Sažetak predavanja iz discipline „Automatizirani električni pogon. Asinkroni električni pogon promjenjive frekvencije - kolegij predavanja Automatizirani električni pogon kolegij predavanja

U tutorialu na koji vam se obraća pozornost, vodič će se usredotočiti na osnove električnog pogona i njegov najperspektivniji oblik - asinkroni frekvencijski kontrolirani električni pogon. Priručnik je namijenjen radnicima koji se bave promocijom složenih električnih proizvoda na tržištu, a to su automatizirani električni pogoni i studentima elektrotehničkih smjerova.

Predavač: Oniščenko Georgij Borisovič. Doktor tehničkih znanosti, prof. Redoviti član Akademije elektrotehničkih znanosti Ruske Federacije.

Serija video predavanja pokriva sljedeće teme:

1. Funkcije i struktura automatiziranog elektromotornog pogona.

2. Opće karakteristike podesivog električnog pogona.

3. Princip rada asinkronog motora.

4. Frekvencijska regulacija brzine asinkronog motora.

5. Poluvodički uređaji kontrolirani snagom.

6. Strukturni dijagram frekventnog pretvarača.

7. Autonomni pretvarač napona. Princip pulsno-širinske modulacije.

8. Ispravljač i istosmjerna veza kao dio frekventnog pretvarača.

9. Strukturni dijagrami regulacije frekventno upravljanog elektropogona.

10. Značajke visokonaponskih frekvencijskih pretvarača.

11. Područja primjene frekventno upravljanog elektropogona.

Razmatranje ovih pitanja omogućit će vam da dobijete prilično potpunu sliku sastava, principa rada, dizajna kruga, tehničkih karakteristika i područja primjene frekventno kontroliranog asinkronog električnog pogona.

Predavanje 1. Funkcije i struktura automatiziranog elektromotornog pogona

Ciljevi prvog predavanja su dati predodžbu o ulozi i važnosti automatiziranog elektromotornog pogona u suvremenoj industrijskoj proizvodnji i elektroenergetskom sustavu zemlje.

Predavanje 2. Podesivi električni pogon - glavna vrsta modernog elektromotornog pogona

Razmatraju se opća pitanja vezana uz stvaranje i korištenje podesivih električnih pogona.

Predavanje 3. Princip rada asinkronog elektromotora

Značajke dizajna i glavne karakteristike najčešćih električnih strojeva - asinkronih motora. Ovi motori se široko koriste u industriji, poljoprivredi, komunalnim djelatnostima i drugim područjima. Raspon snage proizvedenih asinkronih motora vrlo je širok - od stotina vata do nekoliko tisuća kilovata, ali princip rada ovih strojeva je isti za sve veličine i modifikacije.

Predavanje 4

Najučinkovitiji način kontrole brzine indukcijskog motora je promjena frekvencije i amplitude trofaznog napona koji se primjenjuje na namote asinkronog motora. Posljednjih godina ova metoda upravljanja dobila je najširu primjenu za elektropogone različite namjene, kako niskonaponske napona do 400 V, tako i visokonaponske pogone velike snage napona 6,0 i 10,0 kV.

U ovom se dijelu ocrtavaju principi upravljanja brzinom motora promjenom frekvencije ulaznog napona, daju se mogući algoritmi za promjenu ne samo frekvencije, već i amplitude napona, te analiziraju karakteristike pogona dobivene metodom upravljanja frekvencijom.

Predavanje 5. Princip rada i struktura frekventnog pretvarača

Stvaranje i masovna proizvodnja potpuno kontroliranih energetskih poluvodičkih uređaja revolucionarno je utjecala na razvoj mnogih vrsta električne opreme, prvenstveno na električni pogon. Novi poluvodički uređaji koji se mogu u potpunosti kontrolirati uključuju bipolarne tranzistore s izoliranim vratima (IGBT) i kombinirane tiristore. Na temelju njih postalo je moguće stvoriti frekventne pretvarače za napajanje izmjeničnih motora i glatku regulaciju njihove brzine vrtnje. U ovom dijelu razmatraju se karakteristike novih energetskih poluvodičkih uređaja i daju se njihovi parametri.

Predavanje 6. Skalarni sustavi upravljanja motorima

Za električne pogone koji rade s ograničenim rasponom regulacije brzine i u slučajevima kada nije potrebna velika brzina i točnost upravljanja, koriste se jednostavniji skalarni sustavi upravljanja, o kojima se govori u ovom odjeljku.

Modul br. 7 "Vektorsko upravljanje frekventno upravljanim električnim pogonima"

Vektorsko upravljanje asinkronim motorom temelji se na prilično složenim algoritmima koji odražavaju prikaz elektromagnetskih procesa u motoru u vektorskom obliku. U ovom ćemo predavanju pokušati predstaviti osnove vektorskog upravljanja na donekle pojednostavljen način, izbjegavajući složene matematičke proračune.

Uskoro će biti nastavak!

prijepis

1 A.V. Romanov ELEKTRIČNI POGON Tečaj predavanja Voronjež 006 0

2 Voronješko državno tehničko sveučilište A.V. Romanov ELEKTRIČNI POGON Odobren od strane Uredničkog i izdavačkog vijeća Sveučilišta kao udžbenik Voronjež 006 1

3 UDK 6-83(075.8) Romanov A.V. Električni pogon: Tečaj predavanja. Voronjež: Voronjež. država tech. un-t, s. Kolegij predavanja obrađuje pitanja izgradnje elektromotornih pogona istosmjerne i izmjenične struje, analizu elektromehaničkih i mehaničkih karakteristika električnih strojeva, principe upravljanja u elektromotornom pogonu. Publikacija je usklađena sa zahtjevima Državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja smjera "Elektrotehnika, elektromehanika i elektrotehnologija". Kolegij predavanja namijenjen je studentima druge godine smjera "Elektropogon i automatizacija industrijskih instalacija i tehnoloških kompleksa" redovitog obrazovanja na temelju srednjeg strukovnog obrazovanja. Publikacija je namijenjena studentima tehničkih specijalnosti, diplomiranim studentima i stručnjacima koji se bave razvojem električnih pogona. Tab. 3. Ill. 7. Bibliografija: 6 naslova. Znanstveni urednik tech. znanosti, prof. Yu.M. Frolov Recenzenti: Odjel za automatizaciju tehnoloških procesa, Voronješko državno sveučilište za arhitekturu i građevinarstvo (voditelj odjela, doktor tehničkih znanosti, prof. VD Volkov); dr. teh. znanosti, prof. A.I. Shiyanov Romanov A.V., 006 Dizajn. GOUVPO "Voroneško državno tehničko sveučilište", 006

4 UVOD Električni pogon (ED) ima važnu ulogu u provedbi zadataka povećanja produktivnosti rada u različitim sektorima nacionalnog gospodarstva, automatizaciji i složenoj mehanizaciji proizvodnih procesa. Oko 70% proizvedene električne energije pretvara se u mehaničku energiju pomoću elektromotora (EM) koji pokreću različite strojeve i mehanizme. Suvremeni električni pogon odlikuje se širokom paletom upravljačkih sredstava koja se koriste od konvencionalne opreme za prebacivanje do računala, velikim rasponom snage motora, rasponom regulacije brzine do 10 000:1 ili više, te upotrebom i niske brzine i ultra-brzi električni motori. Električni pogon je jedinstveni elektromehanički sustav čiji se električni dio sastoji od elektromotora, pretvarača, upravljačkih i informacijskih uređaja, a mehanički dio uključuje sve pripadajuće pokretne mase pogona i mehanizma. Široko uvođenje elektromotornog pogona u sve industrije i sve veći zahtjevi za statičkim i dinamičkim karakteristikama elektromotornih pogona postavljaju sve veće zahtjeve za stručno osposobljavanje stručnjaka iz područja elektropogona. Valja napomenuti da s obzirom da se redovitim studentima na temelju srednje specijalističke nastave nastavnim planom i programom daje minimalan broj studijskih sati za ovladavanje specijalnosti, napredak u stručnom znanju uvelike ovisi o samostalnom radu studenata. Konkretno, na kraju ovog izdanja nalazi se bibliografski popis znanstvene i tehničke literature preporučene za proučavanje uz predložene bilješke s predavanja. Osim toga, uz nastavu, puštena je i laboratorijska radionica o elektropogonu koja se bavi problematikom eksperimentalnih istraživanja 3

5 električnih pogona istosmjerne i izmjenične struje. Za uspješnije usvajanje discipline studentima se preporuča da unaprijed prouče tekst predavanja i sadržaj laboratorijskog rada. Državni obrazovni standard visokog stručnog obrazovanja Ruske Federacije regulira sljedeće obvezne teme za tečaj osposobljavanja u disciplini "Električni pogon". IZVOD iz Državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja državnih zahtjeva za minimalni sadržaj i stupanj izobrazbe ovlaštenog inženjera smjera "Elektrotehnika, elektromehanika i elektrotehnologija", smjer "Elektropogon i automatizacija industrijskih instalacija i Tehnologija". Kompleksi" OPD.F. 09. "Električni pogon" Električni pogon kao sustav; blok dijagram električnog pogona; mehanički dio energetskog kanala električnog pogona; fizikalni procesi u električnim pogonima s istosmjernim strojevima, asinkronim i sinkronim strojevima; električni dio energetskog kanala električnog pogona; principi upravljanja u električnom pogonu; elementarna baza informacijskog kanala; sinteza struktura i parametara informacijskog kanala; elementi dizajna električnog pogona. Materijal ovog kolegija predavanja u potpunosti je u skladu s ovom temom. 4

6 PREDAVANJE 1 POVIJEST RAZVOJA ELEKTROPOGONA KAO GRANE ZNANOSTI I TEHNOLOGIJE Pitanja koja se obrađuju u predavanju. 1. Kratka povijesna pozadina razvoja izmjeničnih i istosmjernih električnih pogona Radovi domaćih i stranih znanstvenika. 3. Uloga električnog pogona u nacionalnom gospodarstvu. 4. Struktura i glavni elementi suvremenog automatiziranog elektromotornog pogona. Električni pogon je relativno mlada grana znanosti i tehnologije, s nešto više od stoljeća od praktične primjene. Za nastanak EP-a zaslužan je rad mnogih domaćih i stranih znanstvenika u elektrotehnici. Ova sjajna serija uključuje imena tako istaknutih znanstvenika kao što su Danac H. Erested, koji je pokazao mogućnost interakcije između magnetskog polja i vodiča sa strujom (180), Francuz A. Ampère, koji je tu interakciju matematički formalizirao u istom 180, Englez M. Faraday, izgradio je 181. eksperimentalnu instalaciju koja je dokazala mogućnost gradnje elektromotora. Riječ je o domaćim akademicima B.S. Jacobi i E.H. Lenz, koji je prvi uspio stvoriti elektromotor istosmjerne struje 1834. godine. Rad B.S. Jacobi na stvaranju motora stekao je široku svjetsku slavu, a mnoga kasnija djela na ovom području bila su varijacija ili razvoj njegovih ideja, na primjer, 1837. godine Amerikanac Davenport sagradio je svoj elektromotor s jednostavnijim komutatorom. Godine 1838. B.S. Jacobi je poboljšao dizajn ED-a, uvodeći u njega gotovo sve elemente modernog električnog stroja. Ovaj elektromotor, snage 1 KS, služio je za pogon čamca, koji se, s 1 putnikom, kretao brzinom do 5 km/h protiv struje He-5.

7 ti. Stoga se 1838. smatra godinom rođenja električnog pogona. Već na ovom prvom, još nesavršenom modelu električnog pogona, otkrivene su njegove vrlo značajne prednosti u usporedbi s parnim mehanizmima koji su prevladavali u to vrijeme - nepostojanje parnog kotla, zaliha goriva i vode, t.j. znatno bolje pokazatelje težine i veličine. Međutim, nesavršenost prvog ED-a, i što je najvažnije, neekonomičan izvor električne energije galvanske baterije, koji je razvio Talijan L. Galvani (), bili su razlog da rad B.S. Jacobi i njegovi sljedbenici nisu odmah dobili praktičnu primjenu. Bio je potreban jednostavan, pouzdan i ekonomičan izvor električne energije. I izlaz je pronađen. Davne 1833. godine akademik E.Kh. Lenz je otkrio princip reverzibilnosti električnih strojeva, koji je kasnije kombinirao razvoj motora i generatora. A 1870. godine zaposlenik francuske tvrtke "Alliance" Z. Gramm stvorio je industrijski tip istosmjernog električnog generatora, koji je dao novi poticaj razvoju električnog pogona i njegovom uvođenju u industriju. Evo nekoliko primjera. Naš sunarodnjak inženjer elektrotehnike V.N. Chikolev () stvara 1879. EP za lučne svjetiljke, električne pogone za šivaći stroj (188) i ventilator (1886), koji su nagrađeni zlatnim medaljama na sveruskim izložbama. U mornarici je uvedena električna struja istosmjerne struje: dizalo za streljivo na bojnom brodu "Sisoi Veliki" (), prvi kormilarski uređaj na bojnom brodu "1 apostol" (199). Godine 1895. A.V. Šubin je razvio sustav "injektor-motor" za upravljanje, koji je kasnije ugrađen na bojne brodove "Princ Suvorov", "Slava" i dr. značajan broj istosmjernih motora. 6

8 Postoje slučajevi korištenja električnog pogona u gradskom prometu, tramvajskim linijama u gradovima Kijevu, Kazanju i Nižnjem Novgorodu (189) i nešto kasnije u Moskvi (1903) i Sankt Peterburgu (1907). Međutim, zabilježeni uspjesi su skromni. Godine 1890. električni pogon činio je samo 5% ukupne snage korištenih mehanizama. Nastalo praktično iskustvo zahtijevalo je analizu, sistematizaciju i izradu teorijskog okvira za naknadno praćenje razvoja EP-a. Ogromnu ulogu ovdje je odigrao znanstveni rad našeg sunarodnjaka, najvećeg inženjera elektrotehnike D.A. Lachinov (), objavljen 1880. u časopisu "Električnost" pod naslovom "Elektromehanički rad", koji je postavio prve temelje znanosti o električnom pogonu. DA. Lachinov je uvjerljivo dokazao prednosti električne distribucije mehaničke energije, prvi put dao izraz za mehaničke karakteristike istosmjernog motora sa serijskom pobudom, dao je klasifikaciju električnih strojeva prema načinu uzbude, te razmotrio uvjete za napajanje motora iz generatora. Stoga se 1880. godina, godina objavljivanja znanstvenog djela "Elektromehanički rad", smatra godinom rođenja znanosti o električnom pogonu. Uz DC električni pogon, uđite u život i AC pogon. 1841. Englez C. Whitson sagradio je jednofazni sinkroni elektromotor. Ali nije našao praktičnu primjenu zbog poteškoća tijekom lansiranja. Godine 1876. P.N. Yablochkov () razvio je nekoliko dizajna sinkronih generatora za napajanje svijeća koje je izumio, a također je izumio transformator. Sljedeći korak na putu do AC EP bilo je otkriće 1888. Talijana G. Ferrarisa i Jugoslavena N. Tesle fenomena rotacijskog magnetskog polja, što je označilo početak projektiranja višefaznih elektromotora. Ferrari i Tesla 7

9, razvijeno je nekoliko modela dvofaznih AC motora. Međutim, dvofazna struja u Europi nije široko korištena. Razlog tome bio je razvoj ruskog inženjera elektrotehnike M.O. Dolivo-Dobrovolsky () 1889. za napredniji trofazni sustav izmjenične struje. Iste 1889. 8. ožujka patentirao je asinkroni elektromotor s kaveznim rotorom (AD kratki spoj), a nešto kasnije i s faznim rotorom. Već 1891. godine na izložbi elektrotehnike u Frankfurtu na Majni M.O. Dolivo-Dobrovolsky demonstrirao je asinkrone elektromotore snage 0,1 kW (ventilator); 1,5 kW (DC generator) i 75 kW (pumpa). Dolivo-Dobrovolsky je također razvio 3-fazni sinkroni generator i 3-fazni transformator, čiji dizajn ostaje praktički nepromijenjen u našem vremenu. Marcel Despres je 1881. godine potkrijepio mogućnost prijenosa električne energije na daljinu, a 188. godine izgrađen je prvi dalekovod duljine 57 km i snage 3 kW. Kao rezultat navedenih radova, otklonjene su posljednje temeljne tehničke prepreke širenju prijenosa električne energije i stvoren je najpouzdaniji, najjednostavniji i najjeftiniji elektromotor koji trenutno uživa izuzetnu distribuciju. Više od 50% sve električne energije pretvara se u mehaničku snagu pomoću najmasovnijeg električnog pogona baziranog na kratkom spoju AD. Prvi 3-fazni AC EP u Rusiji instalirani su 1893. godine u Šepetovki i u tvornici Kolomensky, gdje je do 1895. godine instalirano 09 elektromotora ukupne snage 1507 kW. Pa ipak, tempo uvođenja električnog pogona u industriju ostao je nizak zbog zaostalosti Rusije u području proizvodnje električne energije 8

10 (.5% svjetske proizvodnje) i proizvodnje električne energije (15. mjesto u svijetu) čak i za vrijeme procvata carske Rusije (1913). Nakon pobjede Velike listopadske revolucije 190. godine, postavlja se pitanje radikalne reorganizacije cjelokupnog narodnog gospodarstva. Izrađen je plan GOELRO (državni plan za elektrifikaciju Rusije) koji predviđa stvaranje 30 termo i hidroelektrana ukupnog kapaciteta 1 milijun 750 tisuća kW (do 1935. pušteno je u rad oko 4,5 milijuna kW). Radeći na planu GOELRO, V.I. Lenjin je primijetio da "električni pogon najpouzdanije osigurava svaku brzinu i automatsko povezivanje operacija u najopsežnijem polju rada." Zašto se toliko pažnje posvećivalo električnom pogonu i elektrifikaciji? Očito je da je električni pogon energetska osnova za obavljanje mehaničkog rada i automatizaciju proizvodnih procesa s visokom učinkovitošću, dok elektromotor stvara sve uvjete za visokoproduktivan rad. Evo jednostavnog primjera. Poznato je da tijekom radnog dana jedna osoba može proizvesti oko 1 kW / h uz pomoć mišićne energije, čija je cijena proizvodnje (uvjetno) 1 kopeck. U visoko elektrificiranim industrijama instalirana snaga elektromotora po radniku iznosi 4-5 kW (ovaj pokazatelj naziva se električna snaga rada). Uz osmosatni radni dan dobivamo potrošnju od 3-40 kW/h. To znači da radnik upravlja mehanizmima čiji je rad po smjeni ekvivalentan radu 3-40 ljudi. Još veća učinkovitost EP-a uočena je u rudarskoj industriji. Na primjer, na hodajućem bageru tipa ESH-15/15, koji ima strelicu od 15 metara i kantu kapaciteta 15 kubičnih metara, snaga jednog asinkronog motora je 8 MW. U valjaonicama 9

11 Instalirana snaga ED je veća od 60 MW, a brzina kotrljanja je 16 km/h. Zato je bilo toliko važno osigurati široko uvođenje električnog pogona u nacionalno gospodarstvo. Kvantitativno, to karakterizira koeficijent elektrifikacije jednak omjeru snage elektromotora i snage svih ugrađenih motora, uključujući i neelektrične. Dinamiku rasta koeficijenta elektrifikacije u Rusiji možemo pratiti u tablici 1.1 Vrijednost koeficijenta elektrifikacije, % godišnje, o vodećim svjetskim silama. Trenutno je EP zauzeo dominantnu poziciju u nacionalnom gospodarstvu i troši oko jedne trećine ukupne električne energije proizvedene u zemlji (oko 1,5 bilijuna kW/h). Dakle, što je električni pogon? Prema GOST R, električni pogon je elektromehanički sustav koji se u općem slučaju sastoji od međusobno povezanih pretvarača snage, elektromehaničkih i mehaničkih pretvarača, upravljačkih i informacijskih uređaja i uređaja sučelja s vanjskim električnim, mehaničkim, upravljačkim i informacijskim sustavima, dizajniranih za postavljanje u pokretu izvršna tijela (IO) radni stroj 10

12 Električna mreža Pretvorni uređaj Elektromotorni uređaj Upravljački informacijski uređaj Prijenosni uređaj Radni stroj Izvršno tijelo električni priključak mehanički priključak Ova definicija je ilustrirana na sl. Dešifrirajmo komponente. Pretvarač (pretvarač električne energije) je električni uređaj koji pretvara električnu energiju s vrijednostima jednog parametra i/ili pokazateljima kvalitete u električnu energiju s drugim vrijednostima parametara i/ili pokazateljima kvalitete. (Imajte na umu da se parametri mogu pretvoriti prema vrsti struje, naponu, frekvenciji, broju faza, fazi napona, prema GOST 18311). Pretvarači se klasificiraju po struji (jednosmjerna i izmjenična), kao i prema elementarnoj bazi tiristorskih i tranzistorskih pretvarača. jedanaest

13 Elektromotorni uređaj (elektromehanički pretvarač) je električni uređaj namijenjen pretvaranju električne energije u mehaničku energiju ili mehaničke energije u električnu energiju. Elektromotori koji se koriste u elektromotoru mogu biti izmjenične i istosmjerne struje. Po snazi ​​se električni strojevi mogu uvjetno podijeliti na: mikrostrojeve do 0,6 kW. strojevi male snage do 100 kW. strojevi srednje snage do 1000 kW. velike snage preko 1000 kW. Po brzini vrtnje: mala brzina do 500 o/min. srednja brzina do 1500 o/min. velike brzine do 3000 o/min. ultra velike brzine do o/min. Prema nazivnom naponu razlikuju se niskonaponski motori (do 1000 V) i visokonaponski motori (iznad 1000 V). Uređaj za upravljanje informacijama. Upravljački uređaj je dizajniran za generiranje upravljačkih radnji u električnom pogonu i predstavlja skup međusobno funkcionalno povezanih elektromagnetskih, elektromehaničkih, poluvodičkih elemenata. U najjednostavnijem slučaju, kontrolni uređaj se može svesti na konvencionalni prekidač koji uključuje ED u mreži. Visokoprecizni ED sadrže mikroprocesore i računala u upravljačkom uređaju. Informacijski uređaj namijenjen je za primanje, pretvaranje, pohranjivanje, distribuciju i izdavanje informacija o varijablama elektromotornog pogona, tehnološkom procesu i pripadajućim sustavima za korištenje u sustavu upravljanja elektropogonom i vanjskim informacijskim sustavima. Prijenosni uređaj sastoji se od mehaničkog prijenosa i uređaja za sučelje. Mehanički prijenos je mehanički pretvarač dizajniran za prijenos 1

