Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 261

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

одного из двигателей может поворачиваться. Эту систему принято

называть

асинхронным электроприводом

с

поворотным

статором.

 

 

 

 

Ее

принципиальная

схема

 

 

 

 

представлена на рис. 5-56, а.

 

 

 

 

Валы

двигателей

АД1

и

 

 

 

 

АД2 одинаковой мощности

 

 

 

 

жестко связаны друг с дру­

 

 

 

 

гом. Оба дпнгателя полу­

 

 

 

 

чают питание от одной и

 

 

 

 

той же трехфазпой сети пе­

 

 

 

 

ременного тока, а их рото­

 

 

 

 

ры

 

включены

последова­

 

 

 

 

тельно друг с другом. В

 

 

 

 

цепи

роторов

включены

 

 

 

 

также

добавочные

сопро­

 

 

"2п

Яг 1хг

тивления Л2П. Такой

схеме

Jx2

Яг

соединения

двигателей

со­

(V

 

 

 

ответствует

схема

замеще­

 

 

 

ния,

 

показанная

на

рис.

ft

 

 

 

5-56, б. Один из двигателей,

0-

 

 

 

в данном случае АД 1, уста­

 

6)

 

навливается, как обычно,

 

 

 

на

 

фундаменте.

 

Его

вал

Рис. 5-56. Принципиальная схема (я)

имеет два конца, с помощью

которых он жестко соеди­

и схема замещения цепи роторов (о)

няется

с производственным

системы

асинхронного

двухдвпга-

механизмом

 

ц

с

другим

тельного

электропривода

с поворот­

двигателем. Другой двига­

 

ным статором.

 

тель устанавливается на по­

БД, Р — вспомогательный двигатель и ре­

воротной платформе, пово­

дуктор привода

механизма

поворота ста­

рот

которой осуществляет­

 

тора

двигателя АДг.

ся

вспомогательным

двиra­

 

 

 

 

телем БД.

анализа

работы

 

 

 

 

 

 

Для

 

 

 

 

рассматриваемой

схемы

об­

 

 

 

 

ратимся к анализу

положе­

 

 

 

 

ния

катушек

одноименных

 

 

 

 

фаз

ротора

 

относительно

 

 

 

 

полей каждого из двигате­

 

 

 

 

лей. На рис. 5-57, а оси ка­

 

 

 

 

тушек

обмоток

одноимен­

 

 

 

 

ных фаз ротора совпадают.

 

 

 

 

Их

 

взаимное расположение

 

 

 

 

никогда не меняется, так

 

 

 

 

как валы двигателей свя­

 

 

 

 

заны между собой жестко.

 

 

 

 

Векторы

магнитных

полей

 

 

 

 

двигателей

могут

переме­

 

 

 

 

щаться друг

относительно

 

 

 

 

друга при повороте статора

Рпс. 5-57. Диаграмма положения ка­

второго двигателя

В част­

тушек роторов (о) п векторная диа­

ности, при повороте статора

грамма (6) двухдвигательного аснн-

АД2

против

направления

хроппого электропривода

с поворот-

вращения поля па угол

6 Пр

 

пым статором.

вектор э.

д.

 

с.,

наводимой

2 83

в роторе этого двигателя, повернется в сторону отставания на угол 0 — рв пр относительно вектора э. д. с. АД1. Соответствующая этому случаю векторная диаграмма показана на рис. 5-57, б. Под действием суммы э. д. с. роторов обоих двигателей в их цепи про­ ходит ток

Щ1,+ Е?

ЕД + Е

(5-64)

2/?2+

~г12ж2Х

2Z,

 

где Z„ — R2 -)-.772П/2 -f- jx2s.

