12. Регулирование скорости. Критерии регулирования скорости.

Регулированием 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.

Основными критериями, которыми руководствуются при выборе способа регулирования скорости, оценке и сравнении регулировочных свойств электроприводов, являются: 1) диапазон регулирования, 2) плавность, 3) стабильность работы на заданной скорости, 4) направление регулирования скорости (уменьшение или увеличение скорости относительно основной), 5) экономичность, 6) допустимая нагрузка при различных скоростях.

Диапазон регулирования скорости определяется отношением максимальной скорости вращения двигателя _max к минимально возможной скорости _min при заданных номинальных значениях тока или момента, или мощности двигателя: . (3.1)

Обычно диапазон регулирования выражается в числах в виде отношений, например, 2:1; 4:1; 10:1; 20:1 и т.д. Различные производственные машины требуют разных диапазонов регулирования. Например, токарные станки работают с диапазоном регулирования от 4:1 до 120:1 и выше; вертикально-сверлильные от 2:1 до 12:1, фрезерные от 20:1 до 30:1, стенды обкатки ДВС от 2:1 до 2,5:1 и т.д. Современные системы автоматического регулирования скорости электроприводов позволяют получить Д > 200.

Плавность регулирования характеризуется количеством ступеней скорости внутри диапазона регулирования. Число скоростей, получаемых в данном диапазоне, определяет плавность регулирования. Ее можно оценить коэффициентом плавности регулирования, который определяется как отношение двух соседних значений скоростей при регулировании:

, (3.2)

где - коэффициент плавности регулирования; _i, _i-1 - угловые скорости соответственно на i-й и (i-1)-й ступенях регулирования. Чем ближе значение коэффициента _пл к единице, тем выше плавность регулирования и больше z - число ступеней регулирования. Если =1, то z= .

Стабильность работы на заданной скорости характеризуется изменением скорости при заданном отклонении момента нагрузки и зависит от жесткости механической характеристики. Чем больше жесткость, тем выше стабильность работы электропривода на заданной скорости.

Направление регулирования скорости, т. е. изменение ее от основной величины в сторону уменьшения или увеличения, зависит от способа регулирования привода. Различают однозонное регулирование вниз от основной скорости, однозонное регулирование вверх от основной скорости и двухзонное регулирование, когда регулирование осуществляется как вниз, так и вверх от основной скорости.

Экономичность регулирования характеризуется капитальными затратами на сооружение электропривода и эксплуатационными расходами. Необходимо отметить, что экономически выгодным оказывается такой регулируемый электропривод, который обеспечивает большую производительность и высокое качество продукции при сравнительно малом сроке окупаемости. При оценке экономичности регулируемого электропривода следует принимать во внимание надежность его в эксплуатации, учитывать дефицитность материалов и оборудования, затрачиваемых на сооружение того или иного привода. Существенное значение имеют потери энергии в процессе регулирования.

Допустимая нагрузка двигателя определяется наибольшим значением момента, который двигатель способен развивать длительно при работе на регулировочных характеристиках; зависит она от нагрева двигателя.