Б-1

Определение статических нагрузок является важным этапом проектирования эл.привода. Оно необходимо для построения нагрузочной диаграммы, выбора мощности двигателя и проверки его по нагреву. Характер нагрузок и пределы их изминения в значительной степени определяют режимы работы и выбор схемы эл.привода. Изминение нагрузки является основным возмущением при работе эл.привода, поэтому без знания пределов в которых она может изминятся, нельзя обеспечить требуюмую точность регулирования координат. Статические моменты подразделяют на активные и реактивные. -активный момент прикладываемый к рабочему органу машины, этот момент создается силами тяжести силами ветра и др.Могут как препятствовать движению так и наоборот. Поэтому знак может быть либо + либо -. Мср- реативный момент сопротивления движению, возникает как реакция на движения рабочего органа и всегда препятствует движению. К реактивным так же относятся момент сил трения в подшипниках и др. элементах кинематической цепи. Статический момент Мс=Мса+Мср =Мдв+Мс Статический момент ха-ет установившейся режим работы эл. привода. Статические нагрузки могут существенно изменятся при наличии уклона или воздействии ветра. В общем виде Fс=Fгр+Fтр+Fвяз; Ктр=2Кp((Mdц/2)+f)Dk. Dk-диаметр ходового колеса. Статический момент в случае когда результирующая сила направлена против движения т.е. является тормозной Мст=FcDk/inm. А если по движению Мст= FcDknm/2i

б-2

Qтеор=3600КнЕ/Кptц- теоритическая производительность. Кн-коэф.ковша. Е-геометр.емкость ковша. Кp-коэф.разрыхления грунта.Каждое звено описывается диф.уравнением. необходимо учесть все нелинейности в периводе.

b12 вязкое трение. Fвяз=b12(W1-W2)

Схема замещения механизма. В механизме звенья движутся с различной скоростью и совершают различные виды движения. J1- момент инерции двигателя и жестко связанных с ним частей механизма.(якорь, ротор, соидинительную муфту). J2- привиденый к скорости вращения вала двигателя момент инерции механизма и жестко связанных с ним частей. С12-эквивалентное привиденое жесткость упругой мех. части. ФИз- привиденый кинематический зазор механизма. Для J1: М-эл.магнитный момент развиваемый двигателем. М12-привиденый момент нагрузки упругого элемента. W1- угловая скорость вращения вала двигателя. ФИ1- угол поворота вала двигателя. Для J2 ; М12-привиденый момент нагрузки упругого элемента. Мс- привиденый момент статической нагрузки. W2-привиденая угловая скорость вала. ФИ2-Угол поворота вала двигателя. ДМС: Уравнения движения привода:

М-М12=J1dW1/dt, W1=dФИ/dt

М12- Мс= J2dW2/dt, W2= dФИ/dt

Где М12=С12(ФИ1-ФИ2)

Диф.уравнение для М12

(D^2)M12/((Ω^2)d(t^2))+ M12=J∑E+ Мс

(D^3)W1/((Ω^2)d(t^3))+dW1/dt=E

Где (Ω12^2)=√(С12 J∑/ J1 J2) Е- собственная частота колебаний ДМС Е=М- Мс/ J∑- ускорение ДМС. Кд=М12мах/М12ср Y= J∑/ J1- коэф. Соотношения моментов инерции.(1.3-2) ЛПП- протекало при Мд>>, E>> очень малая длительность пер.процесов tпп<</ ТПП Мg<<,E<< tпп>>

C12=∞, ψз=0, dМ/dt=0, tотс=1, Мс- const

При Котс=1 длительность пуска привода будет наименьшей.

(Ω12^2)=√(С12 J∑/ J1 J2) Е, fz= Ω12. Fz- зубцовое возмущение представляет собой внутренние воздействие и по своей природе динамическое возмущающие воздействие .

