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: 195

Скачиваний: 2

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

Если изменения скоростей До)г равны на всех ступе­ нях, то Дсог = со0„/;г и

ДW.= J ^ ,

(10-45)

где со0)г — максимальная скорость холостого хода двига­ теля., соответствующая последней ступени.

Практически рассматриваемый способ пуска может быть реализован, например на асинхронном многоскоростном двигателе с переключением числа пар полюсов. Так, двух­

скоростной

двигатель

при

 

 

 

пуске

включают

вначале

на

 

 

 

низкую скорость со02,

а при

 

 

 

скорости, близкой к со02, пе-

 

 

 

реключают на высокую ско­

 

 

 

рость ю01 (рис. 10-10). Если

 

 

 

со0] =

2со02,

 

то

 

согласно

 

 

 

(10-45) потери при ступенча­

 

 

 

том пуске составляют:

 

 

 

 

 

 

дРЕп=4

/

^

,

 

 

 

 

 

т. е. половину от потерь при

 

 

 

прямом пуске

на

высокую

 

 

 

скорость.

 

 

потери

и

 

 

 

Сокращаются

 

 

 

при

ступенчатом

 

торможе­

Рпс. 10-10. Ступенчатый пуск

нии. При этом двигатель сна­

и

торможепие

асппхронного

чала переводят на механиче­

 

двухскоростного двигателя.

скую характеристику с боль­

 

 

генераторное

шим числом полюсов,

чем

осуществляется

торможение

с

отдачей

энергии

в сеть, а

затем умень­

шением числа полюсов

и сменой чередования фаз на дви­

гателе переводят его в режим торможения противовключе-

иием (рис.

10-10). При этом в соответствии

с (10-426)

потери при ступенчатом торможении составят:

 

т

т=

2

’

 

 

т. е. также половину от потерь при торможении противовключением в одну ступень.

Для двухдвигательного привода постоянного тока имеется возможность осуществлять ступенчатый пуск и торможение переключением якорей с последовательного соединения на параллельное. В этом случае на якоре

493

каждого двигателя изменяется вдвое напряжение, а значит,

исоответствующая ему скорость холостого хода.

Впереходных процессах под нагрузкой динамический момент привода, а значит, и время переходных процессов зависят от момента сопротивления. Так как при пуске под нагрузкой время разгона двигателя увеличивается, то возрастут и потери энергии по сравнению с таковыми при пуске вхолостую. Напротив, при торможении с момен­ том сопротивления на валу двигателя время переходного процесса и потери энергии окажутся меньшими, чем при

Рпс. 10-11. Определение среднепускового момента при прямом (а) н прп ступенчатом пуске асинхронного двпгателя (б).

торможении вхолостую. Потери энергии в переходных процессах под нагрузкой можно определить в общем случае интегрированием по времени квадрата тока в сило­ вых обмотках двигателей.

Для двигателей постоянного тока с независимым возбуждением и асинхронных двигателей потери электро­ энергии в переходных процессах при М с = const можно приближенно определить, если за время переходного про­ цесса момент двигателя изменяется в небольших пределах. Тогда

г®нач

■Ш = ^ М co0s dt = jj

м —Щ ®°s ds’

 

0

8кон

 

 

Приняв в данном случае М та М ср « const в пределах

от sHa4 До «кон (рис.

10-11), получим послетштегрирования

 

1 т

<*» - * - ) •

(1(И6>

494

10-4. ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — ДВИГАТЕЛЬ

Система управляемый вентильный преобразователь — двигатель (рис. 8-23) относится к регулируемому электро­ приводу. Переходные процессы осуществляются путем плавного изменения питающего напряжения для двигате­ лей .постоянного тока. Для асинхронных двигателей при

частотном

способе

управления

 

одновременно

с напряжением

 

изменяется и частота. При плав­

 

ном изменении

величин U и /

 

источник

задает

накопителю

 

энергетический уровень со0 не

 

скачком, а постепенно. При

 

этом разница между скоростью

 

ш0, задаваемой источником и

 

скоростью со, приобретаемой ро­

 

тором, оказывается меньшей,

 

чем при скачкообразном измене­

 

нии со0. Следовательно, умень­

 

шаются и

потери.

В пределе,

 

если М с =

0 и задающая ско­

 

рость ы0 изменяется неограни­

Рпс. 10-12. Графики изме­

ченно

медленно,

то

скорость

ротора двигателя успевает пол­

нения скорости (я) п момен­

та (6) двигателя в системе

ностью следовать за ней. Энер­

УП—Д при пуске вхоло­

гия,

отдаваемая

источником,

стую.

будет

целиком

расходоваться

 

иа кинетическую

энергию ротора. Потери энергии при

этом отсутствуют.

В

другом крайнем случае, когда со0

изменяется неограниченно быстро, т. е. источник задает необходимую угловую скорость скачком, якорь или ротор не успевают мгновенно приобрести заданный уро­ вень кинетической энергии. Часть энергии, отдаваемой источником, расходуется в виде потерь. Отставание скорости двигателя от заданной будет в данном слу­ чае наибольшим, что вызывает и наибольшие потери

энергии.

потери энергии при пу­

Рассмотрим, как зависят

ске в системе УП—Д от темпа, линейного

нарастания

во времени величины со0,

задаваемого

преобразова-

. телем.

 

 

495

На рис. 10-12

показаны зависимости от

времени со0,

(о и М при пуске

вхолостую. В соответствии с (8-75) —

(8-77) для интервала времени 0 <; t

< tn

 

 

 

(Oq='Ёat)

 

 

 

co = eni - 7 ,M8n( l - e

M =

/e n(l -

e r «);

для последующего интервала времени t >

tn

 

co„ -

const =

coо н »

 

 

CO= (con-

coOH) e

“ rf co0H;

 

M = M ne

Потери энергии в якорной цепи двигателя постоянного тока независимого возбуждения или роторной цепи асинх­ ронного двигателя на всем интервале времени пуска с учетом (10-36) и (10-38) определяются следующим образом:

П

 

Ш а= § М (со0- со) dt + J

Sl =

t \2

t \2

? « Тш\ 1 - е *») dt + J ^ f \ l - e

-

После интегрирования и преобразований получим:

 

 

(10-47)

или

 

 

т а= м п \ £ — i + e

т«

(10-48)

м

 

 

Параметр

 

 

а " = 2 й ) \ А - 1 + е

г " )

(10-49)

 

меньше единицы и характеризует уменьшение потерь по сравнению с прямым пуском, когда напряжение и частота задаются скачком. Зависимость ап от ta/TM представлена

496

на рис. 10-13. В большинстве практических случаев время пуска tn системы УП—Д, задаваемое преобразователем, примерно в 5—10 раз превышает механическую постоянную времени электропривода Т±м, При этом

а,

^П_

1

'

(10-50)

Г„

 

 

 

 

и потери энергии снижаются примерно в 3—5 раз по сравне­ нию .с потерями при пуске с неизменным напряжением.

Для привода переменного тока с преобразователем частоты суммарные потери в роторной и статорной цепях

АИ^д = / ^

а „ 1 +

ЙХ

(10-51)

 

 

'Щ

 

где Rx — результирующее

активное

сопротивление фазы

статорной цепи системы УП—Д.

 

 

Потери энергии для процессов торможения и реверса при линейном снижении со„ определяются, как и для пуска

в соответствии

с (10-47).

 

 

 

 

Действительно, при тор­

—

 

 

 

можении и реверсе график

1,0

 

 

 

изменения момента, а зна­

0,8

 

 

 

чит, и тока отличается от

0,6

 

 

 

такового при пуске только

0,4

 

 

 

знаком. Т,емп изменения о,г

 

 

in/'Тм

момента и его максималь­

 

 

 

ное значение определяются

0 1 2 8

4 5

6 7 8

9 10

в переходных

процессах

Рпс. 10-13.

Коэффициент

умень­

вхолостую только механи­

шения потерь при пуске в системе

ческой постоянной времени

УП—Д постоянного тока по

привода и ускорением, за­

сравнению с прямым пуском дви­

даваемым преобразовате­

гателя

при

U = . const.

лем. Следовательно, при

 

 

 

 

одном и том же еп потери энергии при торможении равны потерям при пуске. При реверсе время tп в 2 раза больше, чем при пуске, при одном и том же ускорении и потери энергии в соответствии с (10-47) возрастают в

 

 

t„

Л__1

 

—8-

in

1 — е

2

 

 

■раз,

1 —-

1 —е

т. е. больше чем в 2

раза.

497

Смотрите также файлы