Механические характеристики двухдвигательного электропривода

7.1. Динамические свойства электропривода с линейной механической характеристикой

  Для анализа свойств
электропривода с линейной механической характеристикой как объекта
автоматического управления найдем передаточную функцию системы по управляющему
воздействию:

.

Из рис. 7.1 можно записать:

или

или

или

.

Отсюда

      (7.4)

где

      (7.5) – электромеханическая
постоянная времени.

  Передаточная функция по возмущающему воздействию — моменту статической нагрузки МС, имеет вид:

Из рис. 7.1 получаем:

      или

      или

,       отсюда

      (7.5)

.

Корни этого уравнения:

,

где

.

  Значение m определяет колебательность разомкнутой электромеханической системы.

  Если m > 4, то p1= —α1; p2 = —α2.

  Поэтому в этом случае:

; ;       (7.6)

  Следовательно, при m > 4 рассматриваемый
электропривод может быть представлен в виде последовательного соединения
инерционных звеньев с постоянными времени Т1 и Т2.

  При m = 4 характеристическое уравнение системы имеет два равных
отрицательных корня . В этом случае:

      (7.7)

где

  При m и электропривод
представляет собой колебательное звено с коэффициентом затухания ξ меньшим или равным 1, уменьшающимся по мере уменьшения m.

  В этом случае
можно записать:

      (7.8)

; ;.

  Анализ частотных характеристик двигателей мощностью выше 10кВт показал,
что передаточную функцию по управляющему воздействию можно представить в виде:

      (7.9)

т.е. заменить колебательное звено двумя апериодическими с постоянной .

  Для многих
электроприводов малой мощности m>4, при этом можно
пренебречь электромагнитной инерцией, положив Тэ»0,
тогда структурная схема асинхронного электропривода с линеаризованной
механической характеристикой будет иметь вид (рис. 7.3):

Рис. 7.3. Структурная
схема асинхронного электропривода с линеаризованной механической
характеристикой и .

  Из рис. 7.3 после элементарных преобразований:


;;;;;

получаем:

      (7.10.)

  Полученное
уравнение позволяет структурную схему асинхронной машины с линеаризованной
механической характеристикой представить в виде (рис. 7.4):

Рис. 7.4. Преобразованная структурная схема асинхронной машины с линеаризованной
механической характеристикой.

  Из преобразованной структурной схемы видно, что при Тэ»0
электропривод с линейной механической характеристикой приближенно можно
представить в виде инерционного звена с постоянной времени Тм.

  Переходную и весовую
функции инерционного звена можно представить в виде:

      (7.11)

      (7.12)

  По уравнениям
(7.11) и (7.12) на рис. 7.5 построены временные характеристики электропривода при .

READ  Многофункциональный ваттметр с гальванической развязкой

а)              б)

Рис.7.5. Временные характеристики электропривода при .

  Из полученных временных характеристик можно сделать вывод: электромеханическая постоянная
времени Тм представляет собой время, за которое электропривод достиг бы установившейся
скорости, двигаясь равномерно ускоренно под действием постоянного динамического
момента, равного начальному значению:

      (7.13)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Механическая характеристика — электропривод

Механическая характеристика электропривода при динамическом торможении имеет явно выраженный максимум, определяемый координатами максимального момента Жм и максимального скольжения su, соответствующего этому моменту.

Механическая характеристика электропривода является типовой для электроприводов с подчиненным регулированием. В зоне рабочих нагрузок электропривода, когда регулятор скорости AR работает на линейном участке своей статической характеристики, электропривод поддерживает заданную скорость вращения. При перегрузках электропривода регулятор скорости насыщается и происходит ограничение тока статорных обмоток и момента двигателя.

Механическая характеристика электроприводов подъема экскаватора для одного из положений сельсииного командоаппарата приведена на рис. 3 — 29 в. Системы управления обеспечивают надежное стопорение электропривода и возможность получения характеристик любой жесткости, что соответствует требованиям различных механизмов экскаваторов.

Если механическая характеристика электропривода не соответствует характеристике механизма, происходит завышение номинальной мощности, и, следовательно, увеличиваются массы, габаритные размеры и стоимость двигателя.

Жесткость механических характеристик электропривода обеспечивается наличием обратных связей по току и напряжению. При минимальной скорости вращения обратная связь по току максимальна, а по мере увеличения скорости вращения она ослабляется. Так как к работе привода предъявляются повышенные требования в отношении жесткости механических характеристик, в схеме применено стабилизированное питание.

Графическое определение — .| Механические характеристики асинхронного двигателя МТН 312 — 6 при изменении напряжения питания ( ПВ 40 %.

Расчеты механических характеристик электроприводов и сопротивлений резисторов

Схемы двухтокового питания.

Получение механических характеристик электроприводов постоянного и переменного тока при параметрическом регулировании достигается за счет введения сопротивлений в цепи обмоток двигателей. Для крановых электроприводов практическое применение имеют схемы с использованием только активных сопротивлений.

Нагрузочная диаграмма электропривода.

Нарисовать механическую характеристику электропривода, когда задан полный сигнал задания вперед, а момент статической нагрузки изменяется от ММАХ до — ММАХ — Нарисовать внешнюю характеристику En f ( M) в тех же квадрантах.