Fz- WпиZзв=W1Zзв/iр Для большинства экскаваторов fz= Ω12 находятся в пределах (0,4-0,6) При каждом разгоне двигатель пройдет через зону (0,4-0,6)Wуст

Основным способом ограничения нагрузок является демпфир.способность эл.привода. Отстройка от резонанса- нужно обеспечить такую работу поворота что бы Fz, Ω12 не совпадали. Подходят 2 путями :Уменьшение С12, Ω12, Wдв<<Wуст В кинематическую цепь вводят упругие звенья с помощью которых уменьшают 2: Увеличивают С12 так увеличить что бы Wдв>>Wуст Для этого используют тихоходные двигатели. Привод будет без редукторный. Демпфирование эл.привода существенно снижает эл.нагр, а в редукторных явл необходимым условием работы экскаватора. В много двигательном эл.приводе схема соидинения якорей двигателей и расположение редукторов на поворотной платформе должны обеспечить мах демпфир способность.

Б-3

Епр=Едв+IяRя+

Епр= Едв Вывод:1- Характер и длительность п.п. полностью определяется зависимостью ЭДС преобразователя Епр=f(t). 2-На участке п.п. где ток якоря есть величина постоянная ускорение будет полностью определятся первой производной. dEпр/dt=cdw/dt=cE ; E=1dEпр/сdt : 1. Конструктивное исполнение: ГД-это магнитный преобразователь т.е. имеет вращательные части при эксплуатации. (-) Требует ремонта, массивного фундамента, при ремонте значительные затраты. ТП- статический преобразователь поэтому требует тока технического осмотра. Сокращает продолжительность и стоимость на ремонт. 2-ГПТ-обладает значительной э/м инертностью поэтому необходимо форсирование п.п. генератора. В ГПТ исключена возможность нарастания ЭДС генератора скачком что явл естественной защитой от опасных ускорений. ТП- имеет принципиальную возможность скачкообраного изминения ЭДС во времени. Благодаря высокому быстродействию все скачки нагрузки передаются в сеть и наоборот.

Б-4

ГПТ-обладает значительной э/м инертностью поэтому необходимо форсирование п.п. генератора. В ГПТ исключена возможность нарастания ЭДС генератора скачком что явл естественной защитой от опасных ускорений. ТП- имеет принципиальную возможность скачкообраного изминения ЭДС во времени. Благодаря высокому быстродействию все скачки нагрузки передаются в сеть и наоборот. ГПТ с НВ как звено автоматизированного эл.привода. Wг=Ег(р)/Uв(р)=Кг/(ТгР+1); Тг=Тв; Тг=(1,-4) с. Uв=КфUвн; Кф=1/(1-е^(-tв/Тг); Рв=(2-5)%Ргн

(ТгР+1)Ег=Кг Uв; (ТгР+1)Ег= Uв+КосЕг; (ТгР+1-КгКос)Ег=Кг Uв; ((Тг/1-КгКос)+1)Ег=Кг Uв /(1-КгКос); Кос(возрастает)=Кг/ (1-КгКос)(возрастает); если 1=КгКос то Wг(р)=Кг/Тгр- интегрирующие звено. Возбудитель-генератор ПТ.(эл.магнитный усилитель) ЭМУ- машина постоянного тока у которого имеется 2 комплекта щеток. Для формирования п.п. ЭМУ выбирается обычно с 3-4х кратным запасом по напряжению и в установившехся режимах при номинальной скорости эл.привода его напряжение в 3-4 раза меньше номинального. Т.к остаточная ЭДС ЭМУ может достигать 10-15% номинального значения , возможный разброс значений ЭДС ЭМУ обусловленный петлей гистирезиса соизмерим с напряжением , необходимым для получения номинального напряжения генератора и вызывает нестабильность статических характеристик и п.п. эл.привода. Жесткая отрицательная связь по напряжению ЭМУ сужает петлю гистерезиса в требуемой степени. Однако при этом снижается коэфицент усиления ЭМУ и увеличивается его колебательность.

Б-5

ГПТ-обладает значительной э/м инертностью поэтому необходимо форсирование п.п. генератора. В ГПТ исключена возможность нарастания ЭДС генератора скачком что явл естественной защитой от опасных ускорений. ТП- имеет принципиальную возможность скачкообраного изминения ЭДС во времени. Благодаря высокому быстродействию все скачки нагрузки передаются в сеть и наоборот.

