Pakhomov_A_N_Krivenkov_M_V_Elektricheskiy_privod

Тема 1. Общие вопросы проектирования электроприводовоприводов

Общие требования, которые предъявляются к электроприводам всех механизмов:

1) обеспечение заданного технологического процесса и требуемой производительности, надежности работы установки

2)организация простого управления

3)улучшение экономических показателей – снижение стоимости, уменьшение массогабаритных показателей, снижение потребления электроэнергии

4)выполнение экологических требований – снижение уровня шума, ограничение вредного влияния электропривода на питающую сеть, уменьшение действия помех для работы других электропотребителей

5)обеспечение конструктивного исполнения электрооборудования по способу монтажа, по способу защиты от воздействия климатических факторов и состояния окружающей среды и др.

Тема 1. Общие вопросы проектирования электроприводовоприводов

Чтобы выполнить перечисленные требования, необходимо последовательно решить следующие вопросы:

1) изучить особенности работы исполнительного механизма, построить нагрузочную диаграмму движения его рабочего органа

2)выбрать тип электропривода – регулируемый или нерегулируемый, редукторный или безредукторный и т. д.

3)выбрать род тока и тип приводного электродвигателя

4)произвести расчет мощности и выбрать электродвигатель

5)построить нагрузочную диаграмму электропривода и проверить выбранный электродвигатель на нагрев, перегрузочную способность и по условиям пуска

6)разработать систему управления электропривода и выбрать недостающие элементы силового, информационного и управляющего каналов

7)разработать схемы электропривода и разместить электрооборудование на технологической установке.

Тема 1. Общие вопросы проектирования электроприводовоприводов

Мощность электродвигателя выбирается, исходя из необходимости выполнения заданной работы СЭП, при соблюдении нормального теплового режима и допустимой перегрузочной способности двигателя.

При завышенной мощности:

1)возрастают габариты двигателя и стоимость СЭП

2)ухудшаются технико-экономические показатели привода – коэффициент мощности и КПД

При заниженной мощности:

1)перегрев обмоток двигателя, что способствует преждевременному выходу из строя двигателя

2)нарушение заданного цикла работы и снижение производительности.

Тема 1. Общие вопросы проектирования электроприводовоприводов

Значение номинального момента двигателя, при котором он может работать длительное время определяется условиями допустимого нагревания, что в свою очередь определяется нагревостойкостью применяемых изоляционных материалов.

Ниже приведены шесть классов нагревостойкости изоляции двигателей:

1)А<1050С – пропитанные электроизоляционной жидкостью волокнистые материалы (хлопок, бумага, шелк)

2)Е<1200С – синтетические органические пленки

3)В<1300С – асбест, слюда, стекловолокно, пропитанные органическими веществами

4)F<1550С – асбест, слюда, стекловолокно, пропитанные синтетическими веществами

5)Н<1800С – асбест, слюда, стекловолокно, пропитанные кремнеорганическими веществами

6)С>1800С – слюда, керамика, стекло без пропитки или пропитанные неорганическими веществами.

Тема 2. Нагрев и охлаждение электродвигателяателя

Для упрощения анализа нагрева принимают следующие допущения:

1)двигатель рассматривается как однородное тело, температура всех его частей одинакова

2)количество тепла, отдаваемое двигателем пропорционально разности температур между двигателем и окружающей средой

3)температура окружающей среды постоянна и равна 400С

Количество тепла, выделяющегося в двигателе за промежуток времени dt:

Количество тепла, идущее на нагрев двигателя

dQ3 = Cdτ где С – теплоемкость двигателя

Тема 2. Нагрев и охлаждение электродвигателяателя

Уравнение теплового баланса имеет вид:

Pdt = Aτdt + Cdτ / : Adt

Решение дифференциального уравнения имеет вид:

−t

τ = AеTH + τ уст

Общее решение запишется как:

Тема 2. Нагрев и охлаждение электродвигателяателя

Первый метод для определения ТН . При известной кривой нагрева опускают перпендикуляр из точки при 0.632τуст и расстояние от начала координат до перпендикуляра и есть искомая величина ТН.

1 – идеальная кривая нагрева

2 – реальная

Второй метод определения ТН состоит в проведении касательной к кривой нагрева. Однако в реальных условиях кривая нагрева отличается от теоретической, поэтому практически определяют среднее ТН для трех точек на кривой нагрева.

Процесс нагревания заканчивается за (3÷4)ТН.

Тема 3. Нагрузочные диаграммы и режимы работы электроприводалектропривода

По характеру нагрузки рассматривают три классических режима работы:

1.Длительный режим S1 при неизменной нагрузке характеризуется тем, что превышение температуры двигателя успевает достигнуть установившегося значения. 4. Время работы в таком режиме t>>10 мин – от нескольких часов до нескольких суток.

2.Кратковременный режим S2 характеризуется тем, что двигатель

работает ограниченное время tк, в течение которого температура не успевает достигнуть τуст. После этого двигатель отключается на время паузы, в течение которой он не успевает охладиться до температуры окружающей среды.

3.Повторно-кратковременный режим S3 характеризуется чередующимися периодами нагрузки и пауз. Этот режим характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ):

Тема 3. Нагрузочные диаграммы и режимы работы электроприводалектропривода

Кроме основных трех режимов существуют пять дополнительных:

Режимы S4, S5 являются разновидностью режима S3 и характеризуется частыми пусками и торможениями, влияющими на нагрев двигателя. В режиме S5 торможение производится самим двигателем, а в S4 с помощью механического тормоза или трения.

Режимы S6-S8 называются перемежающимися режимами

В этих режимах не происходит отключения двигателя от сети, а происходит изменение параметров.

S6 – режим, в котором периоды неизменной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами холостого хода работающего двигателя.

S7 – режим, цикл работы которого состоит из рабочего участка с неизменной нагрузкой и реверса.

S8 – режим, характеризующийся работой на двух и большем числе уровней скорости за цикл.

Тема 4. Расчет мощности и выбор двигателя для длительноготельного режимарежима работы

Если график статического момента неизвестен, то используют эмпирические формулы:

где V – производительность насоса, м3/с, γ – плотность жидкости, Н/м3, Н – расчетная высота подачи, ηнас – КПД насоса, ηпер – КПД передачи.