаграммы эп
- •1) Непрерывные
- •3.2.2 Расчет и построение нагрузочных диаграмм эп
- •3.2.3 Анализ нагрузочных диаграмм эп
- •3.3 Тепловые переходные процессы в эп
- •3.3.1 Уравнение теплового баланса эп
- •3.3.2 Постоянная времени нагрева
- •3.3.3 Допустимое превышение температуры двигателя. Классы изоляции
- •3.4. Динамическая тепловая модель эд в переменных «входы-выходы»
- •3.5 Выбор мощности эд. Номинальные режимы работы эп по нагреву
- •3.5.1 Выбор мощности эд для различных режимов работы
- •1. Выбор эд по нагреву.
- •2. Проверка по допустимой механическое перегрузке.
- •3. По возможности запуска.
- •3 Этап: Поверка по возможности запуска.
- •3.5.2 Выбор мощности эд для кратковременного режима работы
- •3.5.3 Выбор мощности эд для повторно-кратковременного режима работы
- •4 Регулирование «координат» эп
- •Регулирование скорости вращения в эп
- •4.1 Регулирование скорости дпт с нв
- •2. Регулирование магнитным потоком
- •3. Регулирование напряжением на зажимах якоря
- •Регулирование скорости вращения дпт с нв изменением напряжения подводимого к якорю
- •4.2 Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением
- •3. Регулирование изменением магнитного потока
- •3.1. Регулирование скорости дпт пв шунтированием оя.
- •3.2. Регулирование скорости шунтированием ов.
- •4.3 Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей
- •4.3.1 Регулирование скорости вращения ад изменением действующего значения напряжения, подводимого к статору
- •4.3.2 Регулирование скорости вращения ад изменением числа пар полюсов двигателя
- •4.3.3 Частотное регулирование скорости вращения ад. Принципы и законы частотного регулирования
- •1.Электромашинный пч
- •Особенности частотного регулирования сд
- •4.3.4 Регулирование скорости вращения ад введением добавочного эдс в цепи ротора (каскадное регулирование)
- •Классификация схем каскадного регулирования
- •5 Энергетическая эффективность эп
- •Случай разноправленного потока энергии
- •5.2 Обобщенный критерий энергетической эффективности
- •5.3 Коэффициент мощности
- •6 Надёжность эп. Основные понятия, критерии надёжности
- •6.1 Показатели надёжности
- •6.2 Расчёт показателей надёжности
4 Регулирование «координат» эп
Под термином регулирование «координат» ЭП следует понимать:
1. регулирование угловой скорости вращения.
2. регулирование момента.
3. регулирование положения.
В основном промышленные ЭП используемые в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности нуждаются в регулировании угловой скорости, и значительно реже требует регулирование момента и положения.
Регулирование скорости вращения в эп
Регулированием скорости называется принудительное изменение скорости вращения вала приводного двигателя в соответствии с требованиями технологического процесса или с целью энергосбережения. Не следует смешивать понятие «регулирование» с естественным процессом изменения скорости при изменении нагрузки. Для оценки качества регулирования вводятся 6 стандартных нормативных показателей регулирования скорости:
1. диапазон регулирования
2. направление
3. плавность
4.энергетическая эффективность
5. допустимая нагрузка при регулировании
6.стабильность
1. Диапазон регулирования – является главным и обобщающим показателем качества и численно равен отношению максимальной целесообразной скорости при регулировании, к минимальной целесообразной скорости.
и выражается в виде отношения двух
чисел, например
1,5:1; 3:1 и т.д.
2. Направление регулирования – определяет возможность изменения скорости вращения относительно так называемой основной скорости (подразумевают значение скорости находящиеся на естественной механической характеристике и равной номинальной).
а) однозонное «вниз»
б) однозонное «вверх»
в) двузонное
3.Плавность – этот показатель оценивает возможность использования тем или иным способом регулирования целесообразного или допустимого числа ступеней.
Количественной оценкой является коэффициент плавности:
При этом регулирование будет считаться
тем более плавным, чем ближе
к единице.
4. Энергетическая эффективность – характеризуется потерями мощности в процессе регулирования, а также влиянием автоматизированного ЭП на сеть и механизм.
-
коэффициент мощности.
5. Допустимая нагрузка при регулировании – основывается на заданной перегрузочной способности базового элемента ЭП (ЭД), который носит название , при этом при существующих условиях в процессе регулирования, момент двигателя не должен превышать критический, и кроме того, в процессе регулирования двигатель, должен быть оптимально использован по нагреву, что обеспечивается поддержанием в процессе регулирования тока, потребляемого двигателем, равным номинальному току. Поэтому этот показатель, исходя из этого оценивается целесообразностью регулирования при постоянном моменте.
(регулирование
напряжением реостатное и т.д.), либо при
постоянной мощности на валу двигателя
(регулирования
магнитным потоком).
6. Стабильность регулирования. С помощью этого показателя оценивается устойчивость работы ЭП на разных скоростях.
При этом стабильность тем больше, чем выше жесткость рабочей части регулировочной характеристике по отношению к естественной характеристике.
Например:
Характеристика 1- естественная характеристика
2 и 3 – регулировочные.
3-я характеристика более жесткая (стабильность выше).
Рис.93 Механические характеристики ЭП