14 chi mehaničke energije od ED do izvršnog tijela radnog stroja i koordinacije vrste i brzine njihova kretanja. Uređaj sučelja je skup električnih i mehaničkih elemenata koji osiguravaju međusobnu interakciju električnog pogona sa susjednim sustavima i pojedinačnim dijelovima električnog pogona. Kao prijenosni uređaj mogu djelovati reduktori, klinasti i lančani pogoni, elektromagnetske klizne spojke itd. Radni stroj je stroj koji mijenja oblik, svojstva, stanje i položaj predmeta rada. Izvršno tijelo radnog stroja je pokretni element radnog stroja koji obavlja tehnološku operaciju. Ove definicije potrebno je dopuniti. Sustav upravljanja električnim pogonom je skup upravljačko-informacijskih uređaja i uređaja ED sučelja namijenjenih upravljanju elektromehaničkom pretvorbom energije kako bi se osiguralo određeno kretanje izvršnog tijela radnog stroja. Upravljački sustav električnog pogona je upravljački sustav više razine izvan električnog pogona koji daje informacije potrebne za funkcioniranje električnog pogona. 13

15 PREDAVANJE ELEKTROPOGON GLAVNI ELEMENT SUSTAVA SLOŽENE MEHANIZACIJE I AUTOMATIZACIJE TEHNOLOŠKIH PROCESA U PROIZVODNJI STROJEVA Pitanja koja se razmatraju u predavanju. 1. Strukturna evolucija električnih pogona Različite vrste električnih pogona koji se koriste u industriji i poljoprivredi. 3. Glavni trendovi u razvoju električnih pogona. 4. Struktura EP-a sa stajališta "Teorije električnog pogona". Tijekom godina svog postojanja, električni pogon je doživio temeljne promjene. Prije svega, poboljšane su metode prijenosa mehaničke energije s motora na radne strojeve. Primjerice, kod nas je prije početka prvog petogodišnjeg plana (198.) grupni elektropogon „elektropogon s jednim elektromotorom koji osigurava kretanje izvršnih tijela više radnih strojeva ili više IO jednog radni stroj" dominirao, ali je do kraja prve petogodišnje (193) povučen iz industrije . Slika.1 prikazuje funkcionalni dijagram grupnog elektropogona poduzeća. Posebnost ove sheme je u mehaničkoj raspodjeli energije u cijelom poduzeću i, sukladno tome, u mehaničkoj kontroli procesa, t.j. upravljanje radom izvršnih tijela radnih strojeva. Na slici .. prikazan je još jedan dijagram grupnog elektromotornog pogona grupnog elektromotornog pogona radnih strojeva. Za razliku od prethodne sheme, ovdje se električna energija dovodi izravno u RM, a već u njima se mehanički distribuira. Mehanička kontrola rada je sačuvana. Među uobičajenim nedostacima grupnog električnog pogona su: kontrola brzine koraka; četrnaest

16 Električna mreža U, I električna energija EM prijenosno vratilo M, ω mehanička energija RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Sl..1. Grupni elektromotor poduzeća Električna mreža ED 1 ED RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Slika... Grupni elektromotor radnih strojeva mali raspon upravljanja; opasni uvjeti rada; niske performanse. Grupni električni pogon zamijenjen je perspektivnijim i ekonomičnijim pojedinačnim električnim pogonom, to je "EP, koji osigurava kretanje jednog izvršnog tijela radnog stroja", prikazan je funkcionalni dijagram 15

17 na sl.3. U ovoj verziji električnog pogona distribucija električne energije odvija se do radnih tijela. Također postaje moguće kontrolirati mehaničku energiju električnim putem. Osim toga, pojedinačni pogon omogućuje u nekim slučajevima pojednostavljenje dizajna RM, budući da ED je često konstruktivno radno tijelo (ventilator, električna bušilica itd.). Električna mreža RM ED 1 ED ED 3 IO 1 IO IO 3 Sl..3. Individualni električni pogon Trenutno je individualni električni pogon glavna vrsta industrijski korištenog električnog pogona. Ali ne i jedini. U nizu proizvodnih mehanizama koristi se međusobno povezani električni pogon - to su "dva ili više međusobno električnih ili mehanički povezanih električnih pogona, tijekom čijeg rada je zadani omjer njihovih brzina i (ili) opterećenja i (ili) položaja izvršna tijela radnih strojeva“ održava se. Ova vrsta električnog pogona kombinira dvije vrste električnih pogona - višemotorni električni pogon i električno vratilo. Višemotorni električni pogon (Sl..4) "električni pogon koji sadrži nekoliko elektromotora, mehanička veza između kojih se vrši preko izvršnog tijela radnog stroja" . U nizu slučajeva takav električni pogon omogućuje smanjenje sila u radnom tijelu, ravnomjernije i bez izobličenja u mehanizmu te povećanje pouzdanosti i produktivnosti instalacije. 16

18 Električna mreža ED 1 RM ED Sl..4. Višemotorni električni pogon Višemotorni električni pogon koristi se u rudničkim dizalicama, a posebice je prvi put korišten u Šepetovki krajem 19. stoljeća. Električna osovina "međusobno povezani električni pogon koji osigurava sinkrono kretanje dvaju ili više izvršnih tijela radnog stroja koji nemaju mehaničku vezu" . Primjeri uključuju pogone brane i duge transportne linije. Slika.5 prikazuje shemu transportera na asinkronom EM s faznim rotorom, objašnjavajući princip rada električnog vratila. Brzine vrtnje ω 1 i ω, zbog električnog spoja rotora elektromotora, bit će iste ili sinkrone. ω 1 transportna traka ω EM 1 EM električna osovina Sl..5. Ilustracija rada električne osovine

19 Raspon EM snage od djelića vata do kW, raspon kontrole brzine do 10 000:1 ili više, koristeći i motore male brzine (stotine okr/min) i one velike brzine (do o/min). EP je osnova za automatizaciju tehnoloških objekata u industriji, poljoprivredi i prostoru; ostvarivanje najvažnije zadaće našeg vremena, povećanje produktivnosti rada. Trenutno električni pogon karakterizira sklonost korištenju tehnologija za uštedu energije. Tradicionalnim sustavima koji omogućuju vraćanje energije u mrežu (ovaj proces se naziva rekuperacija), kao što je sustav generator-motor (GD sustav), električna kaskada (podesivi električni pogon s IM s faznim rotorom, u kojem energija klizanja se vraća u električnu mrežu), elektromehanička kaskada (podesivi elektropogon s IM s faznim rotorom, u kojem se energija klizanja pretvara u mehaničku energiju i prenosi na EM osovinu), dolazi do masovne zamjene nereguliranog električnog voziti s podesivim. Kao posljedica toga, dizajn EA postaje bez prijenosnika, što povećava ukupnu učinkovitost pogona. Napredak u dizajnu tehnologije pretvarača, posebno kod frekventnih pretvarača, potiče zamjenu istosmjernih motora i sinkronih EM s jeftinijim i pouzdanijim asinkronim EM s kaveznim rotorom. Ako promatramo električne pogonske sustave sa stajališta teorije električnog pogona, onda je to kao predmet proučavanja elektromehanički sustav, koji je skup mehaničkih i elektromehaničkih uređaja ujedinjenih zajedničkim energetskim električnim krugovima i (ili) upravljačkim krugovima, dizajniran za provedbu mehaničkog kretanja objekta. U elektromotoru su tri dijela spojena u jedinstvenu cjelinu (slika 6): mehanički dio, elektromotor i upravljački sustav. osamnaest

20 E-pošta mrežna e-pošta motor M, ω Meh. dio Korisni mehanički rad ECS EMP RD PU IM DOS M meh do DOS ISU iz DOS Upravljački sustav iz memorije Sl..6. Funkcionalni dijagram elektromotornog pogona sa stajališta teorije elektromotornog pogona Mehanički dio uključuje sve pokretne elemente mehanizma rotora RD motora, PU prijenosnog uređaja, IM aktuatora, na koji je korisni mehanički moment M. meh se prenosi. Elektromotorni uređaj uključuje: elektromehanički pretvarač energije EMF, koji pretvara električnu snagu u mehaničku snagu, i rotor RD motora na koji djeluje elektromagnetski moment M motora pri frekvenciji vrtnje (kutnoj brzini) ω. Upravljački sustav (CS) uključuje energetski dio ECS-a i informacijski dio IMS-a. ISU prima signale od glavnih uređaja memorijskih i povratnih senzora DOC. 19

21 PREDAVANJE 3 MEHANIČKI DIO ELEKTROPOGONA Pitanja o kojima se govori u predavanju. 1. Namjena i glavne mehaničke komponente EP Aktivni i reaktivni statički momenti. 3. Tipična opterećenja mehaničkog dijela elektromotornog pogona. Glavna funkcija električnog pogona je pokretanje radnog stroja u skladu sa zahtjevima tehnološkog režima. Ovo kretanje izvodi mehanički dio elektromotornog pogona (MCH EP), koji uključuje rotor elektromotora, prijenosni uređaj i radni stroj (slika 3.1). Prikazano na sl. 3.1 parametri označavaju M in, M rm, M io momente na osovini motora, radnom stroju, izvršnom tijelu; ω in, ω rm, ω io kutne brzine EM osovine, radnog stroja, izvršnog tijela; F io, V io sila i linearna brzina izvršnog tijela. Rotor M in ω u Prijenosni uređaj M rm ω rm Radni stroj M io ω io F io V io Sl.3.1. Shema mehaničkog dijela električnog pogona Ovisno o vrsti prijenosa i dizajnu radnog stroja razlikuju (slika 3.1): EP rotacijskog kretanja, koji osigurava, odnosno, rotacijsko kretanje izvršnog tijela RM; izlazni parametri moment IO mehanizam M io i kutna frekvencija rotacije ω io; EP translacijskog gibanja, koji osigurava translacijsko linearno gibanje IO radnog stroja; izlazni parametri sila F io i linearna brzina V io.

22 Imajte na umu da postoji i poseban ED, koji se naziva oscilatorni električni pogon, koji osigurava povratno (vibracijsko) kretanje (kutno i linearno) izvršnog tijela RM. U mehaničkom dijelu EP-a postoje različite vrste sila, momenata, koji se razlikuju po prirodi djelovanja. Točnije, statički momenti su reaktivni M cf i aktivni M ca. Reaktivni momenti nastaju silom trenja, silama kompresije, napetosti, torzije neelastičnih tijela. Klasičan primjer ovdje je suho trenje (slika 3.). Sile trenja uvijek se suprotstavljaju kretanju, a kada je električni pogon obrnut, moment trenja zbog tih sila također mijenja smjer, a funkcija M c (ω) pri brzini ω = 0 doživljava diskontinuitet. Sile trenja očituju se u zupčanicima elektromotora i radnih strojeva. F m V F tr ω F tr V m F M sr M sr M s 3.. Ovisnost statičkog momenta sila suhog trenja o brzini Aktivne (potencijalne) momente stvaraju sile gravitacije, kompresije, napetosti, torzijske sile elastičnih tijela. U MCH EA aktivni momenti nastaju u opterećenim elementima (osovina, zupčanici itd.) tijekom njihove deformacije, budući da mehanički spojevi nisu apsolutno kruti. Značajke djelovanja potencijalnih momenata jasno se očituju na primjeru gravitacije. Prilikom podizanja ili 1

23 kada se teret spusti, smjer gravitacije F j ostaje konstantan. Drugim riječima, kada je električni pogon obrnut, smjer aktivnog momenta M sa ostaje nepromijenjen (slika 3.3). ω M s VV M sa ga održava konstantnim. Radni strojevi, unatoč velikoj raznolikosti izvedbe i izvedenih operacija, mogu se klasificirati prema vrsti ovisnosti statičkog momenta o nizu čimbenika. Postoji 5 grupa mehanizama na proširenoj osnovi. U prvu skupinu spadaju mehanizmi kod kojih statički moment ne ovisi o brzini vrtnje, odnosno M c (ω) = const. To znači da je mehanička karakteristika radnog stroja, ovisnost statičkog momenta o brzini rotacije, ravna linija paralelna s osi kutne brzine ω, i podvrgava se prekidu pri ω = 0 za reaktivne statičke momente (kao što je prikazano na sl. 3.), Na primjer, za trakasti transporter s jednoličnim linearnim opterećenjem. F j m

