Материал: КП. Драчев Г.И.Теория электропривода.2002_КП
121
Рис
.
И
.4.
Структурная
схема
системы
МК
–
ДПВ
(
программа
POVOD)
122
Показатель
нагрева
резисторов
I
кв
R =
∫
I²*dt = I
кв
R + I²*h.
Угол
поворота
вала
двигателя
L
рассчитывается
в
системе
дифференци
-
альных
уравнений
.
Пояснения
к
табл
.
И
.6.
1…4.
Номинальные
данные
двигателя
принимаются
за
базовые
значения
при
дальнейших
расчётах
.
5.
Невыключаемое
сопротивление
якорной
цепи
r
я
включает
в
себя
сопро
-
тивление
обмотки
якоря
r
оя
,
обмотки
дополнительных
полюсов
r
дп
и
сопротивле
-
ние
обмотки
главных
полюсов
: r
я
= r
оя
+ r
дп
+ r
ов
.
6…9.
Указанные
сопротивления
определяются
при
расчёте
правильной
пусковой
диаграммы
и
учитывают
все
сопротивления
,
включаемые
в
якорную
цепь
,
при
работе
на
каждой
ступени
R
1
> R
2
> R
3
> r
я
.
При
пуске
в
две
ступени
вместо
сопротивления
неиспользованной
ступени
R
3
вводится
невыключаемое
сопротивление
R
3
= r
я
.
Если
пуск
осуществляется
с
одной
ступенью
резисторов
,
то
вводят
R
2
= r
я
и
R
3
= r
я
.
10.
М
с
–
рассчитан
в
таблице
12.1,
вводится
с
учётом
режима
работы
(
пуск
,
торможение
)
и
характера
(
активный
,
реактивный
).
11.
М
х
–
момент
холостого
хода
двигателя
(
см
.
раздел
14).
12.
η
п
–
коэффициент
полезного
действия
передачи
(
редуктора
)
вводится
в
о
.
е
. (
не
в
процентах
).
13…15.
Расчёт
Т
дв
,
Т
с
,
Т
ро
рассмотрен
в
п
. 17.1.
16.
Т
я
≅
L
в
/ R –
электромагнитная
постоянная
якорной
цепи
,
зависит
от
полного
сопротивления
цепи
R
и
от
индуктивности
якорной
цепи
L
яц
= L
я
+ L
в
≈
L
в
.
Индуктивность
якорной
цепи
рассчитывается
по
17.11,
в
которой
прини
-
мают
i
вн
= I
н
,
тогда
L
в
=
Т
в
* r
ов
.
17.
Расчет
Т
α
см
.
в
п
. 18.4.
18.
Шаг
интегрирования
принимают
в
2-3
раза
меньшим
самой
малой
по
-
стоянной
времени
.
19.
Время
переходного
процесса
вводят
из
условия
записи
на
одном
листе
нагрузочных
диаграмм
пуска
двигателя
до
установившегося
режима
и
последую
-
щего
торможения
.
20.
Каталожную
кривую
ω
е
= f(I)
перестраивают
в
о
.
е
.,
принимая
за
базо
-
вые
значения
ω
б
=
ω
н
и
I
б
= I
н
.
Затем
кривую
линеаризируют
отрезками
прямых
,
и
координаты
точек
перегиба
(
излома
)
полученной
характеристики
вводят
в
маши
-
ну
.
Первая
точка
соответствует
максимальной
скорости
двигателя
ω
макс
и
мини
-
мальному
значению
тока
якоря
.
Последняя
точка
соответствует
максимальному
току
по
условиям
коммутации
.
С
помощью
каталожной
кривой
в
программе
рас
-
считывается
поток
двигателя
Ф
= f(I).
Таблица
И
.6
Параметры
расчета
,
вводимые
в
программу
POVOD
1.
Номинальная
скорость
,
рад
/
с
ω
н
123
2.
Номинальный
ток
,
А
I
н
3.
Номинальный
электромагнитный
момент
,
Н
*
м
М
н
4.
Номинальное
напряжение
,
В
U
н
5.
Невыключаемое
сопротивление
якорной
цепи
r
оя
+r
дп
+r
ов
,
Ом
r
я
6.
Полное
сопротивление
цепи
якоря
при
пуске
на
первой
ступени
,
Ом
R
1
7.