Есть ни что иное как генератор смешанного возбуждения. 1. Магнитные потоки должны быть направлены сонаправлено. 2. Коэфицент передачи должен быть такой что бы выполнялось условие 1=КгКс; Кос=1/Кг; Пар. Обмотка возбуждения является обратной связью.

При Iя- const/ Если увеличить Кг то можно возбудить двигатель 1000 квт возбудителем 15 квт. Система Г-Д традиционное техническое решение приммняется на приводах большой мощности. Система Г-Д обладает 2х сторонней проводимостью т.е есть естественная возможность работы привода во всех 4 квадрантах. Основной недостаток явл наличие 2х дополнительных эл.машин.

6. Тиристорный преобразователь постоянного тока. Передаточная функция.

ТП классифицируют:

1) По числу фаз (одно, многофазные)

В зависимости от мощности

Пульсности Частота выпрямленной сети f_ed = k*f_e.

2) Способы включения нагрузки (нулевая и мостовая схемы) f «м»= 2f«н»

«+» мостовой: Качество (не высокие пульсации); Не нужно «0» точки, можно подключить по без трансформаторной схеме; Направление токов по 2-ой обмотке транс-ов в каждый момент времени встречное, т.е. нет подмагничивающего эффекта в обмотках тр-ра.

«-» количество тиристоров в 2 раза больше чем в нулевой схеме, (дороже).

3) реверсивные и нереверсивные

В ТП имеют место уравнительные токи, неравномерность открывания тиристоров, погрешность быстродействия.

Способы управления ТП: согласованное управление группами вентелей; раздельное.

При раздельном управлении гр. вентелей уравнительный ток отсутствует, по этому почти везде имеет место раздельное управление.

- для случая непрерывного тока (существует индуктивная нагрузка).

E_d – выпрямленное напряжение; τ- запаздывание , К- количество фаз, τ≈0.

, СИФУ: Т_ТП=Т_{фильтра сифу}≈0,01-0,02с.

7. Дпт. Структурная схема. Статические и динамические свойства (при различных способах регулирования).

В экскаваторных ЭП в основном используют ДПТ с НВ.

; , P=Mω.

Принимаем Ф=const, кФ=С

К=рN/2πа, где N- число активных проводников обмотки якоря,

а – число пар параллельных ветвей обмотки якоря

- электро-магнитная постоянная времени цепи якоря

- электро-механическа постоянная времени якоря двигателя.

Передаточная функция по управляющему воздействию

По возмущающему воздействию

Допустимые пределы изменения основных координат:

1) U≤U_Н, в пределах допускается 2-х кратное повышение U_Н.

2) Ф можно изменять только за счет тока возбуждения M=kФI_Я, для форсирования ПП Ф изменяется U_В= (2-3)Uвн, кратковременно Kф двиг=7-10.

3) Угловая скорость ωmax≤(1,2-1,3)ωн, для ДПТ у которых предусмотрена работа с ослабленным магнитным потоком допускается превышение в (3-4) раза номинала.

4) Ток якоря определяет надежность работы ЭП. В продолжительном режиме работы ток якоря I_Я≤Iн. При малых скоростях в двигателях с самовентиляцией необходимо ограничение тока на 30-40% номинала I_Я≤(0,6-0,7)Iн. В кратковременных режимах I_Я≤(2-3)Iн исходя из условий коммутации.

5) Момент при Ф=const , то требования ограничения те же что и по току.

РЕГУЛИРОВАНИЕ КООРДИНАТ:

1. Ф=var

Для крупных ДПТ Iкз=(20-50)Iн о.е., Основной недостаток это регулирование скорости вверх от основной (естественной), Диапазон регулирования D=3-4 ÷1.

Регулирование плавное, относительная простота реализации. Отсутствие дополнительных элементов в якорной цепи, весьма экономичен. Рвоз=(2-5)%Рном.

2. U=var

Регулирование скорости однозонное, вниз от основной, диапазон регулирования скорости в разомкнутой системе управления D=8-10÷1, В замкнутой D=1000÷1.

Плавное регулирование скорости, экономичность, обеспечивает благоприятные условия протекания ПП. Для ДПТ с НВ не приемлем прямой пуск на Uн!