 

 

двигателям АД1

Для определения моментов, развиваемых

н АД2, следует определить активные составляющие тока относитель­ но векторов Ё\Д и Ё'.?'. Если принять за основной вектор Ё'„" = C2Ks, то в соответствии с векторной диаграммой на рис. 5-57, б Е'Д = = Z?2t<se- -?0. Отсюда после некоторых преобразований, аналогичных

тем, которые проводились

прп

выводе (3-9) п (3-10),

получим:

/ а . = Ц

“

( 1 +

соз 0 ---- —* sin 0 V

(5-65)

 

А

\

SH.II

/

 

Аналогичным образом можно получить:

 

 

7га= /2а'2 СХ( 1 + cos 9+ ^

sin6) ’

(5-66)

 

где

7?2+ ^2n/2

+ 7?оп/2

 

SK.II

 

х\2

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда моменты, развиваемые двигателями, равны [см. (3-11)]:

^ад1

М\\. сх / 1 -(-cos 0---- — sin 0

 

 

2

 

'?К.и

 

(5-67)

 

М и.с\

( 1 4-cos 0 4-—

 

■ Л^адг

sin 0

 

 

2

\

sK.lt

 

 

Учитывая, что момент, развиваемый электроприводом, равен

сумме моментов обоих двигателей,

в соответствии с (5-67) находим:

М = Л/,чд1 +

М адг—М и. сх (l+ c o s 0) =

2Л/К (1 + cos 0)

(5-68)

®/®к.н-]-*к.и/®

 

Из полученного выражения видно, что прп нзменеппн угла 0 рассогласования положения статоров изменяется максимальный

момёнт электропривода

 

■Л7макс= ^к.и.сх (l-)-cos 0)-

(5-09)

Отсюда впдпо, что прп повороте двигателя АД2 достигается тот же эффект, что и при изменении напряжения в однодвигательном асинхронном электроприводе.

Механические характеристики для рассматриваемой системы электропривода показаны на рис. 5-58. При согласованном положе­ нии роторов, когда 0 = 0 , система асинхронного электропривода с поворотным статором пмеет такую же механическую характерис­ тику, как обычный двухдвпгательпый электропривод с двумя

10 М. Г. ЧиЛИКИН

289

одинаковыми двигателями. При 0 = л а. д. с. роторов обоих двига­ телей направлены навстречу друг другу, вследствие чего ток в цени роторов отсутствует и двигателине развивают момента. Соответст­ вующая атому случаю механическая характеристика вырождается в ось ординат. При 0 = л/2 асинхронный электропривод с поворотпым статором эквивалентен одному из двигателей при работе ого в нормальпой схеме включения и при наличии в фазах обмотки ротора дополнительного сопротивления, равного /?.,п/2.

Допустимый момент в рассматриваемой системе регулирования скорости определяется так же, как п для других систем с регулиро­ ванием напряжения асинхронного дпнгатоля. Учитывая, что п дан­ ном случае речь идет о двух-

ш

двигательном

электроприводе,

Ест е ст в е н н а я

в соответствии с

(4-15) можно

записать:

 

 

 

 

 

 

■

4/доп =

2Й/ц.9|[. ц/S,

 

где М и — поминальный момент

 

одного

двигателя;

 

 

•9ц

= .9,

/7-2 -{- /ЛД2

 

 

и.е-

И,

 

Из приведенного выраже­

Гнс. 5-58. Механические харак­

ния видно, что введение в цепь

роторов асинхронных двигате­

теристики асинхронного двухдвн-

лей добавочного

сопротивле­

гательного электропривода с по­

ния /?.,п нозполяст увеличить

воротным статором.

допустимый момент при сни­

 

жении угловой скорости и тем

самым .увеличить диапазон регулирования.

Это объясняется том,

что при введении /?.,п часть потерь скольжения выделяется вне двигателей АД1 и АД2.

Одним из недостатков рассматриваемой системы является сложность осуществления питания двигателя с поворотным статором. Оно может быть выполнено гибким кабелем пли с помощью скользя­ щего токосъемника. В этой связи следует подчеркнуть, что рассогла­ сованию 0 соответствует в р раз меньший пространственный угол поворота статора, что несколько облегчает условия работы токоподвода в случае многополюсных двигателей.