24 Za aktivni Ms (kao što je prikazano na slici 3.3) mehanička karakteristika je neovisna o smjeru gibanja. Tipičan primjer je mehanizam za podizanje. Druga skupina mehanizama je prilično reprezentativna [, 3]. Ovdje M c ovisi o brzini rotacije RM: () = M + (M + M) Ms c0 sn c0 a ω ωn ω, (3.1) gdje je M od trenutka gubitaka mehaničkog trenja; M SN statički moment radnog stroja pri nazivnoj brzini ω n; ω trenutna brzina vrtnje; i faktor proporcionalnosti. Kod a = 0 imamo M c (ω) = M cn, odnosno dobivamo mehaničku karakteristiku strojeva prve skupine. Uz a = 1, imamo linearnu ovisnost statičkog momenta o brzini, što je svojstveno, na primjer, istosmjernim generatorima G koji rade na konstantnom otporu R (slika 3.4). ~ U 1, f 1 GR ω M s (ω) U ov OB M s0 M s ventilatori, propeleri, centrifugalne pumpe i drugi takvi mehanizmi). 3

25 ~ U 1, f 1 ω M s (ω) M s0 smanjuje brzinu obrade dijela ω (slika 3.6). M s ~ U 1, f 1 ω V ω M s (ω) Treća skupina mehanizama je skupina strojeva kod kojih je statički moment funkcija kuta rotacije osovine PM α, odnosno M c = f(α). To je tipično, na primjer, za klipnjaču-radilicu (slika 3.7) i ekscentrične mehanizme, kod kojih se rotacijsko kretanje s frekvencijom rotacije ω pretvara u povratno kretanje brzinom V. Radni hod mehanizma, pri kojem Dostigne se 4 M s0 M s

26 je maksimalni statički moment M cmax, postoji, na primjer, pri 0 α π, obrnuto gibanje s maksimalnim momentom pri π α π. M cmax, hh ω M s M cmax M s (α) M cmax, hh V M s na brzinu kretanja, t.j. M s = f(α, ω) Slična se ovisnost uočava kada se električni transport kreće po zaobljenom dijelu kolosijeka. Peta skupina mehanizama je RM grupa, u kojoj se statički moment nasumično mijenja u vremenu. Obuhvaća geološke bušilice, grube drobilice i druge slične mehanizme (slika 3.8). α M s ω M s (t) 0 t

27 PREDAVANJE 4 ELEKTRIČNI STROJEVI istosmjerne struje Pitanja o kojima se raspravljalo na predavanju. 1. Projektiranje istosmjernih strojeva.. Osnovni parametri i elektromehanička pretvorba energije u istosmjernim strojevima. 3. Klasifikacija istosmjernih motora. 4. Približno određivanje otpora armature. DC električni stroj (MPT) ima specifičan dizajn. Shematski, koristeći kao primjer elektromotor P-9, prikazano je na sl. Fiksni dio (stator) sadrži glavne polove 1 sa zavojnicama koji čine induktor ili sustav uzbude stroja. Polovi su ravnomjerno raspoređeni na unutarnjoj površini okvira 3, koji kombinira funkcije mehaničkog dijela (kućište) i aktivnog dijela (jaram magnetskog kruga statora). Budući da kroz okvir (jaram) prolazi konstantni magnetski tok koji u njemu ne inducira vrtložne struje, izrađen je od monolitnog čelika. Jezgre glavnih stupova najčešće se izrađuju laminirane: sastoje se od pojedinačnih ploča povezanih zakovicama, klinovima i sl. Takvo dizajnersko rješenje se ne koristi za ograničavanje vrtložnih struja, već je diktirano praktičnošću izrade stupa. . Osim uzbudnih namota (OB), glavni polovi MPT-a mogu sadržavati kompenzacijski namot dizajniran da kompenzira demagnetizirajući učinak vlastitog magnetskog polja armature (reakcija armature), kao i stabilizirajući namot koji se koristi za male brzine motori velike snage kada je potrebno privremeno povećati brzinu za 5 puta. Kako bi se osiguralo prebacivanje bez iskri, stroj je opremljen dodatnim polovima 4, čiji su namoti spojeni serijski na krug rotora. 6

28 sl. DC stroj tipa P-9 MPT rotor se češće naziva armaturom. Nosi glavni namot stroja, kroz koji teče njegova glavna struja. Sidreni namot 5 nalazi se u žljebovima magnetskog kruga 6. Zaključci 7

Na kolektorske ploče 7 je spojeno 29 namota. Magnetni krug i kolektor postavljeni su na zajedničku osovinu 8. Za normalan rad istosmjernog stroja, žljebovi magnetskog kruga moraju biti strogo orijentirani u odnosu na ploče 7. Četke kolektora su pritisnuti na vanjsku (aktivnu) površinu kolektora. (ugljen, grafit, kompozit, itd.). Jedna grupa može sadržavati jednu ili više četkica, ovisno o struji koja prolazi kroz kontakt. Važna je kontaktna površina (poželjno je osigurati prianjanje blizu 100%) i sila pritiskanja četke na kolektor. Četke su montirane u držače četkica koji orijentiraju i pritiskaju četku. Sami držači četkica postavljeni su na posebne klinove traverze 9 postavljene na unutarnjoj strani štita ležaja 10. Pokret se može rotirati oko osi stroja i fiksirati u bilo kojem odabranom položaju, što omogućuje, ako je potrebno, podešavanje položaj četkica na kolektoru iz uvjeta minimalnog iskrenja u kontaktu četke. DC strojevi se češće koriste kao motori, imaju veliki startni moment, mogućnost širokog podešavanja brzine, lako se mijenjaju, imaju gotovo linearne karakteristike upravljanja i ekonomični su. Ove prednosti MPT-a često ih stavljaju izvan konkurencije u pogonima koji zahtijevaju široka i precizna podešavanja. Važna prednost MPT-a je i mogućnost njihove regulacije niskostrujnim uzbudnim krugovima. Međutim, ovi se strojevi koriste samo tamo gdje je nemoguće pronaći ekvivalentnu zamjenu. To je zbog prisutnosti sklopa četke i kolektora, što uzrokuje većinu nedostataka MPT-a: povećava cijenu, smanjuje vijek trajanja, stvara radio smetnje, akustični šum. Iskrenje ispod četki ubrzava habanje četkica i komutatora. Proizvodi za nošenje pokrivaju unutarnju šupljinu 8

30 stroj s tankim vodljivim slojem, degradirajući izolaciju vodljivih krugova. Rad elektromotora i istosmjernog generatora karakteriziraju sljedeće osnovne veličine: M je elektromagnetski moment koji razvija elektromotor, N m; M c moment otpora (opterećenja, statički moment) koji stvara proizvodni mehanizam, N m, obično se svodi na osovinu motora (o redukcijskim formulama se govori u predavanju 14); I I struja armature elektromotora, A; U napon primijenjen na sidreni lanac, V; E elektromotorna sila (EMS) istosmjernog stroja (kod elektromotora se naziva protu-emf, budući da je u elektromotoru usmjerena prema naponu U i sprječava protok struje), V; F magnetski tok stvoren u elektromotoru kada uzbudna struja teče kroz OF, Wb; R I otpor kruga armature, Ohm; ω je kutna frekvencija (brzina) rotacije EM armature, s -1 (umjesto ω često se koristi vrijednost n, rpm), 60 ω n =. (4.1) π R snaga motora, W, razlikovati mehaničku (korisnu) snagu na osovini EM R mehana i punu (električnu) snagu P mech = M ω, (4.) R el = U I i; (4.3) η faktor učinkovitosti MPT, jednak omjeru korisne snage prema ukupnoj; λ koeficijent preopterećenja, razlikovati kapacitet preopterećenja za struju λ I i moment λ M: 9

31 λ I \u003d I max / I n; λ M = M max / M n. Odnos između parametara MPT-a odražava se u sljedeće četiri formule: dω MM = c dt J, (4.4) E = K F ω, (4.5) UE Ii =, R i (4.6) M = K F I i , (4.7) gdje je J moment tromosti sustava električnog pogona, kg m; dω/dt kutno ubrzanje osovine motora, c -1 ; K je projektna konstanta elektromotora, pn N K =, (4.8) π a gdje je pn broj parova glavnih polova; N je broj aktivnih vodiča armature; a je broj parova paralelnih grana armature. Formula (4.4) je modificirani zapis osnovne jednadžbe gibanja električnog pogona dω M Mc = J. (4.9) dt Napomenimo da je osnovna jednadžba gibanja analog Newtonova zakona a = F/m. Jedina razlika je u tome što je za rotacijsko gibanje linearno ubrzanje zamijenjeno kutnim ubrzanjem ε = dω/dt, masa m zamijenjena je momentom tromosti J, a sila F zamijenjena je dinamičkim momentom M dyn, jednakim razlici između momenta elektromotora M i statičkog momenta M s. Formula (4.5) odražava princip rada istosmjernog generatora koji se temelji na zakonu elektromagnetske indukcije. Da bi se pojavio EMF dovoljno je zakrenuti armaturu određenom brzinom ω u magnetskom toku F. 30

32 EMF E u stroju se ne može dobiti ako nedostaje barem jedna od veličina: ω (motor se ne okreće) ili F (stroj nije pobuđen). Formula (4.6) pokazuje da struja I i u krugu armature teče u motoru pod djelovanjem napona U primijenjenog na armaturu. Veličina te struje ograničena je protu-emf koji nastaje tijekom rotacije elektromotora. i ukupni otpor kruga armature. Formula (4.7) zapravo ilustrira princip rada istosmjerne struje ED na temelju zakona interakcije struje u vodiču i magnetskog polja (Ampèreov zakon). Za nastanak zakretnog momenta potrebno je stvoriti magnetski tok F i proći struju I I kroz namot armature. Gornje formule opisuju sve glavne procese u DC motoru. MPT se razlikuje po načinu na koji je namot glavnih polova (uzbudni namot) uključen u električni krug. 1. Istosmjerni strojevi s neovisnom uzbudom. Bit pojma je da je električni krug uzbudnog namota (OV) neovisan o strujnom krugu EM rotora. Za generatore, ovo je praktična jedina opcija za rješenje kruga, jer. uzbudni krug kontrolira rad MPT-a. Uzbuda u istosmjernim motorima s nezavisnom pobudom (DPT NV) može se izvesti na trajnim magnetima. DPT NV s tradicionalnim OF imaju dva kanala za kontrolu napona rotora i napona uzbudnog namota. DPT NV su najpopularniji istosmjerni električni strojevi.Elektromotori s paralelnom uzbudom (DPT PV). Karakterizira ih uključivanje OB paralelno s ED armaturnim krugom. Po svojim karakteristikama bliski su DPT NV. 3. ED sa sekvencijalnom pobudom (DPT Seq.V). Namot statora spojen je u seriju s namotom rotora, što uzrokuje ovisnost magnetskog toka o struji.

