- •Электрический привод
- •Пояснительная записка
- •Тематический план по дисциплине «Электрический привод» по специальности 140603 «Электрические машины и аппараты»
- •Тематический план по дисциплине «Электрический привод» по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» (по отраслям)
- •1 Введение
- •1.1 История развития электропривода
- •1.2 Основные направления развития электропривода
- •1.3 Структурная схема электропривода
- •1.4 Классификация электроприводов
- •2 Механика электропривода
- •2.1 Статический и динамический моменты
- •2.2 Уравнение движения электропривода
- •2.3 Механические характеристики
- •2.4 Жесткость характеристики
- •2.5 Приведение статических моментов и моментов инерции
- •Приведение Мс:
- •Приведение момента инерции.
- •3 Электропривод с двигателем постоянного тока
- •3.1 Статические характеристики двигателей постоянного тока независимого возбуждения
- •3.2 Энергетические режимы работы двигателей постоянного тока независимого возбуждения
- •3.3 Статические характеристики двигателей постоянного тока последовательного возбуждения
- •3 .4 Свойства и характеристики двигателей постоянного тока смешанного возбуждения
- •3.5 Построение статических характеристик двигателей постоянного тока
- •3.6 Пусковая диаграмма двигателей постоянного тока независимого возбуждения
- •3.7 Тормозные режимы двигателей постоянного тока
- •3.8 Расчет резисторов
- •3.9 Регулирование скорости двигателей постоянного тока
- •4 Электропривод с двигателем переменного тока
- •4.1 Электропривод с асинхронным двигателем
- •4.1.1 Механические характеристики
- •4.1.2 Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором
- •4.1.3 Расчет пусковой диаграммы
- •4.1.4 Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •4.1.5 Торможение асинхронного двигателя
- •I Противовключение
- •II Рекуперативное торможение.
- •III Динамическое торможение
- •4 .1.6 Методы регулирования скорости
- •1) Включение резисторов:
- •2) Изменение напряжения.
- •3 ) Изменение частоты питающей сети.
- •4) Изменение пар полюсов.
- •4.2 Электропривод с синхронным двигателем
- •4.2.1 Схема включения
- •4.2.2 Пуск синхронного двигателя
- •4.2.3 Регулирование скорости и торможение
- •5 Энергетика электропривода
- •5.1 Потери мощности и энергии в электродвигателе
- •В установившемся режиме работы.
- •Потери энергии в переходных режимах.
- •5.2 Кпд и коэффициент мощности
- •5.3 Понятие переходных процессов электропривода
- •5.4 Нагревание и охлаждение электродвигателя
- •5.5 Режимы работы электродвигателей
- •5.6 Выбор электродвигателя для электропривода
- •6 Системы электропривода
- •6.1 Управление пуском в функции различных величин
- •6.2 Типовые узлы схем электропривода с электродвигателем постоянного тока независимого возбуждения
- •6.3 Типовые узлы схем с асинхронным двигателем
- •6.4 Замкнутые системы электропривода
- •6.5 Следящий электропривод
- •Библиография
- •Приложение а
- •Приложение б
4.1.3 Расчет пусковой диаграммы
1. Задаются моментом переключения М2, М2=(1,1…1,3)Мс и числом ступеней Z (см. рисунок 4.5)
2
.
Определяют кратность моментов при
пуске:
,
где
3. Определяют пиковый момент при пуске:
М1=m·М2
4. Если М1≤(0,8…0,9)Мк, строят пусковую диаграмму.
5. Если не выполняется вышеуказанные условия, то задаются другими значениями.
4.1.4 Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
1. Прямое включение в сеть.
2. Переключение со «звезды» на «треугольник» (пусковые токи уменьшаются в 3 раза)
3. Автотрансформаторный пуск (плавно повышая напряжение).
4. АД с улучшенными пусковыми свойствами.
4.1.5 Торможение асинхронного двигателя
I Противовключение
Противовключение – режим, при котором магнитны поля статора и ротора вращаются в разные стороны.
1. Работающий ЭД нужно быстро затормозить.
Пусть АД работает в точке 1. При изменении порядка следования фаз магнитное поле статора стало вращаться в другую сторону со скоростью (–ω0), АД переходит на характеристику, соответствующую переключению фаз. Вследствие инерции ротора, АД переходит с той же скоростью ω1 в точку 2 характеристики, соответствующей режиму противовключения (рисунок 4.6).
М
омент
становится тормозным, и под его действием
АД интенсивно тормозится. В точке 3 АД
нужно отключить от сети, иначе будет
реверс.
2. Тормозной спуск грузов АД.
АД включен на подъем. АД будет разгоняться из точки 4 на опускание груза. По уравнению движения электропривода:
,
Мс>М, разгон до точки 5, т.к. в
точке 5 Мс=М, то dω/dt=0.
Груз будет опускаться с постоянной
скоростью. АД работает в точке 5 со
скоростью –ω1
II Рекуперативное торможение.
Осуществляется, если ротор вращается со скоростью, большей скорости холостого хода и в сторону вращения магнитного поля статора .
1. Тормозной спуск грузов (рисунок 4.7). АД включают на опускание груза (точка «а»). В этом случае уравнение движения M + Mc= J(dω/dt), происходит разгон в двигательном режиме (участок ab). В точке «b» М=0, уравнение движения Mc= J(dω/dt) (+), скорость ω увеличивается, ω>ω0. Начинается генераторное торможение, т.к. момент М сменил знак и стал тормозным моментом Мт. В точке «с» М=Мс, АД вращается с постоянной скоростью –ω1.
2
.
При переходе многоскоростного АД с
высокой скорости на низкую. (рисунок
4.8)
АД работает в точке 1 с нагрузкой Мс. АД переключили на число пар полюсов р=2. Генераторное торможение происходит на участке 2-3.
III Динамическое торможение
Статор отключают от сети переменного напряжения и подключают к источнику постоянного тока. Обмотка ротора закорочена или в её цепь включается добавочное сопротивление R2доб. Смотри рисунок 3.9.
4 .1.6 Методы регулирования скорости
1) Включение резисторов:
а) в цепь ротора (R2д) (рисунок 4.10)
Пусть добавочное сопротивление ротора R2д увеличивается, т.е. R′2 тоже увеличивается. Исходя из выведенных ранее формул получаем:
к
ритический
момент Mк не
изменяется (соответственно, перегрузочная
способность двигателя остается прежней);критическое скольжение sк увеличивается.
синхронная скорость ω0 не меняется
R2д> R2д1
ω2> ω1
Параметры регулирования как у ДПТ НВ при введении в цепь якоря добавочного сопротивления Rдоб.
б) в цепь статора (R1д) (рисунок 4.11)
Пусть
добавочное сопротивление ротора R21д
увеличивается, тогда сопротивление
цепи статора R1увеличится,
а значит момент критический Mк
уменьшится, критическое скольжение sк
не сильно уменьшится, синхронная скорость
ω0 не изменится.
R1д2> R1д1
ω2> ω1
Невысокие показатели регулирования скорости. Очень маленький диапазон регулировки, большие потери мощности, уменьшается перегрузочная способность. Не применяется как метод регулирования скорости. Применяется для регулирования других координат АД (уменьшение тока и момента при переходных процессах ЭД – пуск, реверс, торможение).