Следует также обратить внимание на относительно сложную конструкцию механизма поворота статора АД2. Привод этого меха­ низма должен содержать самотормозящуюся передачу с большим передаточным отношением. Ото позволяет отключат!, ВД (см. рис. 5-56) на периоды, когда 0 = const, и, кроме того, уменьшить мощ­ ность ВД. Момент, передаваемый статором АД2 па поворотную плат­ форму, является моментом реакции опоры и, следовательно, равен моменту этого двигателя. Отсюда мощпость па валу ВД

 

 

 

-^ада^сте И'Лтда^п. д

 

 

 

■*в.д—

%

—

Ill'll!

 

где

М,адг

момент,

развиваемый АД2;

и вала ВД;

. соСТ2г

шв. д —

угловые

скорости

статора АД2

;п, i]n — передаточное отношение и к. и. д.

передачи при­

 

 

вода механизма

поворота.

 

290

Из приведенного соотношения видно, что с цолыо уменьшения Р н д необходимо увеличить значение £„ и ли , что то же самое, снизить

величину Последнее же ведет к относительно медленному изме­ нению б , а значит, к снижению быстродействия при регулировании скорости.

Система асинхронного олектроиривода с поворотным статором применяется для механизмов с вентиляторной нагрузкой.

5-6. РЕГУЛИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ С ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ

Регулирование напряжения на зажимах двигателя можно осуществить также импульсным методом, когда двигатель периодически подключается к источнику пита­ ния и отключается от него. При этом в тот период, когда

Рис. 5-59. Принципиальная (а) и эквивалент­ ная (б) схемы системы импульсный регулятор напряжения — двигатель постоянного тока неза­ висимого возбуждения.

двигатель подключей к источнику питания, происходит передача энергии от источника к электроприводу, которая главным образом передается через вал двигателя произ­ водственному механизму, а часть ее запасается в виде кинетической и электромагнитной энергии; в период же отключения электропривод продолжает работать за счет запасенной энергии.

Принципиальная схема системы импульсный регуля­ тор напряжения — двигатель постоянного тока незави­ симого возбуждения (ИРН—Д) показана на рис. 5-59, а, а эквивалентная ей схема — на рис. 5-59, б. В этой сис­ теме якорь двигателя с помощью коммутирующего ключа периодически подключается к источнику постоянного тока, напряжение которого неизменно. В перпод включен­ ного состояния ключа ток якоря г„ равен току г'с, посту­

пающему от источника питания через ключ К,

так как

10*

291

включенный параллельно якорю диод Д в этом случае закрыт в результате подачи на его анод отрицательного напряжения источника питания'. После размыкания К под действием э. д. с. са­ моиндукции в цепи якоря

 

продолжает

проходить

 

ток, замыкаясь через диод

 

Д,

т.

е.

в

этот

период

 

1п — ^д*

 

 

 

 

 

На рис. 5-60 показаны

 

диаграммы изменения на­

 

пряжения

 

на

зажимах

 

двигателя ияв и токов яко­

 

ря двигателя г„ (t), по­

 

требляемого

из

сети ги (t)

 

и в дподе

г'д (t).

Диаграм­

 

мы построены при усло­

Рис. 5-60. Диаграммы изменения

вии, что коммутация клю­

ча

осуществляется

мгно­

напряжения на якоре двигателя

венно,

т.

е.

цепи

источ­

(я) н токов якоря (б), потребляе­

мого из сети (в) н в шунтирую­

ника питания и диода не

щем якорь диоде (г).

обладают индуктивностью.

 

При

 

указанном

условии

для рассматриваемой системы электропривода могут быть записаны следующие уравнения:

для периода замкнутого состояния ключа К

 

Uc — АФцМ! -)- RHini +

Ln

;

(5-70а)

Мг = /сФ„1„1;

 

 

(5-71а)

 

 

 

(5-72а)

для периода разомкнутого состояния ключа К

 

0 — ^'Фиы2 ~Ь КДп2 Ч~ La ^

,

(5-706)

М.2= /ьФ„гп,;

 

 

(5-716)

М-, — М с =

,

 

(5-726)

где М с и / — соответственно момент

статической на­

грузки на валу двигателя и момент инерции системы элек­ тропривода.

При записи этих уравнений принято, что источник пи­ тания обладает свойствами источника напряжения, т. е.

292

Смотрите также файлы