Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»
Кафедра Электропривода и автоматизации
А.В. Григорьев
Исследование статических и динамических свойств двухдвигательных электроприводов
Рекомендовано для использования в учебном процессе
по курсу «Теория электропривода»
учебно-методической комиссией специальности 140604 «Электропривод
И автоматика промышленных установок и технологических комплексов»
Кемерово 2011
Рецензия
Рецензенты:
Семыкина И.Ю., доцент кафедры электропривода и автоматизации
Завьялов В.М., председатель УМК специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»
Григорьев Александр Васильевич. Исследование статических и динамических свойств двухдвигательных электроприводов: метод. указания для лабораторных работ по дисциплине «Теория электропривода» [Электронный ресурс]: для студентов специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» / А.В. Григорьев - Электрон. дан. - Кемерово: КузГТУ, 2011. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM); зв.; цв.; 12 см. - систем. требования: Процессор Intel или AMD 500 МГц, ОЗУ 128 Мб; (CD-ROM - дисковод); мышь. - Загл. с экрана.
Учебное электронное издание предназначено для использования в лабораторном практикуме по курсу «Теория электропривода». В данных методических указаниях приведены основные сведения для расчета, моделирования и анализа динамических и статических режимов двухдвигательных электроприводов подъемных машин на базе электродвигателей постоянного тока независимого возбуждения. Для примера взяты данные электроприводов карьерных экскаваторов типов «мехлопата» и «драглайн». Издание будет полезно студентам специальности 140604 и инженерам-электроприводчикам.
Содержание
1. Цель и задачи работы
Цель работы: изучение статических и динамических свойств двухдвигательного электропривода на базе двигателей постоянного тока независимого возбуждения.
Задачи работы:
1. Получить навыки моделирования электромеханических систем при помощи средств вычислительной техники.
2. Получить представление об основных проблемах многодвигательных электроприводов.
3. Научиться анализировать результаты моделирования электромеханических процессов электромеханических систем с целью выявления их отрицательных и положительных свойств.
2. Основные теоретические сведения
Двухдвигательный электропривод является частным случаем многодвигательного. Такой электропривод характеризуется тем, что усилие создается не одной, а несколькими электрическими машинами, связанными механически (рис. 1). Питание машин может осуществляться от несвязанных источников энергии или они могут быть связаны (рис. 2).
Рис. 1. Примеры кинематических схем двухдвигательных
электроприводов
Рис. 2. Принципиальные электрические схемы включения
двигателей в многодвигательном электроприводе
Электрическая связь двигателей используется для улучшения демпфирующих свойств электропривода. Наилучшие демпфирующие показатели имеют электроприводы с питанием каждого двигателя от отдельного источника энергии. Недостатком такой схемы является высокая стоимость.
Можно привести следующие примеры использования многодвигательных электроприводов: электроприводы конвейеров, подъемных машин, электроприводы поворота экскаваторов.
Применение многодвигательного электропривода обусловлено следующими достоинствами:
1. Меньший момент инерции в сравнении с однодвигательным электроприводом такой же мощности.
2. Равномерное распределение нагрузки между узлами трансмиссии.
3. Широкие возможности в формировании механических характеристик электропривода.
4. Увеличение диапазона мощности электропривода при том же классе двигателя по напряжению.
Тем не менее, многодвигательному электроприводу присущи следующие недостатки:
1. Усложнение схемы включения электрических машин для подавления резонансных явлений в трансмиссиях.
2. Неравномерная нагруженность машин вследствие разброса их параметров и параметров узлов трансмиссии.
Второй недостаток наглядно можно представить при помощи механических характеристик двигателей в составе двухдвигательного электропривода, например, при разбросе значений активных сопротивлений обмоток якорей и магнитных потоков (рис. 3).
Рис. 3. Механические характеристики двухдвигательного электропривода
Механическая связь в реальных электроприводах не является абсолютно жесткой, вследствие этого динамическое распределение нагрузок также будет неравномерным.