МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А.Л. Портнягин, О.А. Лысова, Г.А. Хмара

Электрический привод

Учебное пособие для студентов направления

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

профиль 1 «Электроснабжение»

профиль 2 «Электропривод и автоматика»

Ответственный секретарь РИС _____________ Ю.Ю. Ряхина (подпись) расшифровка подписи «____» ____________ 2015 г.	Председатель методической комиссии института ПТИ наименование _____________ Ю.Ю. Ряхина (подпись) (расшифровка подписи) «____» ____________ 2015 г.
Подписи и контактные телефоны авторов _____________ А.Л. Портнягин (подпись) расшифровка подписи «10» марта 2015 г. _____________ О.А. Лысова (подпись) расшифровка подписи «10» марта 2015 г. _____________ Г.А. Хмара (подпись) расшифровка подписи «10» марта 2015 г. тел. 41-65-91	Зав. кафедрой «Электроэнергетика» (наименование) ______________ А.Л. Портнягин (подпись) расшифровка подписи «____» ____________ 2015 г. Протокол № __ от «10» марта 2015 г.

Тюмень

ТюмГНГУ

2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» а.Л. Портнягин, о.А. Лысова, г.А. Хмара электрический привод

Учебное пособие для студентов направления

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

профиль 1 «Электроснабжение»

профиль 2 «Электропривод и автоматика»

Тюмень

ТюмГНГУ

2015

УДК 62-83 (075.8)

ББК 31.291 я 73

Портнягин А.Л., Лысова О.А., Хмара Г.А.

Учебное пособие «Электрический привод»

Рассмотрены основные вопросы статических режимов работы систем электропривода, способы реализации регулирования их скорости и выбора мощности электродвигателей.

Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль 1 «Электроснабжение», профиль 2 «Электропривод и автоматика».

В данном учебном пособии не рассматриваются отдельно вопросы, касающиеся энергетики электроприводов, электроприводов конкретных механизмов нефтегазодобывающей промышленности и микропроцессорных систем управления, в связи с тем, что они подробно изложены в курсах «Энергосбережение в электроприводе», «Электропривод типовых механизмов нефтяной и газовой промышленности» и «Микропроцессорные системы» соответственно.

Авторы

СОДЕРЖАНИЕ

1.1. Уравнение движения электропривода 11

1.2. Описание типов и величин статических моментов 12

1.3. Приведение характеристик механических звеньев электропривода к валу двигателя 14

2.1. Механические и скоростные характеристики электродвигателей 17

2.2. Механические и скоростные характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения 20

2.3. Преобразование и распределение энергии в электроприводе с машинами постоянного тока независимого возбуждения 25

2.3. Скоростные и механические характеристики двигателей последовательного и смешанного возбуждения 32

2.5. Скоростные и механические характеристики асинхронного двигателя 36

2.6. Энергетические показатели работы асинхронной машины 46

2.7. Характеристики синхронных электродвигателей 49

2.8. Регулирование скорости электроприводов 54

2.8.1. Общие положения 54

2.8.2. Основные показатели процесса регулирования скорости 55

2.8.3. Реостатное регулирование скорости 56

2.8.4. Регулирование скорости путем изменения числа пар полюсов 58

2.8.5. Регулирование скорости изменением магнитного потока 60

2.8.6. Регулирование скорости путем изменения напряжения питания 62

2.8.7. Частотное регулирование скорости электрических машин 64

2.9. Практическая реализация регулирования скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения путем изменения напряжения питания в системе «Генератор – двигатель» (Г-Д) 67

2.10. Практическая реализация регулирования скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения путем изменения напряжения питания в системе «Тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока» (ТП-ДПТ) 69

2.10.1. Общая характеристика и принцип работы тиристорных преобразователей напряжения 69

2.10.2. Механические характеристики электродвигателя в системе «Тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока» 73

2.10.3. Способы и схемы реализации реверсивной системы «Тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока» 79

2.10.4. Общая характеристика системы импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорного преобразователя 84

2.10.5. Общий обзор выпускаемых преобразователей напряжения 86

2.11. Практическая реализация частотного регулирования скорости двигателей переменного тока 87

2.11.1. Электромашинные преобразователи частоты 87

2.11.2. Общая характеристика полупроводниковых преобразователей частоты 88

2.11.3.Описание работы системы широтно-импульсной модуляции (СШИМ) 99

2.12. Описание и общая характеристика вентильного электродвигателя 104

2.13. Общий обзор выпускаемых преобразователей частоты 108

3.1. Общие положения 111

3.2. Основные положения теории нагрева электрических машин 113

3.3. Метод средних потерь 118

3.4. Методы эквивалентных тока, момента и мощности 119

3.5. Особенности проверки электродвигателя по нагреву при различных режимах его работы 121

3.6. Порядок выбора двигателя по мощности 125