33 sidra (zapravo od tereta). Imaju nelinearne karakteristike i rijetko se koriste u praksi. 4. Motori s mješovitom pobudom su kompromisni EM sa serijskom i paralelnom pobudom. Sukladno tome, u ED-u postoje dva OB-a - paralelni i serijski. Ako je vrijednost otpora namota armature nepoznata, tada se može koristiti približna formula. Uz pretpostavku da je polovica gubitaka snage povezana s gubicima u bakru namota armature, zapisujemo formulu M U n n η =. n ω I n n n n i; ili ja. (4.11) U In R U n I R 3

34 PREDAVANJE 5 MEHANIČKE I ELEKTROMEHANIČKE KARAKTERISTIKE SAMOSTALNO UZBUĐENOG DC MOTORA Pitanja koja se razmatraju u predavanju. 1. Prirodne elektromehaničke i mehaničke karakteristike istosmjernog motora neovisne uzbude (DPT NV) .. Krutost statičke karakteristike. 3. Sustav relativnih jedinica. 4. Mehaničke i elektromehaničke karakteristike DPT NV u relativnim jedinicama. Prije nego što prijeđemo na razmatranje karakteristika DPT NV, dajemo neke definicije. Mehaničke karakteristike (MX) motora su ovisnosti stacionarne brzine o momentu n = f 1 (M) ili ω = f (M). Elektromehaničke karakteristike (EMC) motora su ovisnosti stabilne brzine o struji n = f 3 (I) ili ω = f 4 (I). I MX i EMC također se mogu predstaviti inverznim funkcijama M = ϕ 1 (n) ili I = ϕ 4 (ω). Karakteristike se nazivaju prirodnim ako su dobivene pod uvjetima nazivne snage (pri nazivnom naponu i brzini), nazivnoj pobudi i odsutnosti dodatnih otpora u krugu armature. Karakteristike motora nazivaju se umjetnim kada se promijeni bilo koji od gore navedenih čimbenika. Za izvođenje elektromehaničkih i mehaničkih karakteristika istosmjernog motora s neovisnom (paralelnom) uzbudom, razmotrite najjednostavniji sklop sklopa motora (slika 5.1). 33

35 U + - IE DP KO R dodaj I u OB R DV + U in - Slika Šema električnog kruga istosmjernog motora neovisne uzbude Istosmjerni mrežni napon U c \u003d U primjenjuje se na armaturu elektromotora, koji u stabilnom stanju stanje je uravnoteženo EMF (E) motorom i padom napona u krugu armature (I I R yats). U \u003d E + I R yat, (5.1) gdje je R yat = R i + R dodati + R dp + R ukupnom otporu kruga armature, Ohm; R I otpor namota armature, Ohm; R dodatni dodatni otpor u krugu armature, Ohm; R dp, R ko respektivno, otpor namota dodatnih polova i kompenzacijskog namota, Ohm. Klasa izolacije Tablica 5.1 Radna temperatura, S A 105 E 10 V 130 F 155 N 180 S čvor. Dovođenje otpora namota u krug armature

36 do radne temperature t, C, provodi se prema sljedećoj formuli: R \u003d R (1 + α θ), (5.) ; α temperaturni koeficijent, (C) -1, za bakar 3 obično se uzima α \u003d 4 10 (C) -1; θ je razlika između radne temperature i t 0, C. Dodatni otpor u sklopu četka-kolektor može se uzeti u obzir kao omjer pada napona na kontaktu četka-kolektor U w = V prema nazivnoj struji armature . Zamjenom vrijednosti E u jednadžbu (5.1) prema (4.5) i odgovarajućim transformacijama s obzirom na brzinu vrtnje ω, dobivamo elektromehaničku karakteristiku istosmjernog elektromotora neovisne (paralelne) uzbude UIR n UR n ω = = I n. (5.3) Kfn Kfn Kfn Izrazivši vrijednost struje armature kroz elektromagnetski moment (4.7) i zamijenivši vrijednost struje u jednadžbu (5.3), nalazimo mehaničku karakteristiku istosmjernog motora s neovisnom (paralelnom) pobudom: UR ac ω = M. (5.4) KF ( ) n KFn Analizirajući jednadžbe (5.3) i (5.4), vidimo da su to matematički jednadžbe ravne linije koja prelazi os brzine u točki ω 0. Vrijednost ω 0 = U / (K Fn) naziva se idealna brzina u praznom hodu, a omjeri R R jac Ib = M = ω c (5.5) KF KF () 35

37 naziva se statička razlika brzine u odnosu na ω 0, uzrokovana prisutnošću statičkog momenta na osovini motora. Vrijedi sljedeća formula: ω = ω 0 - ω s. (5.6) Za konstruiranje prirodne mehaničke karakteristike (EMH) potrebno je pronaći dvije točke. Jedan od njih se utvrđuje iz putovničkih podataka motora za nazivne vrijednosti nn i M n: ω n = π nn /30 = 0,105 nn, M n = P n / ω n, gdje je P n nazivna snaga motor, W; n n nazivna brzina EM, o/min. Druga točka odgovara idealnom praznom hodu kada je I = 0; M = 0. Može se pronaći iz jednadžbe (5.3) prilikom zamjene podataka putovnice motora: Un ω ω n 0 =. (5.7) Un In R I Konstrukcija prirodne elektromehaničke karakteristike (EEMH) odvija se na sličan način korištenjem pasoške vrijednosti nazivne struje I n. EMX se može konstruirati znajući ω 0 i nagib karakteristike, koja je ravna linija. Vrijednost nagiba određena je derivacijom dm/dω = β s, koja se naziva statička krutost mehaničke karakteristike (KF) dm β s = =. (5.8) dω R jac U praksi se koristi modul statičke krutosti β = β s. Vrijednost β ovisi o otporu sidrenog kruga i magnetskom toku pobude. S obzirom na gore navedeno, jednadžba mehaničke karakteristike može se zapisati kao ω = ω 0 M / β. (5.9) 36

38 Za usporedbu elektromotora različitih po snazi, struji, momentu, broju parova polova omogućuje prikaz karakteristika EM u relativnim jedinicama. Sustav relativnih jedinica često se koristi u tehničkim proračunima i temelji se na uzimanju neke proizvoljne vrijednosti kao osnovne. Apsolutne vrijednosti parametara iste fizičke prirode k i, koje se odnose na osnovnu vrijednost k baza, mogu se međusobno uspoređivati. U relativnim jedinicama o k k i i =. (5.10) kbase Za analizu karakteristika istosmjernog motora neovisne uzbude uzet ćemo za osnovne vrijednosti: U n nazivni napon; I n nazivna struja motora; M n nazivni moment motora; ω 0 idealna brzina u praznom hodu; F n nazivni magnetski tok. Osnovna vrijednost otpora obično se definira kao R baza = U n / I n, (5.11) gdje R baza ima sljedeće fizičko značenje - to je otpor kruga armature, koji ograničava struju armature na nominalnu vrijednost u blokiranom stanje (ω = 0) i primijenjeni nazivni napon. Za izražavanje elektromehaničke karakteristike (5.3) u relativnim jedinicama potrebno je desnu i lijevu stranu jednadžbe podijeliti idealnim brojem okretaja u praznom hodu ω 0 EEMH. Kao rezultat, dobivamo izraz o o o U o R yc ω = I, (5.1) o o F F 37

39 ω gdje je ω o o U o F o I o R ac = ; U = ; F = ; I = ; R jac =. ω 0 U n F n I n R baza Jednadžba mehaničke karakteristike u relativnim jedinicama može se dobiti iz jednadžbe (5.1) nakon što se u nju unese izraz I =, gdje je M =. o o M o M o M F n Prirodne karakteristike DPT NV u relativnim jedinicama imat će oblik: a) elektromehaničke b) mehaničke o o o R yat ω = 1 I, (5.13) o o o ω = 1 M R yat. (5.14) o o s I R o yc M o o yc Statička razlika brzina ω = = R, o o odakle slijedi da je I = M. Dakle, u relativnim jedinicama, prirodne mehaničke i elektromehaničke karakteristike se podudaraju. Kada je M = M n i I = I n, iz jednadžbi (5.13) i (5.14) se može vidjeti da je statički pad pri nazivnom opterećenju jednak otporu kruga armature u relativnim jedinicama, tj. \u003d R o ωsn yat. Vrijednost yc ovisi o snazi ​​motora i nalazi se u granicama od 0,0,0 za DPT NV snage od 0,5 do 1000 kW. Poznavajući relativni otpor armature, lako je odrediti struju kratkog spoja u relativnim jedinicama I k \u003d o Ik I o o o Ik U R Yats n. R o =, u apsolutnim jedinicama, ova struja je 38

40 PREDAVANJE 6 KONTROLA BRZINE U DC MOTORU Pitanja o kojima se raspravljalo na predavanju. 1. Umjetne elektromehaničke (IEMH) i mehaničke (IMH) karakteristike DCT NV s promjenom otpora rotora Umjetne elektromehaničke i mehaničke karakteristike DCT NV s promjenom magnetskog toka. 3. Umjetne elektromehaničke i mehaničke karakteristike DPT NV pri promjeni napona napajanja. Reostatsko upravljanje brzinom vrši se uvođenjem dodatnih otpornika aktivnog otpora u krug armature, t.j. R jac \u003d (R i + R ya) \u003d var za U \u003d U n, F \u003d F n,. Kao što je vidljivo iz jednadžbe mehaničke karakteristike (5.4), pri mijenjanju vrijednosti dodatnog otpora Rdya u krugu armature idealna brzina praznog hoda ω 0 ostaje konstantna, mijenja se samo modul statičke krutosti β, a time i krutost (strmina) karakteristike (slika 6.1) . Na primjer, s uvođenjem dodatnog otpornika s otporom R dya \u003d R i, statički modul krutosti umjetne mehaničke karakteristike (IMC) β i dva puta je manji nego za prirodnu karakteristiku β e, t.j. β i = 0,5 β e. Sukladno tome, statički pad brzine ω = ω + ω = ω će se udvostručiti. ne R u relativnim jedinicama, reostatska mehanička karakteristika može se napisati o o o o o o o ω = 1 M R n = 1 M R n + R n

Napomena programa rada discipline smjer priprema: 23.05.05 Sustavi potpore vlakovnom prometu težište: Telekomunikacijski sustavi i mreže željezničkog prometa Disciplina:

Poglavlje 2. ELEKTROMEHANIČKA I PODEŠAVNA SVOJSTVA DC POGONA 2.1. Mehaničke karakteristike elektromotora i pogonskih mehanizama Mehaničke karakteristike elektromotora

SADRŽAJ Predgovor.................................................................. 3 Uvod ................................................................... ... 5 Prvo poglavlje Mehanički dio elektromotornog pogona..................... 7 1.1. Kratak

050202. DC motor s paralelnom uzbudom Svrha rada: Upoznati uređaj, princip rada istosmjernog motora s paralelnom uzbudom. Uklonite njegove glavne karakteristike.

PITANJA ULAZNE KONTROLE ZNANJA STUDENATA IZ DISCIPLINE "Prolazni procesi u elektroenergetskim sustavima" 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v, U = v 2. = 0v, U = 7 v 3. = 30v, U = v 8 2 Odredite vrijednost EMF

Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije Federalna državna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Državno tehničko sveučilište Nižnji Novgorod. R. E.