READ  Электрическая лампочка накаливания, вольт-амперная характеристика которой приведена на рисунке, соединена последовательно с резистором сопротивлением r = 10 ом и подключена к источнику постоянного u0 = 12 в. какова сила тока i в цепи?

Построить механическую характеристику электропривода, когда момент упора My 2 — Мн, а скорость холостого хода соответствует частоте напряжения на статоре 10 Гц.

Возможно формирование практически любых механических характеристик электропривода, вплоть до характеристик, аналогичных глубокорегулируемому реверсивному электроприводу постоянного тока с обратной связью по скорости.

Статические характеристики асинхронного электропривода.

Формирование горизонтального участка механической характеристики электропривода осуществляется в контуре регулирования скорости путем изменения величины сигнала L / PC в функции ошибки ( то есть разницы напряжений задатчи-ка ЗИ и датчика скорости ДС) по скорости. Этот режим возможен, когда регулятор скорости работает на линейном участке своей статической характеристики, то есть напряжение на его выходе меньше напряжения, задаваемого блоком ограничения БО.

Подбор электродвигателя

Качество работы современного электропривода во многом определяется правильным выбором используемого электрического двигателя, что в свою очередь обеспечивает продолжительную надёжную работу электропривода и высокую эффективность технологических и производственных процессов в промышленности, на транспорте, в строительстве и других областях.

При выборе электрического двигателя для привода производственного механизма руководствуются следующими рекомендациями:

  • Исходя из технологических требований, производят выбор электрического двигателя по его техническим характеристикам (по роду тока, номинальным напряжению и мощности, частоте вращения, виду механической характеристики, продолжительности включения, перегрузочной способности, пусковым, регулировочным и тормозным свойствами др.), а также конструктивное исполнение двигателя по способу монтажа и крепления.
  • Исходя из экономических соображений, выбирают наиболее простой, экономичный и надёжный в эксплуатации двигатель, не требующий высоких эксплуатационных расходов и имеющий наименьшие габариты, массу и стоимость.
  • Исходя из условий окружающей среды, в которых будет работать двигатель, а также из требований безопасности работы во взрывоопасной среде, выбирают конструктивное исполнение двигателя по способу защиты.

Правильный выбор типа, исполнения и мощности электрического двигателя определяет не только безопасность, надёжность и экономичность работы и длительность срока службы двигателя, но и технико-экономические показатели всего электропривода в целом.

Классификация электроприводов

По количеству и связи исполнительных, рабочих органов:

  • Индивидуальный, в котором рабочий исполнительный орган приводится в движение одним самостоятельным двигателем, приводом.
  • Групповой, в котором один двигатель приводит в действие исполнительные органы РМ или несколько органов одной РМ.
  • Взаимосвязанный, в котором два или несколько ЭМП или ЭП электрически или механически связаны между собой с целью поддержания заданного соотношения или равенства скоростей, или нагрузок, или положения исполнительных органов РМ.
  • Многодвигательный, в котором взаимосвязанные ЭП, ЭМП обеспечивают работу сложного механизма или работу на общий вал.
  • Электрический вал, взаимосвязанный ЭП, в котором для постоянства скоростей РМ, не имеющих механических связей, используется электрическая связь двух или нескольких ЭМП.
READ  Codesys v2

По типу управления и задаче управления:

  • Автоматизированный ЭП, управляемый путём автоматического регулирования параметров и величин.
  • Программно-управляемый ЭП, функционирующий через посредство специализированной управляющей вычислительной машины в соответствии с заданной программой.
  • Следящий ЭП, автоматически отрабатывающий перемещение исполнительного органа РМ с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся сигналом управления.
  • Позиционный ЭП, автоматически регулирующий положение исполнительного органа РМ.
  • Адаптивный ЭП, автоматически избирающий структуру или параметры устройства управления с целью установления оптимального режима работы.

По характеру движения:

  • ЭП с вращательным движением.
  • Линейный ЭП с линейными двигателями.
  • Дискретный ЭП с ЭМП, подвижные части которого в установившемся режиме находятся в состоянии дискретного движения.

По наличию и характеру передаточного устройства:

  • Редукторный ЭП с редуктором или мультипликатором.
  • Электрогидравлический с передаточным гидравлическим устройством.
  • Магнитогидродинамический ЭП с преобразованием электрической энергии в энергию движения токопроводящей жидкости.

По роду тока:

  • Переменного тока.
  • Постоянного тока.

По степени важности выполняемых операций:

  • Главный ЭП, обеспечивающий главное движение или главную операцию (в многодвигательных ЭП).
  • Вспомогательный ЭП.
  • Привод передач.

Характеристики привода

Статические характеристики

Под статическими характеристиками чаще всего подразумеваются электромеханическая и механическая характеристика.

Механическая характеристика

Механическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала от электромагнитного момента M (или от момента сопротивления Mc). Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.

Электромеханическая характеристика двигателя

Электромеханическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала ω от тока I.

Динамическая характеристика электропривода — это зависимость между мгновенными значениями двух координат электропривода для одного и того же момента времени переходного режима работы.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: