Робота електропривода з постійною швидкістю - раздел Образование, ЕЛЕКТРОПРИВОД Необхідність Підтримання Постійної Швидкості Виконавчого Органа Робочої Маши...
Необхідність підтримання постійної швидкості виконавчого органа робочої машини при зміні навантаження є вимогою багатьох технологічних процесів, для яких якість продукції чи продуктивність значною мірою залежать від стабільності швидкості. Прикладами таких робочих машин можуть бути автоматизовані лінії з нанесення різного роду покриття на вироби, фарбування, сушіння, намотування стрічкових виробів у рулони, механічної обробки виробів із великою площею та ін.
Як приклад розглянемо роботу схеми асинхронного електропривода для автоматичної стабілізації швидкості зміною напруги живлення двигуна (рис. 5.13).
Ж'ивлення схеми відбувається від трифазної мережі змінного струму.
Функцію електродвигунового пристрою в цьому електроприводі виконує трифазний асинхронний двигун із короткозамкненим ротором М.
Електрична схема має такі основні складові частини:
РН — регулятор напруги. Його завдання — автоматично змінювати напругу, що подається на двигун М, відповідно до зміни навантаження двигуна. На вхід РН подається незмінна трифазна напруга (U1 = const), а на виході має місце змінна трифазна напруга (U1 = var), величина якої зумовлена величиною сигналу Uпк ;
BR - тахогенератор, який виробляє електричний сигнал Uтг пропорційний до швидкості обертання ротора двигуна;
С - суматор, який виконує такі функції: на один із його входів подається електричний сигнал завдання Uз, величина якого зумовлює ту швидкість (п = const) двигуна, яку необхідно підтримувати постійною при зміні навантаження. На другий вхід подається сигнал Uтг , що відповідає дійсній швидкості двигуна. У суматорі відбувається порівняння цих сигналів, і на виході його маємо сигнал:
Uс = Uз - Uтг ;
П - підсилювач, що підсилює сигнал Uс до певної величини Uп , достатньої для керування роботою наступної складової частини - ПК;
ПК - пристрій керування, виробляє сигнал Uпк, який своєю дією на РН зумовлює необхідну зміну сигналу U1 = var.
Схема працює таким чином. Якщо електропривод діє в сталому режимі, скажімо з моментом навантаження М2, то його робочою точкою на механічній характеристиці буде точка 2, яка відповідає частоті обертання п = const, обумовленій відповідним значенням Uз При цьому Uс = Uз - Uтг =0.
При зменшенні навантаження до значення М3 і за відсутності системи автоматичного регулювання швидкості робочою точкою була б точка 2а. Швидкість двигуна в такому разі зросла б до значення ,. Але завдяки системі автоматичного регулювання цього не відбувається. Із початком зростання швидкості обертання двигуна збільшується і сигнал Uтг. При цьому на виході суматора з'являється сигнал Uс, який посилюється підсилювачем, а пристрій керування виробляє такий сигнал Uпк , під дією якого регулятор напруги так змінює сигнал U1 = var, що робочою точкою буде точка 3, а це, у свою чергу, забезпечує підтримання стабільної швидкості електропривода п = const.
Ця схема автоматично забезпечує стабільність швидкості електропривода при зміні моменту навантаження в діапазоні від Мmin до Мmax
Контрольні питання
1. За яких умов можливий запуск електропривода?
2. Чим зумовлені вимоги до пускових струмів електродвигунів?
3. На що впливає час пуску електропривода?
4. Які шляхи подолання проблеми пуску електропривода ви знаєте?
5. Які переваги та недоліки має прямий пуск?
6. Дайте порівняльний аналіз способів пуску переключенням із «зірки» на «трикутник» та з допомогою автотрансформатора.
7. Які переваги та недоліки має гальмування на вибіг?
8. Як здійснюється динамічне гальмування?
9. Які недоліки та переваги гальмування противключенням?
10. Як можна регулювати швидкість електропривода з асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором?
11. Чому швидкість асинхронного двигуна з фазним ротором регулюють на практиці лише зміною величини опору в колі обмотки ротора?
12. Як можна регулювати швидкість електропривода із синхронним двигуном?
13. Чому електропривод із двигуном постійного струму забезпечує найкращі можливості для регулювання швидкості?
14. Що таке реверс електропривода? Яким чином він здійснюється?
Розділ 6
Електропривод робочих машин для переміщення рідин і газів
До цієї групи робочих машин належать насоси, вентилятори, компресори, димососи, кондиціонери, холодильні установки та ін. Кожний вид робочих машин цієї групи має свої особливості, але вони мають також багато спільного, що дозволяє розглядати роботу їхніх електроприводів комплексно.
Все темы данного раздела:
Основні терміни і визначення
Електропривод — електромеханічна система, яка складається з перетворювального, електродвигунового, передавального та керуючого пристроїв і призначена для приведення в рух вик
Основні види електроприводів
Груповий електропривод - електропривод, що забезпечує рух виконавчих органів кількох робочих машин чи кількох виконавчих органів однієї робочої машини.
Індивідуальний електропри
Види електричних схем електропривода
Для пояснення роботи електропривода використовують електричні схеми різних типів.
Структурна схема визначає основні функціональні складові частини електропривода, їх призначення і
Приведення моментів і сил
Механічна частина електропривода (рис. 1.4а) більшості робочих машин становить собою доволі складний кінематичний ланцюг з великою кількістю частин, які рухаються поступово чи обертово, мають різ
Механічні характеристики робочих механізмів
Для правильного проектування та економічної експлуатації електропривода важливе значення має узгодження механічних характеристик робочого механізму та електродвигуна.
Залежність мі
Механічні характеристики електродвигунів
Механічною характеристикою електродвигуна називають залежність швидкості обертання вала двигуна від електромагнітного обертового моменту
𝜔 = f(M). Для більшості вид
Умови роботи електропривода в усталеному режимі
Головною ознакою роботи електропривода в усталеному режимі є сталість швидкості руху електродвигуна і виконавчого органа робочої машини. Це можливо лише за умови рівності приведеного до вала еле
Рівняння руху електропривода
Крім розглянутих у попередньому параграфі умов усталеного режиму роботи електропривода, актуальними є також умови роботи електропривода в перехідних режимах.
Перехідним режимом
Основні визначення і класифікація
Електричний апарат - пристрій, що належить до складу електропривода і призначений для виконання таких функцій:
- комутація електричних кіл;
- пуск, гальмування та реверс е
Електричні контакти
Електричними контактами називають складові частини електричного апарата, виготовлені з провідникового матеріалу, які можуть контактувати один з одним і забезпечувати проходження ними електр
Пристрій дугогасіння
При комутації електричними контактами електричних кіл під навантаженням між ними може виникати електрична дуга - електричний розряд у газах, який супроводжується великим виділенням тепла, що
Привод електричних апаратів
Привод - це складова частина електричного апарата, яка призначена для приведення в дію рухомих контактів та утримання їх у замкненому чи розімкненому стані з нерухомими контактами.
Основні характеристики і параметри електромагнітного привода
Тягова характеристика - це залежність тягової сили електромагніта від величини зазору: РТ = f (δ).
Графік цієї залежності подано на рис. 2.7. Найменше значе
Контрольні питання
1. Як класифікують електричні апарати за призначенням?
2. У чому полягає різниця між замикаючими та розмикаючими контактами?
3. Від яких параметрів залежить величина зазору та пр
Контактори
Контактори - двопозиційні електричні апарати дистанційної дії, призначені для частого вмикання та вимикання силових електричних кіл під навантаженням. Сучасні конструкції контакторів витри
Реле проміжні
Реле проміжні - це двопозиційні електричні апарати, що призначені для частих комутацій електричних кіл з малими струмами. Вони використовуються в схемах керуючого пристрою електроприводу дл
Реле часу
Реле часу - призначені для забезпечення необхідної затримки в часі від моменту появи сигналу на вмикання/вимикання до моменту замикання/розмикання контактів. Таке їх призначення зумовлене
Запобіжники плавкі
Запобіжники плавкі - це електричні апарати захисту від струмів короткого замикання і тривалих перевантажень по струму. Їх назва пов'язана з основним елементом цих електричних апаратів - в
Реле теплові
Реле теплові призначені для захисту від тривалих перевантажень по струму. Головною складовою частиною таких реле є біметалева пластина 1 (рис. 3.9), яка складається з двох пластин, виготовл
Реле струму
Реле струму - це електричні апарати захисту від недопустимих значень струмів в електричних колах. Суттєвою відміною їх від розглянутих вище електричних апаратів захисту є те, що вони спра
Реле напруги
Реле напруги - це електричні апарати захисту від недопустимих значень напруг на окремих споживачах або на окремих ділянках електричних кіл. Реле напруги мають такі самі складові частини, щ
Мікроперемикачі
Мікроперемикачі - це електричні апарати захисту, які не допускають роботи електропривода робочих машин з порушенням правил безпеки їх експлуатації, наприклад, при незачинених захисних кожух
Кіницеві вимикачі
Кінцеві вимикачі - це електричні апарати захисту, які обмежують переміщення рухомих частин електропривода робочих машин, а при досягненні останніми граничних положень зумовлюють гальмуван
Рубильники
Рубильники - комутаційні електричні апарати, що призначені для нечастих (до шести вмикань/вимикань за годину) силових і допоміжних електричних кіл змінного струму напругою до 660 В і часто
Пакетні вимикачі
Пакетні вимикачі - це багатоступеневі електричні апарати з ручним приводом, які призначені для нечастих комутацій як у силових, так і в допоміжних електричних колах напругою до 380 В змінно
Тумблери
Тумблери - це дво- або трипозиційні електричні апарати з ручним приводом, призначені для переключень у допоміжних електричних колах змінного струму напругою до 380 В та постійного струму на
Кнопки керування і кнопкові станції
Кнопки керування - це двопозиційні електричні апарати з ручним приводом та із самоповерненням. Вони призначені для дистанційного управління роботою контакторів та магнітних пускачів, а тако
Комбіновані електричні апарати
Комбіновані електричні апарати виконують кілька функцій, наприклад, комутації та захисту, пускорегулювання та захисту та ін.
До таких електричних апаратів можна віднести: автомати
Магнітні пускачі
Магнітні пускачі - це комбіновані електричні апарати, які взагалі можуть виконувати всі або кілька з таких функцій:
- дистанційне керування роботою асинхронних двигунів (вмикання, в
Короткочасний режим роботи
Короткочасним режимом (S2) називають режим роботи, за якого час роботи (tp) під постійним навантаженням (Р) чергується з часом
Повторно-короткочасні режими роботи
Повторно-короткочасним, називають режим роботи, за якого час роботи (tp) під постійним навантаженням (Р) чергується з часом пауз (tп).
Переміжні режими роботи
Переміжними називають режими роботи, за яких час роботи при відповідних навантаженнях і частоті обертання чергується з відрізками часу роботи на холостому ході, або реверсом
Вибір виду електродвигуна
В основі вибору виду електродвигуна лежить принцип економічності, суть якого полягає в тому, що електродвигун по можливості має бути простим за конструкцією, легким в експлуатації, надійни
Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором
Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором (рис. 4.9) набули найбільшого поширення в електроприводах робочих машин. Доцільним є їх використання в складі такого електропривода, де:
- не
Асинхронні двигуни з фазним ротором
Асинхронні двигуни з фазним ротором (рис. 4.10) найбільш доцільно використовувати в складі такого електропривода, де:
· потрібно в широкому діапазоні регулювати швидкість робочого орган
Синхронні двигуни
Синхронні двигуни (рис. 4.11) найбільш доцільно використовувати в складі такого електропривода, де:
- потрібна стабільна частота обертання при зміні навантаження від 0 до
Двигуни постійного струму
Двигуни постійного струму (рис. 4.12) використовуються переважно в електроприводах тих робочих машин, де потрібне глибоке регулювання частоти обертання.
До переваг двигунів постійн
Вибір номінальної напруги
Від напруги живлення залежить величина струму, що споживається електродвигуном. Зі збільшенням напруги, як правило, пропорційно зменшується сила струму при незмінній потужності, а це дозволяє зме
Вибір номінальної швидкості
При виборі номінальної швидкості необхідно враховувати два суперечливі фактори:
1. Електродвигуни з більшою номінальною швидкістю мають менші габарити, масу та вартість. Як видно із табл.
Вплив кліматичних факторів навколишнього середовиша
Для електродвигунів, залежно від їх кліматичного виконання, використовують такі позначення: У - для макрокліматичних районів з помірним кліматом, УХЛ - з холодним кліматом, Т - з тропічним
Ступінь захисту
Під поняттям ступінь захисту електродвигуна розуміють захист обслуговуючого персоналу від дотикання до частин, які знаходяться під напругою, або до частин, які обертаютьс
Вибір електродвигуна за потужністю
Завдання вибору електродвигуна за потужністю є дуже важливим, оскільки від правильності вибору за цим параметром значною мірою залежать надійність роботи всього електроприводу і його енергетичні
Методи розрахунку необхідної потужності електродвигуна
При розрахунку необхідної потужності електродвигуна для електропривода, що працює зі змінними навантаженнями, найбільш поширеними є два методи: метод середніх втрат і метод еквівалентних величин.
Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимі S1
Вважають, що електродвигун у складі електропривода працює в режимі S1, якщо тривалість роботи його під навантаженням перевищує (3-4) Тн, де Тн - постійна часу
Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимі S2
При виборі двигуна для роботи в режимі S2 також можливі два випадки: робота з постійним і змінним навантаженням за час циклу.
При постійному навантаженні двигун вибирають за умовою
Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимі S3
При виборі електродвигуна в режимі S3 рекомендується дотримуватись такої послідовності:
за діаграмою навантаження визначається дійсне значення тривалості циклу 10 хв;
розр
Вибір електродвигуна і перевірка правильності вибору при роботі в режимах S4 - S8
При виборі електродвигуна для режимів роботи S4 - S8 слід брати до уваги, що значну частину сумарних втрат складають втрати під час перехідних процесів, точно врахувати які можна лише для конкретн
Варіант 1
. 1. Обґрунтування вибору виду електродвигуна.
За умовою задачі регулювати швидкість немає потреби, тому вибираємо асинхронний двигун із короткозамкненим ротором основного виконання
Варіант 2
. 1. Обгрунтування вибору виду електродвигуна.
Вибираємо асинхронний двигун з короткозамкненим
ротором, що призначений для роботи в режимі S3 зі стандартним значення ТВ =
Спрошений спосіб вибору електродвигуна
Для електроприводів деяких робочих механізмів (компресорів, вентиляторів, насосів, транспортерів, металорізальних верстатів та ін.), які працюють у режимі роботи S1, особливо на перших стадіях пр
Контрольні питання
1. Які завдання вирішують при виборі електродвигуна для робочої машини?
2. Чим відрізняється тривалий режим роботи від короткочасного?
3. Для яких режимів роботи використовують
Вимоги до пускового моменту електродвигуна
Моменти опору значної частини робочих машин на час пуску (Мсп) дорівнюють або близькі до їх номінальних значень. У деякої частини робочих машин пускові моменти опору значно перев
Вимоги до пускових струмів
З усіх видів електродвигунів лише конструкція асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором дозволяє значне збільшення пускового струму по відношенню до номінального (Іп = (5
Вимоги до часу пуску
При вирішенні цього питання слід брати до уваги кілька суперечливих факторів.
По-перше, зменшення часу пуску ( ) дозволяє збільшити швидкодію та продуктивність електропривода.
По-
Шляхи вирішення проблем пуску
У кожному конкретному випадку, внаслідок особливостей механічних характеристик робочого механізму і електродвигуна, існує кілька шляхів вирішення цієї проблеми. Враховуючи велику різноманітність
Гальмування на вибіг
Для пояснення цього способу гальмування звернемось до рис. 5.2. На початку гальмування вимикають комутаційний апарат S. Припинення подачі напруги на обмотки статора двигуна М зумовлює зникн
Гальмування противмиканням
При цьому способі гальмування (рис. 5.6) на час гальмування змінюється чергування двох фаз напруги, що подається на обмотки статора.
Під ча
Регулювання швидкості електропривода з асинхронним двигуном із короткозамкненим ротором
Частота обертання ротора п (об/хв) асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором визначається за формулою:
n = (5.3)
де f1 - частота напруги живл
Регулювання швидкості електропривода з асинхронним двигуном із фазним ротором
Частота обертання ротора асинхронного двигуна з фазним ротором визначається також за формулою (5.3). Для цього виду двигунів регулювати швидкість можна тими ж способами, що були описані в п. 5.3.1
Двигуном
Частота обертання ротора синхронного двигуна визначається за формулою:
n = (5.4)
Отже, регулювати швидкість синхронного двигуна можна двома способами: зміною кількості па
Регулювання швидкості електропривода з двигуном постійного струму
Це питання розглянемо на прикладі двигуна постійного струму з незалежним збудженням (рис. 5.11), частота обертання якоря п (об/хв) якого визначається за формулою:
n = (5.5)
Реверс електропривода
Під реверсом розуміють зміну напрямку руху. В електроприводах робочих машин використовують як механічні, так і електричні способи реверсу виконавчого органа. У цьому розділі розгляне
Особливості роботи робочих машин для переміщення рідин і газів
Робочим механізмам даної групи притаманний тривалий режим роботи (S1) з нечастими пусками. Реверс тут не застосовується. Залежно від механізмів призначення, потужності та характеру технологічного
Спеціальні електричні апарати для автоматичного керування роботою компресорів
Крім електричних апаратів загального призначення, що були розглянуті в розділі 2, в електричних схемах автоматичного керування роботою компресорів також використовуються спеціальні апарати. Забезпе
Спеціальні електричні апарати для автоматичного керування роботою насосів
До найважливіших параметрів, які підлягають контролю та регулюванню в системах транспортування рідин, належать рівень рідини в резервуарі, наявність потоку (струменя) рідини в трубопроводі, тиск рі
Основні правила креслення та опису роботи принципових електричних схем
Принципові електричні схеми складаються з окремих елементів, якими можуть бути як цілі вироби (резистори, конденсатори, котушки індуктивності, лампи та ін.), так і окремі складові частини
Насоса з використанням електродного реле рівня рідини
Джерелом живлення для силової частини схеми є мережа постійного струму напругою 110 В, а для схеми керування - однофазна мережа змінного синусоїдального струму напругою 220 В (рис. 6.11).
Новости и инфо для студентов