2.8. Неустановившееся движение электропривода при произвольной зависимости динамического момента от скорости
При
определении
;
;
при сложных зависимостях
момента
двигателя и момента сопротивления от
скорости, пользуются численным методом
Эйлера. Суть
его в том, что в уравнении движения
электропривода дифференциалы переменных
и
заменяются малыми приращениями
и
.
Покажем использование метода Эйлера на примере пуска асинхронным электродвигателем центробежного насоса. Механические характеристики ЭД и центробежного насоса приведены на рис. 2.9 [2].
Рис. 2.9. Механические характеристики ЭД и ИО
Ось скорости
разбивают на малые и равные участки
∆ω.На каждом участке определяют средние моменты
и т.д.,
и т.д.Затем составляется таблица 2.1 и по ней определяют зависимости
.
Таблица 2.1
|
ω1=∆ω1 |
|
|
t1=∆t1 |
|
ω2=ω 1+∆ω2 |
|
|
t2= t1+∆t2 |
|
ω3=ω 2+∆ω3 |
|
|
t3=t2+∆t3 |
|
… |
… |
… |
… |
|
ωn |
Мдn |
|
tn |
;
и т.д.
Зависимость ∆φ можно определить по выражению ∆φ = ω∆t.
Зависимости
приведены на рисунке 2.10.
Рис. 2.10. Характеристики
при пуске ЭД
Примечание. По аналогичной методике можно построить вышеуказанные зависимости и при торможении электропривода.
3. Понятие о регулировании координат, режимах работы и системах управления электропривода
На рисунке 3.1 приведена структура механической части электропривода [2,4].
Рис. 3.1. Структура механической части электропривода
В структуре:
ЭД – электродвигатель:
МПУ – механическое передаточное устройство;
ИО – исполнительный орган;
и
–
угловые скорости ЭД и ИО;
и
– угловые ускорения ЭД и ИО;
и
– угол поворота вала ЭД и ИО;
–линейное ускорение
ИО;
–величина линейного
перемещения ИО.
Параметры ИО можно
регулировать механическим путем при
неизменной скорости ЭД, изменяя величины
и
коробки скоростей или вариатора:
;
;
;
;
;
.
Коробки скоростей или механические вариаторы могут быть громоздкими (сложными). Их применение уменьшает надежность и КПД электропривода. Поэтому на практике в основном применяют электрический способ регулирования, воздействуя на параметры электродвигателя или источника питания. Этот способ имеет лучшие технико-экономические показатели. Однако на некоторых металлообрабатывающих станках применяют смешанный способ регулирования.
В теории электропривода механические, электрические и магнитные переменные, характеризующие работу двигателя, – скорость, ускорение, положение вала, момент, ток, магнитный поток и т.д. – часто называют координатами. Поэтому управление движением исполнительного органа электрическим способом осуществляется за счет регулирования координат (переменных) электродвигателя.
Существенно отметить, что регулирование координат электропривода должно осуществляться для управления как установившимся, так и неустановившимся движением исполнительного органа.
Типичным примером регулирования переменных может служить ЭП пассажирского лифта. При пуске и останове кабины для обеспечения комфортности пассажиров ускорение и замедление ее движения не должно быть выше допустимого уровня. Перед остановкой скорость кабины должна снижаться, т.е. она должна регулироваться. И, наконец, кабина с заданной точностью должна останавливаться на требуемом этаже, т.е. необходимо обеспечивать заданное положение (позиционирование) кабины лифта.
Пользуясь рассмотренным примером, отметим то важное обстоятельство, что часто электропривод должен обеспечить регулирование одновременно нескольких координат: скорости, ускорения и положения исполнительного органа.
При изготовлении бумаги, тканей, кабельных изделий, различных пленок, прокатке металлов требуется обеспечение определенного натяжения этих материалов, что также осуществляется с помощью ЭП. Регулирования координат требуют и многие другие рабочие машины и механизмы: подъемные краны, металлообрабатывающие станки, транспортеры, насосные агрегаты, роботы и манипуляторы и т.д.