Диапазон регулирования скорости. Статические ошибки.

Многие производственные механизмы, например, механизмы подачи и главного движения металлорежущих станков, механизмы подъемно-транспортных установок и др. требуют регулирования скорости исполнительных органов. Для таких механизмов используются регулируемые электроприводы.

Важнейшими показателями качества для регулируемого электропривода являются диапазон регулирования скорости и падение скорости от нагрузки.

Под диапазоном регулирования скоростипонимают отношение верхней (наибольшей) скоростик нижней(наименьшей скорости. Под верхней и нижней скоростями обычно понимают задаваемые значения угловых скоростей на холостом ходу (см. рис. 2.8)

. (2.8)

Например, если электропривод имеет верхнюю скорость =1000об/мин иD=1000, то нижняя скоростьобмин.

Падение скорости под нагрузкой (см. рис.2.8) определяют обычно при номинальном значении нагрузки (момента). Величинуназывают такжеабсолютной статической ошибкой от нагрузки.Для оценки качества работы электропривода удобнее использовать значениеотносительной статической ошибки от нагрузки.

Относительная ошибка определяется обычно в процентах по выражению

,

где - заданное значение угловой скорости или частоты вращения.

Значение абсолютной ошибки на верхней и нижней характеристиках, как правило, одно и то же. При этом относительная ошибка на верхней скорости

, (2.9)

а на нижней

(2.10)

Используя выражения (2.9) и (2.10), найдем отношение

.

Тогда, с учетом выражения (2.9) для диапазона регулирования, получим

. (2.11)

Таким образом, относительная статическая ошибка от нагрузки на нижней скорости в D раз больше, чем на верхней.

Производственные механизмы, как правило, требуют поддержания скорости с заданной точностью во всем диапазонерегулирования. Отсюда следует, что при проектировании электропривода нужно прежде всего обеспечить требуемую точность стабилизациина нижней скорости.

Лекция 25-27 Энергетика электропривода

Основное назначение электропривода – преобразовывать электрическую энергию в механическую и управлять этим процессом. В связи с этим энергетические показатели и характеристики электропривода имеют первостепенное значение, тем более, что электропривод потребляет около 60-65% электроэнергии, производимой в стране.

Любой процесс передачи и преобразования энергии сопровождается ее потерями, т.е. входная мощность Р_вх всегда больше выходной Р_вых на величину потерь ∆Р, и очень важно, сколь велики эти потери.

Энергетическую эффективность процесса в данный момент обычно оценивают посредством коэффициента полезного действия (КПД), определяемого как

(6.1)

Важными энергетическими характеристиками изделия – двигателя, преобразователя, редуктора или электропривода в целом – служит номинальный КПД

(6.2)

где Р_н , ∆Р_н - номинальная выходная мощность и номинальные потери,и зависимость КПД от относительной нагрузки η = f(P/P_н); для регулируемого электропри­вода часто удобно использовать зависимости η = f(ω) при заданном моменте.

В случаях, когда в линии, питающей электропривод, напряжение и ток не совпадают по фазе и имеют несинусоидальную форму, используется еще одна энергетическая характеристика - коэффициент мощности, определяемый как

(6.3)

где Р - активная мощность;

v = I/I₍₁₎ - коэффициент искажений;

U, I, I₍₁₎- действующие значения напряжения, тока, первой гармоники тока;

φ₍₁₎ - угол сдвига между первыми гармониками напряжения и тока. При небольших искажениях v ≈ 1, т.е.

(6.4)

При передаче по линии с некоторым активным сопротивлением R_лактивной мощности Р приcos φ ≠ 1 потери ∆Р_≈вырастут в сравнении с потерями при передачи той же мощности посто­янным током ∆Р₌в отношении

Оценки энергетической эффективности электропривода вида (6.1)справедливы, как отмечалось, лишь, если процесс неизменен во времени.Если же нагрузка заметно меняется во времени,следует пользоваться оценками, определяемыми по энергиям за время t

и

Для циклических процессов с однонаправленным потоком энергии и временем цикла удобным и информативным показателем служит цикловой КПД, определяемый как

где W_ци ∆W_ц-полезная энергия и потери энергии за цикл