5. Побудова статичних характеристик привода
Визначення параметрів схеми заміщення – відповідальний етап розрахунку, оскільки від нього залежить достовірність визначення статичних, динамічних і енергетичних режимів. При визначенні еквівалентного опору в системах електропривода з тиристорними перетворювачами активні опори з контуру комутації виносяться в коло випрямленого струму. Еквівалентні опори для системи Г-Д, ТП-Д, АВК, ВД відповідно:
де
-
опір якоря двигуна;
-
опір згладжюючого дроселя;
-
опір фази трансформатора живлення:
-
індуктивний опір трансформатора
живлення;
,
-
індуктивний опір заступної схеми
асинхронного двигуна;
-
опір фази статора синхронного двигуна;
-
опір комутації вентильного двигуна;
-
відносна швидкість обертання ротора
ВД.
Рис. 5
Для
системи електропривода, що зображені
на рис. 2 – 4 (у тому числі для вентильного
двигуна), справедлива наступна схема
заміщення рис. 5, де
-
внутрішній опір джерела живлення,
-
опір двигуна. В якості ЕРС слід прийняти
ЕРС перетворювача в системі ТП-Д або
АВК, ЕРС генератора в системі Г-Д та ін.
де
-
коефіцієнт підсилення;
-
вихідна ЕРС відповідного перетворювача
потужності;
-
вхідна напруга перетворювача;
(5)
де
-
напруга завдання;
-
напруга зворотного зв’язку за швидкістю;
-
напруга струмового зв’язку. Ті або інші
зворотні зв’язки в системі привода
служать для формування спеціальних
характеристик.
Рис.
6
Напруга завдання , вибирається в межах номінальної з каталожних даних перетворювального приладу. Методика визначення параметра зрозуміла з рис. 6 стосовно тиристорного перетворювача систем ТП-Д і Г-Д.
Враховуючи
,
вираз швидкісної характеристики привода
буде мати вигляд:
(6)
Напруга
залежить від координат привода. Так,
наприклад, при зворотних зв’язках за
струмом і швидкістю:
(7)
Коефіцієнт
підсилення
і
визначаються для отримання необхідної
жорсткості характеристик, діапазону
регулювання та ін..
За наявності нелінійного зворотного зв’язку за струмом:
(8)
де
-
струм відсічки.
Підстановка
отриманих виразів у рівняння для
швидкісної характеристики (6) і нескладні
перетворення дозволять отримати
залежність
для замкненої системи.
Опір двигуна, що входить до виразу для швидкісної характеристики, визначається загальноприйнятим шляхом. Деякі особливості є при використані вентильних каскадів і вентильних двигунів.
6. Визначення енергетичних показників
Традиційний
підхід для визначення ККД і
(коефіцієнт потужності) без урахування
реальної тахограми привода і діаграми
навантажень вважається помилковим,
таким, що не дає реального уявлення про
інтегральні властивості енергоспоживання.
Запропонована методика базується на
тому, що для всіх ділянок тахограми
привода визначаються значення повної
потужності S,
активної потужності Р,
що споживається з мережі, і потужності,
що йде на вал виробничого механізму.
Тоді коефіцієнт корисної дії на 1-й ділянці тахограми:
(9)
Усереднений коефіцієнт корисної дії:
(10)
де
-
потужність втрат на силових елементах,
що визначається загальноприйнятими
засобами з урахуванням механічних
втрат. Залежно від режиму роботи (рушійний
або гальмівний) перед
ставиться знак «+» або «-». В останньому
випадку слід поміняти чисельник і
знаменник виразу (10).
Усереднений фізичного сенсу не має. Тому визначаються поточні значення:
(11)
Для визначення потужності компенсуючих пристроїв для підвищення коефіцієнта потужності слід скористуватися залежністю:
(12)
яка
визначає інтегральне значення реактивної
потужності системи привода (
-
час циклу).
В розрахунках енергетичних показників повинен враховуватися також коефіцієнт викривлення і особливості енергоспоживання синхронних двигунів (для системи Г-Д).