DC STROJEVI (MPT) Namjena, opseg i uređaj MPT Generatori istosmjerne struje (GPT) DC motori (DC motori) 1 MPT su reverzibilni, tj. mogu raditi kao: a)

1 OPĆE ODREDBE ZA IZVOĐENJE PRIJEMNIH ISPITIVANJA ZA UPIS NA MAGISTARSKI STUDIJ ZA Smjer 13.04.02 "Elektroenergetika i elektrotehnika" 1.1 Ovaj Program, sastavljen u skladu sa saveznim

Teorijska pitanja 1 Primjena, uređaji i vrste transformatora 2 Princip rada transformatora, načini rada 3 Ekvivalentni krug transformatora i njegove vanjske karakteristike 4 Eksperimenti bez opterećenja

Državna autonomna strukovna obrazovna ustanova Samarske regije "Novokuybyshevsky Petrochemical College"

Istosmjerni motori 2015 Politehničko sveučilište Tomsk, Odjel za E&E Predavač: dr. sc., izvanredna profesorica Olga Vladimirovna Vasiljeva 1 DC motor je električni stroj koji pretvara električnu energiju

Opcija 1. 1. Namjena, klasifikacija i uređaj transformatora. 2. Apsolutne i relativne pogreške mjerenja. Klasa točnosti mjernog instrumenta. 3. S povećanjem frekvencije rotacije generatora

UDK 621.3.031.: 621.6.052(575.2)(04) Kelebaev je razvio matematički model i metodu izračuna

Tema 8.1. Električni automobili. Generatori istosmjerne struje Pitanja teme 1. Električni strojevi istosmjerne i izmjenične struje. 1. Uređaj i princip rada istosmjernog generatora. 2. EMF i rotirajući

Asinkroni strojevi 2015 Politehničko sveučilište Tomsk, Odsjek za E&E Predavač: dr. sc., izvanredna profesorica Vasiljeva Olga Vladimirovna Asinkroni stroj je stroj u kojem je rotirajući

SADRŽAJ Predgovor drugom izdanju ........................................ 10 Predgovor do prvog izdanja ......................................... 12 Poglavlje 1. Uvod ........................................................

FEDERALNA DRŽAVNA PRORAČUNSKA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG OBRAZOVANJA "KAZANSKO NACIONALNO ISTRAŽIVAČKO TEHNIČKO SVEUČILIŠTE I. I. A.N. TUPOLEVA-KAI Zelenodolsk institut strojarstva

LABORATORIJSKI RAD 2 DC MOTOR PARALELNE UZBUDE Svrha rada: 1. Proučiti princip rada i konstrukciju istosmjernih motora. 2. Upoznajte se sa sklopnim krugom motora

Tema 0. Osnove elektromotornog pogona Pitanja teme. Električni pogon: definicija, sastav, klasifikacija Nazivni parametri električnih strojeva. 3. Načini rada elektromotora. 4. Odabir vrste i snage elektromotora..

Popis tema programa predmeta "Elektrotehnika" 1. Električni krugovi istosmjerne struje. 2. Elektromagnetizam. 3. Električni krugovi izmjenične struje. 4. Transformatori. 5. Elektronički uređaji i uređaji.

TROFAZNI ASINKRONI MOTOR SA BRZO ZATVORENIM ROTOROM Svrha rada: 1 Upoznati konstrukciju trofaznih asinkronih motora Proučiti princip rada asinkronih motora 3 Za početak

UDK 6213031 (5752) (04) RAZVOJ I ISTRAŽIVANJE ENERGETSKOG PREGLEDA ENERGETSKO-ŠTEDNOG AUTOMATIZANOG UPRAVLJAČKOG SUSTAVA ZA TURBO-MEHANIZME TE IV Bochkarev Rezultati rada na stvaranju asinkronog

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA, ZNANOSTI I MLADIH REPUBLIKE KRIM GOU SPO "Bakhchisaray College of Construction, Architecture and Design" Smjernice i upravljački zadaci za elektrotehniku ​​i elektroniku

Tema 9. Električni strojevi na izmjeničnu struju Tematska pitanja .. Klasifikacija strojeva na izmjeničnu struju .. Uređaj i princip rada asinkronog motora. 3. Stvaranje rotacijskog magnetskog polja. 4. Brzina

Http://library.bntu.by/kacman-m-m-elektricheskie-mashiny Predgovor...3 Uvod... 4 V.1. Imenovanje električnih strojeva i transformatora... 4 B.2. Električni strojevi elektromehanički pretvarači

Tema 7 Trofazni krugovi izmjenične struje Plan 1. Opći pojmovi 2. Dobivanje trofazne struje 3. Spajanje zvijezda, trokut Ključni pojmovi: trofazna struja fazna žica neutralna žica

Što je električni motor? Elektromotor (elektromotor) je uređaj za pretvaranje električne energije u mehaničku energiju i pogon strojeva i mehanizama. električni motor

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA REPUBLIKE TADŽIKISTAN OVJEŠTAVAM dekana Fakulteta Dodkhudoeva M.D.

RAD 2 PROUČAVANJE DC MOTORA S PARALELNOM UZBUDOM Sadržaj 1. Svrha rada. 2 2. Program rada. 2 3. Osnove teorije motora. 4. Eksperimentalna studija 3 4.1. Početak

1 Električni strojevi Opće informacije Predavanja profesora Polevskog V.I. Predavanje 1 Električni stroj je elektromehanički uređaj koji pretvara mehaničko i električno

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I NUKA RUSKOG FEDERALNOG DRŽAVNOG PRORAČUNSKOG USTANOVA VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSKOG FEDERACIJE Federalna državna autonomna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Nacionalno istraživačko nuklearno sveučilište

Uvod U sinkronim strojevima, kutna brzina rotacije rotora, Ω = 2πn, jednaka je sinkronoj kutnoj brzini polja, Ω s = 2πn 1 (pojam 37, str.15). Polja statora i rotora u sinkronim strojevima (kao i kod svih

3 Sadržaj Predgovor...5 Uvod...7 I. Elektromagnetski moment i elektromagnetska sila električnih strojeva rotacijskog i translacijskog gibanja. 1. Opći izraz za moment i silu. 14 2.

Opći podaci o elektromotorima Elektromotor. Vrste elektromotora i njihove značajke dizajna. Uređaj i princip rada elektromotora Elektromotor pretvara električnu energiju

METODIČKA UPUTA 2 sustavi i tehnologije” Tema 1. Linearni istosmjerni krugovi. 1. Osnovni pojmovi: električni krug, elementi električnog kruga, presjek električnog kruga. 2. Klasifikacija

Četiri zakona elektromehanike Sadržaj: 1. Opći podaci 1.1. Pretvorba energije povezana je s rotirajućim magnetskim poljima 1.2. Da bi se osigurala kontinuirana pretvorba energije, potrebno je da

1 Sinkroni električni strojevi Opće informacije i strukturni elementi Predavanja profesora Polevskog V.I. Sinkroni strojevi su električni strojevi sa izmjeničnom strujom, u kojima magnetsko polje,

Uvod ODJELJAK I Opća elektrotehnika Poglavlje 1. DC električni krugovi 1.1. Osnovni pojmovi o elektromagnetskom polju 1.2. Pasivni elementi sklopova i njihove karakteristike 1.3. Aktivni elementi

Okvirni tematski plan i sadržaj discipline "Elektrotehnika i elektronika" Tema .. Električni krugovi istosmjerne struje Praktična vježba Proračun električnih krugova u nizu,

Katsman M. M. Proračun i projektiranje električnih strojeva: Udžbenik za tehničke škole Recenzenti: N. G. Karelskaya, A. E. Zagorsky Katsman M. M. K 30 Proračun i projektiranje električnih strojeva: Udžbenik.

Asinkroni strojevi Asinkroni stroj je stroj kod kojeg se tijekom rada pobuđuje rotirajuće magnetsko polje, ali čiji se rotor rotira asinkrono, t.j. brzinom različitom od one u polju. 1 Predlaže ruski

SADRŽAJ Predgovor... 3 Poglavlje 1. Linearni električni krugovi istosmjerne struje... 4 1.1. DC električni uređaji... 4 1.2. Elementi istosmjernog električnog kruga ... 5 1.3.

9. DC STROJEVI DC strojevi su reverzibilni strojevi, t.j. mogu raditi i u načinu rada generatora i u načinu rada motora. DC motori imaju prednosti

Tema 13 Sinkroni generatori, motori Plan 1. Konstrukcija sinkronog generatora 2. Princip rada sinkronog generatora 3. Konstrukcija sinkronog motora 4. Princip rada sinkronog motora

SADRŽAJ POPISA OBRAZOVNE DISCIPLINE I SADRŽAJ ODJELJAKA (MODULA) DISCIPLINE p / n Modul discipline Predavanja, izvanredna 1 Uvod 0,25 2 Linearni istosmjerni električni krugovi 0,5 3 Linearni električni krugovi

UDK 681.518.22+681.518.5: 621.313.333 V. Yu. OSTROVLYANCHIK, doktor tehničkih znanosti, profesor, voditelj. kafić AEP i PE (SibGIU) I. Yu. predavač na katedri AEP i PE (SibGIU) Novokuznetsk KOMPARATIV

Predgovor 3 Uvod 5 Prvo poglavlje. DC električni krugovi 10 1.1. Dobivanje i primjena istosmjerne struje 10 1.2. Elementi električnih instalacija, električni krugovi i dijagrami

MI KUZNETSOV TEMELJI ELEKTROTEHNIKE PETO IZDANJE, REVIDIRANO POD IZDANJEM KAND. TEH. ZNANOST S. V. STRAKHOVA Odobreno od Nastavnog vijeća za strukovno obrazovanje Glavne uprave

86 BILTEN GGTU IM. P. O. SUKHOGO 16

SADRŽAJ Predgovor ................................................................ .... 5 1. Proračun snage električnih pogona strojeva za rezanje metala 1.1. Opći podaci.................................. 7 1.2. Strojevi za blanjanje .................................................

FAZhT FGOU SPO Alatir Visoka škola električnih strojeva za željeznički promet

FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE SIBIRSKO FEDERALNO SVEUČILIŠTE POLITEHNIČKI INSTITUT ELEKTRIČNI POGON Kontrolni i mjerni materijali Krasnojarsk SFU 2008 UDK 62-83(07) P12 Recenzent:

Odjel za obrazovanje i znanost Tambovske regije TOGAPOU "Agro-industrijski koledž" PM 3 "Održavanje, otklanjanje kvarova i popravak električne opreme i automatiziranih

Nekomercijalno dioničko društvo ALMATSKO SVEUČILIŠTE ZA ENERGETU I KOMUNIKACIJE Odjel za električni pogon i automatizaciju industrijskih instalacija UŠTEDA ENERGIJE POMOĆU AUTOMATIZIRANOG ELEKTRIČNOG POGONA

TEMA 1. ELEKTRIČNI STROJEVI DC Zadatak 1. U skladu sa svojom verzijom zadatka (tablica 1, stupci 2, 3, 4), nacrtajte skicu presjeka dvopolnog istosmjernog stroja i prikažite

Srednja svjedodžba (u obliku ispita). Ispit se odvija u obliku odgovora na ulaznice. Svaka ulaznica sadrži 3 pitanja o jednom zadatku. Ukupno ulaznica 28. 28 ulaznica sretni student bira sam

UDK 621.313.323 O ZAKONIMA REGULACIJE FREKVENCIJE SINKRONIH MOTORA NA ULJNIM CRPNIM STANICAMA Shabanov V.A., Kabargina O.V. E-pošta Ufa State Petroleum Technological University: ShabanovVA1@yandex.ru

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSIJE Federalna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Tomsko državno sveučilište za arhitekturu i građevinarstvo" (TGASU) KARAKTERISTIKE PERFORMANSE

S=UI
P=Mω
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Uvod

1.1. Definicija pojma „Električni
pogonska jedinica"
električni pogon
je kontrolirana elektromehanička
sustav. Njegova je svrha pretvaranje električne energije
u mehanički i obrnuto te upravljati ovim procesom.
Električni pogon ima dva kanala - snagu i informaciju
(slika
1.1).
Po
prvi
kanal
transportiran
kabriolet
energija, kroz drugi kanal se provodi
upravljanje protokom energije, kao i prikupljanje i obrada informacija o
stanje i funkcioniranje sustava, njegova dijagnostika
greške.
Kanal za napajanje sastoji se od dva dijela
električni i
mehanički i mora sadržavati
povezujuća poveznica
elektromehanički pretvarač.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Slika 1.1. Opća struktura električnog pogona

automatizirani upravljački sustav više razine
Kanali povezivanja
IP
Neto
EP
kanal
električni pogon
EMF
MP
Radnik
orgulje
Električni dio
Mehanički
Kanal napajanja električnog pogona
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
Procesno postrojenje
Sustav
opskrba elektricnom energijom
Informativno

U električnom dijelu energetskog kanala elektromotornog pogona
uključuje električne pretvarače EP, prijenos
električna energija iz IP izvora napajanja do
elektromehanički pretvarač EMF i obrnuto i
provođenje transformacije parametara električnog
energije.
Mehanički
dio
električni pogon
uključuje
iz
pokretno tijelo elektromehaničkog pretvarača,
mehanički zupčanici MP i radno tijelo instalacije, u
u kojem se korisno ostvaruje mehanička energija.
električni pogon
stupa u interakciju
iz
sustav
napajanje (ili izvor električne energije),
tehnološke instalacije i putem informacija
IP pretvarač s informacijskim sustavom više od
visoka razina.
Električni
pogonska jedinica
korišteni
u

Ekonomija.
širok
Širenje
električni pogon
N.I. Usenkov. Električni
uvjetovano
značajke
električni
energija:
sky drive

Električni pogon jedan je od energetski najzahtjevnijih
potrošača i pretvarača energije. On konzumira
više od 60% sve proizvedene električne energije.
Električni
pogonska jedinica
širok
korišteni
u
industrije, prometa i komunalnih djelatnosti
Ekonomija.
Električni
pogonska jedinica
jedan
iz
najviše
energetski intenzivni potrošači i pretvarači energije.
Teorija
regulirano
električni pogon
primio
intenzivan razvoj zahvaljujući
poboljšanja
tradicionalno i stvaranje nove moći kontrolirano
poluvodički uređaji (diode, tranzistori i
tiristori), integrirani krugovi, razvoj digital
informacijske tehnologije i razvoja raznih
mikroprocesorski upravljački sustavi.
Vlasništvo
teorija
u
područja
regulirano
električni pogon
je
jedan
iz
najvažniji
komponenta stručnog usavršavanja specijalista
N.I. Usenkov. Električni
smjer "Elektrotehnika,
energije i tehnologije
sky drive

1.2. Sastav i funkcije elektromotornog pogona

Funkcija
električni
konverter
EP
uključuje
u
pretvorba električne energije iz mreže C i
karakteriziran naponom Uc i strujom Ic mreže, u električnu
istu energiju koju motor zahtijeva i koju karakteriziraju količine
U, ja.
Pretvaračima se ne upravlja i njima se upravlja. Oni su
mogu imati jednostrani (ispravljači) ili dvostrani (s
dostupnost
dva
kompleti
ventili)
provodljivost,
Na
jednosmjerno provođenje pretvarača i obrnuto (od
opterećenje) protok energije koristi dodatni ključ
element na tranzistoru za "odvođenje" energije u načinu kočenja
električni pogon.
EMI elektromehanički pretvarač (motor), uvijek
prisutna u pogonu pretvara električnu
energije (U, I) u mehaničku energiju (M,ω).
Mehanički pretvarač MP (mjenjač): mjenjač, ​​par
matica vijka, N.I.
blokovi,
Usenkov.radilica
Električni mehanizam radilice
Koordinirati
moment M i brzina ω motora s
sky drive

Slika 1.2. Energetski kanal elektromotornog pogona
P2
P1
Neto
ΔPs
ΔPe
Mi, ja s
∆Pr
ΔPm
ΔPem
U, ja
Mm, ω m
M, w
EMF
EP
Δ Pro
MP
∆Pr
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
RO

količine,
karakterizirajući
kabriolet
energija:
naponi, struje momenti (sile) brzine položaj osovine u
prostor nazivaju koordinate pogona.
Glavna funkcija aktuatora je kontrola
koordinate, odnosno u njihovom prisilnom smjeru
mijenjati u skladu sa zahtjevima tehnoloških
postupak.
Koordinate se moraju upravljati unutar,
dopušteno
strukture
elementi
električni pogon,
kako
osigurati pouzdanost sustava. Ovi dopušteni
granice su obično povezane s nazivnim vrijednostima koordinata,
osiguravajući optimalno korištenje opreme.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

automatizirani
električni pogon
(AEP)
ovaj
elektromehanički sustav koji se sastoji od električnih
EM stroj povezan mehaničkim prijenosom
PU s radnim mehanizmom RM, pretvarač snage SP,
SU upravljački sustav, BSU senzorska jedinica,
koji djeluju kao povratni senzori
glavni
varijable
Države
EP
(parametri:
položaj osovine radnog stroja, kutna brzina, moment,
struja motora) i opskrba napajanja
napajanje navedenih električnih uređaja.
Poluvodič
zajednički pothvat
poslužiti
za
usklađivanje
električni
parametrima
izvor
električni
energije
(napon,
frekvencija)
iz
električni
parametri EM stroja i regulacija njegovih parametara
(brzina, napon i obrat rotacije
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Slika 1.3. Blok dijagram automatiziranog
električni pogon
Izvor snage
Signal
zadataka
EM
SU
zajednički pothvat
BSU
PU
RM
EP informacijski kanal
Električni dio EP-a
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
Mehanički dio EP-a

Upravljački sustav je dizajniran za upravljanje
pretvarač snage i izgrađen je, u pravilu, na
čipovi ili mikroprocesor. Na ulazu u sustav
upravljanje
služio
signal
zadataka
I
signale
negativna povratna informacija od senzorske jedinice
uređaja.
Sustav
upravljanje,
u
suglasnost
iz
algoritam ugrađen u njega, generira signale
upravljanje pretvaračem snage, upravljanje
električni stroj.
Najviše
savršen
električni pogon
je
automatizirani
električni pogon
podesiv
električni pogon
iz
automatski
propis
varijable stanja.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Automatizirani električni pogon se dijeli na:
EP stabiliziran brzinom ili momentom;
Softverski kontrolirani EP koji se kreće
radni mehanizam u skladu s programom uključenim u signal
zadaci;
Follower EA, koji pomiče radni mehanizam
prema proizvoljno promjenjivom ulaznom signalu
Pozicijski
EP,
dizajniran
regulacija položaja radnog mehanizma
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
za

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Električni pogon na bazi istosmjernih motora
Trenutno
korišteni
u
razne
industrije
industrija:
metalurgija,
inženjering,
kemijska, ugljena, obrada drveta itd.
Regulativa
kutni
ubrzati
motori
trajna
Trenutno
uzima
važno
mjesto
u
automatizirani električni pogon. Aplikacija sa
ova namjena tiristorskih pretvarača je
jedan od suvremenih načina stvaranja reguliranog
DC električni pogon.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Kontrolu brzine DPT-a s HB provode tri
načini:
1. Promjena napona na armaturi motora s konstantnom strujom u namotu
uzbuđenje;
2. Promjenom struje u uzbudnom namotu motora na konstantu
napon sidra;
3. Kombinirana promjena napona armature motora
uzbudni namot.
i struja u
Mijenja se napon armature motora ili struja u namotu polja
korištenjem kontroliranih ispravljača, od kojih je najveća primjena
dobio jednofazne i trofazne mosne ispravljače.
Prilikom upravljanja motorom kroz krug namota polja, kontrolirani
ispravljač je dizajniran za manju snagu i ima bolje pokazatelje težine, veličine i troškova.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Međutim, zbog velike vremenske konstante
uzbudnih namota, električni pogon ima najgore
dinamičan
Svojstva
(je
manje
velike brzine) nego na krugu armature motora. Tako
put
izbor
lanci
upravljanje
odlučan
specifične zahtjeve za pogon.
Pri radu s proizvodnim mehanizmima
(npr. glavni i pomoćni mehanizmi
zupčanici u strojevima za obradu, kranski mehanizmi,
dizala) potrebno je promijeniti smjer vrtnje
motor
(shvatiti
obrnuto).
Promijeniti
smjerovi rotacije obično su popraćeni takvim
zahtjevi poput brzog (i u isto vrijeme glatko)
kočenje i glatko ubrzanje.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Može se postići preokret smjera vrtnje pogonskog motora
promjenom polariteta napona koji se dovodi na armaturu ili promjenom
smjer struje u uzbudnom namotu. U tu svrhu u sidrenom lancu odn
namoti uzbude ulaze u kontaktnu sklopku (reverser) ili
koriste se dva kontrolirana tiristorska pretvarača.
Strukturni dijagram reverzibilnog tiristorskog pretvarača s
kontaktni prekidač u krugu namota armature prikazan je na slici. U
ovaj sklop, kao u većini pretvarača dizajniranih za
pogon, način ispravljanja izmjenjuje se s invertirajućim načinom rada.
Tako, na primjer, kada ubrzavate u start modu i stabilizirate ga
Uvjeti
podići
opterećenja
na
vratilo
motor
tiristor
pretvarač radi u načinu ispravljanja, opskrbljujući energiju
motor. Ako je potrebno, kočenje i naknadno zaustavljanje
dovod energije motora u njega iz mreže preko pretvarača
Stop,
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

prevođenje
motor u invertnom načinu rada.
DC stroj pod djelovanjem inercije
masa na svojoj osovini prelazi u generatorski mod,
vraćanje pohranjene energije kroz pretvarač
na AC mrežu (regenerativno kočenje).
Blok dijagram pretvarača unatrag
Neto
380 V, 50 Hz
Usink
VS1
UZ1
VS6
SIFU
Uo.s
1
ID1
2
QS1
Uda
1
2
ID2
M1
LM1
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
Uz.s

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Tiristorski pretvarač-motorni sustav

Glavni tip pretvarača koji se koristi u reguliranim
DC EP su poluvodički statički
pretvarači (tranzistor i tiristor). Oni predstavljaju
kontrolirani reverzni ili neokretni ispravljači,
prikupljeni na nuli ili mostu jednofazni ili trofazni
sheme. Tranzistori snage uglavnom se koriste za
pulsna regulacija napona u EP male snage.
Princip rada, svojstva i karakteristike TP - D sustava
Razmotrimo primjer kruga prikazanog na sl. 2.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

à)
á)
~ U1
i1
T1
e2.1
VS1
Ud
+
M2
+
Ia1
iskaznica
Uo1
Uo
2
e2.2
LM
3
VS2
ja
0
L
1
Ia2
4
5
6
Uo2
Ñ È Ô Ó
UÑ
Slika
2
N.I. Usenkov.
Električni
sky drive
7
M

