Материал: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

режим работы двигателя. Из принятого положительного направления движения следует, что, за исключением осей координат, любая точка квадрантов I и III, где знаки скорости и момента одинаковы, соответствует работе, совершаемой двигателем (У1Гсо > 0). Двигатель при этом преобразует электрическую энергию в механическую. Наоборот, точки квадрантов II и IV, где знаки скорости п момента различны, относятся к потреблению двигателем


механической энергии (М со <			0). В этом случае двигатель
			преобразует механическую
	‘ ш		энергию в электрическую.
			Электрическая машина
Ген ерат орн ы й.	Д вигат ельный.	'	как	электромеханический
р е н и е м :	р е ж и м :		преобразователь может ра
	М со> 0
, М ш < 0			ботать только в одном из
( M < 0 j (о > 0 )	( М > 0 ; ш > 0 )
			двух режимов: двигатель
Ж	I	М}	ном,	когда		электрическая
0	Ж		энергия		преобразуется				в
ш			механическую,				или	в	ге
Д в и га т е л ь н ы й	Генерат орный
			нераторном — при					обрат
р е ж и м :	р е ж и м :
М ы > 0	Мш<0		ном преобразовании энер
( М < 0 ;( о < 0 )	(м > о ;ш < о )		гии. В двигательном ре
			жиме электрическая маши
			на	развивает			движущий
Рис. 1-9. Области двигательного			момент,		а	в	генератор
и генераторного режимов электро			ном — тормозной момент.
привода в плоскости ш, М.			В отличие от двнгатель-
			пого	геператорных				режи

мов может быть несколько .в зависимости от того, как ис пользуется преобразованная электрическая энергия.

Генераторные режимы энергетически классифици руются следующим образом.

1. Генераторный режим с отдачей энергии в сеть режим рекуперативного торможения. В этом случае пре образованная электрическая энергия за вычетом потерь отдается машиной в сеть. Баланс мощностей выражается следующим образом:

Рм = Ра + ЬР,	(1-40)
где Рм — механическая мощность па	валу двигателя;

Рэ — электрическая мощность, поступающая в сеть; ДР — результирующая мощность потерь в силовых

цепях двигателя.

Переход из двигательного режима в режим рекупера тивного торможения возможен при повышении скорости двигателя сверх скорости идеального холостого хода, когда М = 0. Факт получения тормозного момента в дви гателе с одновременной отдачей им энергии в сеть позво ляет считать данный режим торможения как экономичный.

2. Режим торможения противовключепием. В этом случае электрическая машина потребляет как механиче скую энергию с вала, так и электрическую энергию из сети. Суммарная энергия расходуется в силовых цепях двигателя, т. е.

РМ+ РЭ= АР.

(1-41)

Этот режим характеризуется большими электрическими потерями.

3. Режим динамического торможения. В этом случае на потери в силовой цепи двигателя расходуется только преобразованная электрическая энергия. Энергию из сети машина не получает, т. е.

РМ= АР.

(1-42)

Для осуществления данного режима двигатель обычно отключают от сети и в его силовую цепь вводят дополни тельное сопротивлепие. В отдельных случаях электриче ская машина, подключенная к питающей сети, может тем не менее не обмениваться с ней активной мощностью, а потреблять механическую мощность с вала и преобразо вывать ее в потери, т. е. также работать в режиме динами ческого торможения.

Выражения (1-40)—(1-42) учитывают мощности и потери только на пути электромеханического преобразования энергии. Потери, связанные с созданием магнитного потока мапшпы, не включены в балансы мощностей. На рис. 1-10 показаны возможные энергетические режимы двигателя. Граничные режимы, отделяющие двигательные режимы от генераторных, соответствуют определенным точкам на координатных осях (рис. 1-9). Там, где М — 0 прп со =^= 0, имеет место так называемый идеальный холостой ход двигателя. Чтобы машина могла работать в данном ре жиме, требуется к ее валу подвести небольшую мощность, компенсирующую механические потери и дополнительные

потери вне силовых цепей. При	ю = 0 и М =4= 0 имеет
место так называемый режим	короткого замыкания.

В этом случае механическая мощность равна нулю, а по-

2* 35

Граничные режимы:

требляемая из сети электрическая энергия полностью расходуется на потери.

На рнс. 1-11 показаны механические характеристики двигателей Переменного и постоянного тока, а на рис. 1-12


	приведены		механичес
	кие характеристики не
Двигательный, режим	которых механизмов.
	Для	оценки формы
р > о ; р э > о	механической			характе
	ристики вводится поня
Генераторные режимы:	тие ее	жесткости. Под
	жесткостью		характери

Рекуперативное тормо	стики	подразумевают
жение (параллельно	производную			момента
с сетью)			т.
Р < 0 ; Р3 <0	по скорости,			е.

Р=<Ш/с/со. (1-43)

Торможение противо -

включением ( последова тельно с сетью)

Р< о ; Рэ >0

Ди н а м и ч еск о е торможение

Р< 0 ; Р3= 0

Графически жест кость определяется как тангенс угла наклона между осью скоростей' и касательной к данной точке механической ха рактеристики (рис. 1-13):

P = -? tg Y . (1-44)

т(й

Режим короткого замы	где т м и та — масштабы
кания (к .з )	соответственно				момен
(ш=0)
Р = о ; Р3 >0	та	и скорости,			I I •м/мм
	н рад/с-мм.

	ся	Угол у	отсчитывает
Режим идеального		по часовой			стрелке
холостого х о д а ( х .х )	от оси скоростей до ка-
(М=0)	сательпой.			Жесткость
	характеристик механиз
Рис. 1-10. Энергетические диаграм	мов будем отличать до
мы режимов работы двигателя.	полнительно			индексом
	«с», т. е. рс.			двигателей
Механические характеристики различных
п механизмов существенно различаются по жесткости:
для синхронных двигателей	0 =	оо;	0;
для асинхронных двигателей	(3 =	var

для двигателей постоянного тока с независимый! воз буждением р = const <; 0;

для двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением р = var <; 0;

Рис. 1-11. Механические характеристики двига

телей переменного	(а) и постоянного (б) тока.
для центробежного	вентилятора или насоса рс =
= var > 0 ;

для подъемной лебедки рс = 0.

Установившийся режим электропривода, характеризуе мый неизменными моментом и угловой скоростью двига-

kсо

мс

.а-)

Рнс. 1-12. Механические характеристики механизмов с мо ментом, не зависящим от скорости (а), зависящим от знака скорости (б), зависящим от знака н величины скорости (в).

теля, можно рассматривать как состояние равновесия системы относительно координаты со. Как и всякое состоя ние равновесия, установившийся режим можёт быть устойчивым и неустойчивым. Критерием устойчивости механических систем с одной степенью свободы является условие возникновения'динамического усилия при выве-

дении системы из состояния равновесия, возвращающего систему в исходное положение. Другими словами, знак возникающего динамического усилия должен быть противоположен знаку прираще ния координаты, характери зующей выведение системы из состояния равновесия

Рис. 1-13. Графическое оп		Рпс. 1-14. Определение ус
ределение	жесткости меха	тойчивости установившего
нической	характеристики	ся режима по механическим
двигателя.		характеристикам двигателя
		и механизма.

(рис. 1-14). Применительно к электроприводу можно ска зать, что необходимым и достаточным условием устойчи вости установившегося режима является противополож-

Рис. 1-15. Примеры установившихся режимов электро привода с моментами сопротивления, зависящими (а)

и не зависящими (б) от скорости.

ность знаков у приращения скорости, характеризующего выведение электропривода из равновесия, и у возникаю щего при этом динамического момента, т. е.

•Мдиы/Дсо 0.

(1-45)

Так как в окрестности точки установившегося режима при малых приращениях Асо механические характери стики могут быть приняты линейными, то

AM - р Дсо и АМс= рс Дсо.

Следовательно,

ЛГД1Ш= А М -А М с = (Р-рс)Асо.

(1-46)

Тогда в соответствии с (1-46) условие устойчивости представляется в другой форме

Р — Рс < 0 или Р < рс.

(1-47)

На основании полученных условий устойчивости точки 1, 2 и 3 иа рис. 1-15 относятся к устойчивой работе при вода, а точка 4 — к неустойчивой работе.

1-6. УПРУГОЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ ЗВЕНО

В предыдущих параграфах рассматривалась механиче ская часть электропривода без зазоров с абсолютно жест кими иедеформируемыми элементами. Такая механическая часть приводится к простейшей одномассовой модели, показанной на рис. 1-3. Однако в действительности все элементы механических звеньев, находящиеся под воздей ствием усилий и момента, деформируются. Более того, без деформаций физически немыслим сам факт передачи усилий и моментов от двигателя к рабочему органу произ водственной машины. Согласно закону Гука возникаю щие в упругом элементе усилия Fy или моменты М у пропорциональны соответственно линейным (АГ) или угло вым (Дер) деформациям:

Fy = C AZ;	(1-48)
Му = С Дер.	(1-49)

Коэффициент пропорциональности С носит название коэффициента жесткости. Для упругого стержня, напри мер, при его. растяжении или сжатии

С = SE/l, Н/м, .

(1-50)

где I — длина стержня, м;

S — площадь поперечного сечения, м2;

Е — модуль упругости растяжения и сжатия, Па.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/125972

Смотрите также:







Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии