Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Выбор системы электропривода и его структурная схема
Регулирование скорости, пуск и торможение двигателя осуществляется с помощью резисторов, включенных в якорную цепь выбранного двигателя. Таким образом, на данном этапе работы выбирается схема питания двигателя от сети с реостатным регулированием скорости, с реостатным пуском в 2 - 3 ступени (в крайнем случае – 4) и с реостатным же торможением противовключением. Количество пусковых и тормозных ступеней резисторов определяется из расчета статических характеристик электропривода. В данной работе пуск осуществляется в три ступени, торможение противовключением. Проектируемый электропривод совместно с заданным производственным механизмом образует единую электромеханическую систему. Электрическая часть этой системы состоит из электромеханического преобразователя энергии постоянного или переменного тока и системы управления (энергетической и информационной). Механическая часть электромеханической системы включает в себя все связанные движущиеся массы привода и механизма. В качестве основного представления механической части принимаем двухмассовую расчетную механическую систему (рисунок 3), частным случаем которой при пренебрежении упругостью механических связей является жесткое приведенное механическое звено электропривода.
Рисунок 3 - Двухмассовая механическая система
Здесь и – приведенные к валу двигателя моменты инерции двух масс электропривода, связанных упругой связью, и – скорости вращения этих масс, – жесткость упругой механической связи. В результате анализа электромеханических свойств различных двигателей установлено, что при определенных условиях механические характеристики этих двигателей описываются идентичными уравнениями. Поэтому при этих условиях аналогичны и основные электромеханические свойства двигателей, что позволяет описывать динамику электромеханических систем одними и теми же уравнениями. Вышесказанное справедливо для двигателей с независимым возбуждением, двигателей с последовательным и смешанным возбуждением при линеаризации их механических характеристик в окрестности точки статического равновесия и для асинхронного двигателя с фазным ротором при линеаризации рабочего участка его механической характеристики. Таким образом, применив одни и те же обозначения для трех типов двигателей, получим систему дифференциальных уравнений, описывающих динамику линеаризованной электромеханической системы:
где и – части общей нагрузки электропривода, приложенные к первой и второй массам, – момент упругого взаимодействия между движущимися массами системы, – модуль статической жесткости механической характеристики, – электромагнитная постоянная времени электромеханического преобразователя.
Структурная схема, соответствующая вышеизложенным уравнениям, представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Структурная схема
Система дифференциальных уравнений и структурная схема (рисунок 4) правильно отражает основные закономерности, свойственные реальным нелинейным электромеханическим системам в режимах допустимых отклонений от статического состояния.
8. Расчет и построение естественных механической и электромеханической характеристик выбранного электродвигателя
На рисунке 5 приведены электромеханическая и механическая характеристики асинхронного двигателя. Расчет этих характеристик проводится по известным из литературы выражениям:
,
,
,
,
,
, где – приведенный к статорной обмотке ток ротора, – номинальное фазное напряжение двигателя, – критический момент, – критическое скольжение, – индуктивное сопротивление короткого замыкания, , – активное и индуктивное сопротивления статорной обмотки, , – приведенные активное и индуктивное сопротивления роторной обмотки, – текущее значение скольжения. Приведенные сопротивления ротора определяются с помощью коэффициента трансформации сопротивлений КR:
, где , – активное и индуктивное сопротивления роторной обмотки.
Для расчета характеристик необходимо также определить координаты точек идеального холостого хода, номинального режима и критической. Скорость идеального холостого хода (синхронная скорость) определяется по выражению:
, ,
где f1 – частота питающей сети; р – число пар полюсов двигателя. Если число пар полюсов неизвестно, скорость идеального холостого хода определяется как ближайшая большая к номинальной скорости из ряда синхронных скоростей. Скорость на естественной характеристике ω определяется по выражению:
ω = ω 0 (1 - )
Номинальное скольжение равно:
.
Итак, подставив в вышеизложенные выражения значения определим их.
Рассчитаем номинальную точку:
,
Далее, задаваясь значениями скольжения от 0 до 1, по вышенаписанным выражениям определим ; и ω, значения которых сводятся в таблицу 2: Таблица 2
По данным заполненной таблицы строятся электромеханическая и механическая характеристики двигателя (рисунок 5 и 6).
|