Полное
сопротивление
цепи
якоря
при
пуске
на
второй
ступени
,
Ом
R
2
8.
Полное
сопротивление
цепи
якоря
при
пуске
на
третьей
ступени
,
Ом
R
3
9.
Полное
сопротивление
цепи
якоря
при
торможении
,
Ом
R
5
10.
Момент
статический
активный
(
реактивный
),
Н
*
м
М
с
11.
Момент
холостого
хода
двигателя
,
Н
*
м
М
х
12.
КПД
передачи
,
о
.
е
.
η
п
13.
Механическая
постоянная
времени
двигателя
(
без
учёта
РО
),
с
Т
дв
14.
Постоянная
времени
упругого
элемента
,
с
Т
с
15.
Механическая
постоянная
времени
рабочего
органа
,
с
Т
ро
16.
Электромагнитная
постоянная
времени
якорной
цепи
на
естествен
-
ной
характеристике
,
с
Т
яе
17.
Постоянная
интегрирования
пути
,
с
Т
α
18.
Шаг
интегрирования
,
с
h
19.
Время
переходного
процесса
,
с
t
пп
20.
Ввод
каталожной
характеристики
двигателя
21.
Выбор
режима
работы
(
пуск
,
торможение
)
22.
Ввод
начальных
условий
21.
Для
режима
работы
“
пуск
”
необходимо
при
первом
пуске
подготовить
значе
-
ния
скоростей
ω
1
<
ω
2
<
ω
3
,
при
которых
по
правильной
пусковой
диаграмме
про
-
исходит
переключение
ступеней
сопротивлений
в
цепи
якоря
.
В
процессе
первого
пуска
следует
зафиксировать
времена
работы
на
ступенях
t
1
> t
2
> t
3
.
Если
применяемый
магнитный
контроллер
обеспечивает
автоматизацию
пуска
в
функ
-
ции
времени
,
то
при
втором
пуске
следует
вводить
времена
работы
на
ступенях
t
1
,
t
2
, t
3
,
моделируя
работу
магнитного
контроллера
.
Для
режима
“
торможение
”
следует
ввести
рассчитанный
заранее
тормозной
режим
(
противовключение
,
динамическое
торможение
с
независимым
возбужде
-
нием
,
динамическое
торможение
с
самовозбуждением
),
для
которого
в
п
.9
табл
.
И
.6
введено
полное
сопротивление
R
5
.
Для
динамического
торможения
с
не
-
зависимым
возбуждением
вводится
значение
тока
возбуждения
.
22.
Начальные
условия
для
пуска
обычно
принимают
“
нулевые
”.
Для
тор
-
можения
начальные
условия
определяются
конечными
значениями
переменных
при
пуске
.
Эти
значения
можно
получить
с
помощью
клавиши
<F7>,
которая
пе
-
ред
завершением
работы
выведет
на
экран
таблицу
числовых
значений
.
Правила
работы
с
программой
,
назначение
функциональных
клавиш
и
ос
-
тальные
атрибуты
сервиса
описаны
в
разделе
“
Организация
расчетов
” (
приложе
-
ние
И
).
Особенностями
программы
POVOD
являются
:
–
в
момент
переключения
ступеней
в
режиме
пуска
расчёт
останавливается
,
предоставляется
возможность
для
записи
времени
работы
на
ступени
,
координат
124
точки
переключения
и
величины
I
кв
R
,
необходимой
для
проверки
резисторов
по
нагреву
;
–
в
связи
со
снижением
жесткости
механической
характеристики
ДПВ
при
М
с
<
М
н
возможна
ситуация
,
когда
двигатель
,
не
успев
достигнуть
установивше
-
гося
режима
,
должен
быть
переключен
на
торможение
с
целью
его
остановки
в
конце
заданного
перемещения
рабочего
органа
.
В
этом
случае
процесс
торможе
-
ния
повторяется
несколько
раз
,
оценивается
тормозной
путь
.
Для
отработки
дви
-
гателем
заданного
перемещения
приходится
рассчитать
точку
пути
,
при
которой
двигатель
переключается
на
торможение
,
и
вовремя
выполнить
это
переключение
.
И
.5.
Система
магнитный
контроллер
–
асинхронный
двигатель
МК
–
АД
(
программа
READ)
Система
МК
–
АД
обеспечивает
работу
асинхронного
электродвигателя
с
фазным
ротором
при
питании
цепей
статора
от
цеховой
сети
.
С
помощью
магнит
-
ного
контроллера
осуществляется
пуск
двигателя
в
1-2-3
ступени
по
правильной
пусковой
диаграмме
с
контролем
пуска
по
скорости
или
по
времени
.
Система
обеспечивает
торможение
двигателя
в
одну
ступень
(
динамическое
с
независи
-
мым
возбуждением
и
противовключение
).
Основные
уравнения
,
решаемые
в
программе
READ:
М
)
(
dt
M
d
T
1
н
0
э
−
−
⋅
=
⋅
ω
ω
β
;
)
R
,
S
(
f
2
=
β
;
M
M
M
dt
d
T
12
1
дв
∆
−
−
=
⋅
ω
;
2
1
12
c
dt
M
d
T
ω
ω
−
=
⋅
;
рс
12
2
ро
M
M
dt
d
T
−
=
⋅
ω
;
2
dt
d
T
ω
α
α
=
⋅
.
Структурная
схема
системы
МК
–
АД
,
построенная
на
основании
приве
-
денной
системы
алгебраических
и
дифференциальных
уравнений
,
приведена
на
рис
.
И
.5.
Для
расчёта
зависимости
β
= f(S, R)
использована
программа
HARAD
(
см
.
приложение
Е
).
В
программе
READ
рассчитываются
также
уравнения
,
позволяющие
полу
-
чить
интегральные
и
энергетические
показатели
системы
электропривода
:
–
мощность
на
валу
рабочего
органа
M
1
= M
p
*
ω
2
;
–
угол
между
напряжением
и
током
ϕ
1
= arctg(x
Σ
/ r
Σ
);
–
активная
мощность
,
потребляемая
из
сети
: P
1
= 3*U
1
н
*I
1
*cos
ϕ
1
;
–
КПД
системы
η
=
М
1
/
Р
1
;
125
–
реактивная
мощность
из
сети
Q
1
= 3* U
1
н
*I
1
*sin
ϕ
1
;
–
механическая
энергия
на
валу
рабочего
органа
A = A + M
1
*h;
–
активная
энергия
из
сети
P = P + P
1
*h;
–
реактивная
энергия
из
сети
Q = Q + Q
1
*h;
–
квадрат
тока
статора
за
время
работы
на
участке
I
1
кв
t
=
∫
I
1
²*dt = I
1
кв
t
+ I
1
²*h;
–
квадрат
тока
ротора
за
время
работы
на
участке
I
2
кв
t
=
∫
I
2
²*dt = I
2
кв
t
+ I
2
²*h.
Параметры
электропривода
,
номинальные
данные
двигателя
,
начальные
условия
для
расчёта
вводятся
в
программу
READ
в
диалоговом
режиме
в
абсолютных
единицах
.
Перечень
вводимых
данных
с
указанием
их
обозначений
и
размерности
приведён
в
табл
.
И
.7.
Пояснение
к
табл
.
И
.7.
1…4.
Номинальные
данные
двигателя
,
принимаются
за
базовые
значения
при
дальнейших
расчётах
.
5, 6, 8, 9.
Невыключаемые
активные
и
индуктивные
сопротивления
фазных
обмоток
статора
и
ротора
;
сопротивления
роторных
обмоток
должны
быть
приве
-
дены
к
цепи
статора
.
7.
Индуктивное
сопротивление
контура
намагничивания
рассчитывается
по
формулам
Приложения
Е
с
использованием
14.21
для
расчета
номинального
значения
тока
холостого
хода
I
µ
н
.
10.
М
с
рассчитан
в
таблице
12.1,
вводится
с
учётом
режима
работы
(
пуск
,
торможение
)
и
характера
(
активный
,
реактивный
).
11 –
η
п
–
коэффициент
полезного
действия
передачи
(
редуктора
),
вводит
-
ся
в
о
.
е
..
12.
Расчёт
М
х
смотри
в
разделе
14.
13.
Значение
Т
э
должно
быть
рассчитано
для
естественной
характеристики
по
формулам
17.18.
Изменение
Т
э
при
работе
на
искусственных
характеристиках
выполняется
программой
расчёта
.