Upravljani ispravljač (pretvarač) uključuje
odgovarajući transformator T, koji ima dva sekundarna namota,
dva tiristora VS1 i VS2, reaktor za zaglađivanje s
induktivitet L i pulsno-fazni sustav upravljanja
SIFU. Uzbudni namot OBM motora se napaja vlastitim snagama
izvor.
Ispravljač osigurava regulaciju napona uključen
motora mijenjanjem prosječne vrijednosti njegovog EMF EP. Ovaj
postiže se uz pomoć SIFU, koji se na signalu UU mijenja
kut upravljanja tiristora α (kut kašnjenja otvaranja
tiristori VS1 i VS2 u odnosu na trenutak kada je potencijal uključen
njihove anode postaju pozitivne u odnosu na
potencijal na katodi). Kada je α = 0, tj. tiristori VS1 i VS2
primati upravljačke impulse Uα od SIFU u određenom trenutku,
pretvarač vrši punovalno ispravljanje
a na armaturu motora se dovodi puni napon. Ako s
pomoću SIFU-a, dovod upravljačkih impulsa na tiristori VS1 i
VS2 se javlja s pomakom (kašnjenjem) za kut α ≠ 0, tada EMF
pretvarač smanjuje, a posljedično i smanjuje
prosječni napon doveden na motor.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Ovisnost prosječne vrijednosti EMF-a višefaznog pretvarača
iz kuta upravljanja tiristora a ima oblik:
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
gdje je m broj faza;
E - amplituda vrijednost EMF pretvarača;
ESR0 - EMF pretvarača pri α = 0.
Kako bi se smanjio štetan učinak valovitosti struje na cilj armature
obično se uključuje reaktor za izravnavanje čija induktivnost L
odabire se ovisno o dopuštenoj razini valovitosti struje.
Jednadžbe za elektromehaničke i mehaničke karakteristike
motor:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RY RP k
ECP 0 koz
k M RÂ
RP
k2
gdje
- ekvivalentni otpor
RP xT m 2 RT RL
konverter;
xT, RT - reducira se na sekundarni namot
induktivna reaktancija propuštanja i aktivni otpor
namoti transformatora;
RL je aktivni otpor reaktora za zaglađivanje.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

U zasjenjenom području motor radi u načinu rada
intermitentna struja, koja određuje zamjetnu promjenu (smanjenje)
karakteristike krutosti. Zbog jednosmjernog provođenja
karakteristike pretvarača nalaze se samo u prvom
(1...3 pri α = 0; 30, 60°) i četvrti (4...7 pri α = 90, 120, 150, 180°)
kvadrantima. Manji kontrolni kutovi odgovaraju većem SP i,
dakle veća brzina motora; pri α = π/2 EMF
UV EP = 0 i motor radi u načinu dinamičkog kočenja.
Na sl. Slika 3 prikazuje dijagram EA s trofaznim mostom
nepovratno UV.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

~ 380 Â; 50 Ãö
T1
UÑ
Uo
Ñ
È
Ô
Ó
U
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
Ud
L
iskaznica
M1
+
LM
-
UB
N.I. Usenkov.
Električni
Slika
3
sky drive
-

Za performanse motora u sva četiri
kvadrantima se koriste reverzibilni kontrolirani ispravljači,
koji se sastoje od dva nereverzibilna ispravljača npr. sa
nulti izlaz sl. 4.
ali)
~ 380 V; 50 Hz
b)
T1
2
UC
U
U
IZ
I
F
Na
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
L1
-
2
L
1 minuta
0
min
M
1 2
1 max
M1
UB
2 2
L2
+
maks
-
N.I. Usenkov.
Električni
Slika
4
sky drive

Reverzibilno
pozvao
pretvarači,
dopuštajući
promijeniti polaritet istosmjernog napona i struje u opterećenju.
Reverzibilni SW koristi dva osnovna principa
upravljanje ventilskim setovima: spojeno i odvojeno.
Zajednička kontrola osigurava opskrbu iz sustava
pulsno-fazno upravljanje tiristorima upravljački impulsi
Uα istovremeno na tiristorima oba seta - VS1, VS3, VS5
(katodna skupina) i VS2, VS4, VS6 (anodna skupina). Istodobno, zbog
prisutnost kuta pomaka između kontrolnih impulsa dva skupa
tiristori blizu π, jedan od njih radi u ispravljaču
način rada i provodi struju, a drugi, koji radi u inverterskom modu, struju
ne provodi. Kako bi se osigurala takva kontrola između prosjeka
EMF vrijednosti ispravljača i pretvarača moraju postojati
omjer
, međutim, zbog razlike trenutnih vrijednosti
EMF između skupova tiristora teče tzv
struja uravnoteženja. Da biste ga ograničili u krugu prikazanom na sl.
4a, dani su prenaponski reaktori L1 i L2.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Sheme pretvarača ventila,
osigurava promjenu smjera
protok energije
U automatiziranim električnim pogonima
prilagoditi brzinu pogonskog motora.
potreban
Kod korištenja istosmjernih strojeva postoji
zadatak nije samo kontrolirati brzinu rotacije, (za
promjenom veličine napona napajanja), ali i
promjena smjera vrtnje (obrnuto). Za ovo
potrebno je promijeniti i polaritet napona
opterećenje, te smjer struje u opterećenju.
Ovaj problem se rješava posebnim
DC pretvarač bez primjene
kontaktna oprema,
takozvani revers
N.I. Usenkov. Električni
dc pretvarač
struja, koja se sastoji
sky drive

koji se sastoji od dva seta ventila, od kojih svaki
omogućuje protok struje kroz opterećenje samo u jednom
smjer.
Sve postojeće sheme pretvarača reverznih ventila
mogu se podijeliti u dvije klase:
križne ("osam") sheme i
protuparalelni krugovi.
U križnim krugovima (slika a - nula i b - most)
transformator ima dvije skupine izoliranih namota ventila,
iz kojih se napajaju dva seta ventila.
U krugovima jedan uz drugi (slika c), samo jedan
skupina namota ventila transformatora.
Obrnuto
su:
pretvarači
najviše
trofazna nula;
dvostruki trofazni s izjednačenjem
reaktor i
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
raširena

Trofazni reverzni pretvarač
s nultim izlazom
A
T1
C
Usink
N
a
UZ1
B
b1
1
c1
a2
b
c2
2
Iur2
Lur1
ID1
Uda
Iur2
VS1…
VS3
US2
Lur2
ID2
M1
N.I. Usenkov. Električni
LM1
sky drive
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Usink
Uzs

Za induktivne se koriste trofazni ispravljački krugovi
opterećenje za napajanje uzbudnih namota električnih strojeva,
šestofazni
za pogon sidrenih lanaca motora,
dvanaestfazni posebno snažni električni pogoni.
Rad reverznog pretvarača
Pretpostavimo da je u početnom trenutku vremena stroj
okreće se u smjeru kazaljke na satu brzinom od n o/min. Istovremeno, ona
razvijena povratna EMF Ejak i struja I protjecala je kroz sidreni krug
(slika
). Stroj je bio pokretan od prve
Komplet ventila pretvarača UZ1 koji radi u
način ispravljanja. Za smanjenje brzine vrtnje
stroja, potrebno je smanjiti napon napajanja koji mu se tada dovodi
postoji potreba za povećanjem kuta upravljanja tiristora
VS1,VS2,VS3 od UZ1 ispravljača.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Istodobno, zbog inercije motora, njegov povratni EMF Ejak ne može
naglo mijenja i ispada da je veći od napona Ud1 na
izlaz
konverter
(na
sidro
motor).
ventili
pretvarač UZ1 brzo se gasi i struja opterećenja se smanjuje
do nule. Ali na stezaljkama sidrenog lanca električnog stroja,
rotirajući po inerciji, čuva se povratni EMF Eyak, koji
omogućuje korisno korištenje kinetičke energije rotacije
pogon, pretvarajući ga u električni, i to u isto vrijeme brzo
usporiti električni automobil.
Da biste to učinili, morate pretvoriti prvi komplet ventila u
inverterski način rada, tj. povećati kut α1 > 90°. Ali prvo
Komplet pretvarača UZ1 ne može se koristiti u pretvaraču
način rada, jer je potrebno imati obrnuti polaritet na stroju
napon Ud1. Stoga, drugi
set ventila UZ2 (α2 > 90°), čiji je izlaz spojen na
opterećenje paralelno s izlazom prvog skupa UZ1. Automobil
radi u generatorskom modu, pa je njegova brzina vrtnje
Slapovi. Posljedično, back-EMF Eyak, koji je
napon napajanja N.I.
za Usenkova.
drugi Električni
UZ2 kit koji djeluje
inverterski način rada. sky drive

n
Kočenje
Motor e
Overclocking
način rada
Motor
način rada
0
t
Obrnuto
ja
E
0
t
<90
US2
U
I
>90
I
>90
<90
UZ1
U
UZ1
<90
U
Slika 1.2. Dijagram načina rada
DC električni stroj
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Kada se električni stroj zaustavi (Ejak=0; n=0), možete
drugi set UZ2 ventila pretvoriti u ispravljač
način rada (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
u rad motora i pokreće ga drugi set ventila
US2.
Smjer
rotacija
automobili
promjene
na
nasuprot (motor rikverc) i ona počinje ponovno
ubrzati (od n=0 do zadane brzine, na primjer, do
n=nnom u trećem kvadrantu pogonskih koordinata: n i I ili n
i M).
Ako je ponovno potrebno obrnuto, onda
kut α2 drugog seta ventila UZ2, njegovi ventili su zatvoreni.
Prvi set ventila UZ1 pretvara se u inverter
mod (α 1>90°), smjer struje armature Id je obrnut,
električni stroj radi u generatorskom režimu sve dok
potpuno zaustavljanje motora.
U budućnosti, sa smanjenjem kuta α1> 90°, prvi set
ventili UZ1 se prebacuje na ispravljački način rada i
motor se ubrzava do zadane brzine.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Regulirajuća karakteristika reverzibilnog
konverter
Uda
Ud0
Udα1
α1
Način rada
ispravljač
0
Udβ1
π
π/2
Način rada
pretvarač
α2
β1
-Ud0
Udβ
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
α
β

Ako su prosječne vrijednosti naprezanja na
na izlazu UZ1 i UZ2 dobivamo izraz
Udocosα1 = Udocosβ2.
Stoga je potrebno da je α1= β2. Budući da je u
mod invertera β =180°- α, tada uvjet jednakosti
prosječne vrijednosti napona u krugu za izjednačavanje
može se predstaviti kao α1+ α2 =180°, gdje su α1 i α2 kutovi
upravljanje tiristorima prvog i drugog seta
ventili, računajući od točke prirodnog
otključavanje tiristora.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Vanjske karakteristike reverzibilnog
konverter
Vanjske karakteristike ispravljača i pretvarača
skupovi su u ovom slučaju nastavak jednog
drugu i dati linearnu rezultirajuću vanjsku
karakteristike reverznog pretvarača
Uda
β1
α1
β1 > β
2
α2 > α
β3 > β
2
1
α3 > α
2
Način rada
pretvarač
Način rada
ispravljač
0
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
iskaznica

Zajednička kontrola ventila
kompleti
Ako se kontrolni impulsi primjenjuju istovremeno na
ventili oba seta UZ1 i UZ2, te regulacijski kutovi
tiristori ispunjavaju uvjet
α1 + α2 = π,
kontrolirati
ventil
dogovoren.
grupe
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
pozvao

Odvojena kontrola ventila
kompleti
Kako bi se dobio električni pogon koji radi u sva četiri
kvadranta polja: ω - I ili ω - M, potrebno je koristiti obrnuti
tiristorski pretvarač koji osigurava protok struje armature
motor u oba smjera.
Reverzni pretvarači sadrže dvije skupine tiristora,
spojeni nasuprot paralelno jedan s drugim.
U ovoj shemi, dva seta ventila UZ1 i UZ2, svaki sastavljen prema
trofazni mostni krug, spojen međusobno paralelno s
suprotnog polariteta na strani ispravljene struje.
Impulse za otključavanje primijeniti istovremeno na obje skupine tiristora
nije moguće jer će doći do kratkog spoja. Stoga, u ovoj shemi
može samo raditi
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

jedna grupa tiristora UZ1 ili UZ2; drugu grupu
tiristori moraju biti zatvoreni (impulsi otvaranja
uklonjen).
Dakle, obrnuti pretvarači s
odvojeno upravljanje - to su pretvarači, in
koji kontrolni impulsi dolaze samo do jednog
iz skupova ventila koji provode struju. impulsi
kontrola na drugi set ventila u ovom trenutku nije
se isporučuju i njegovi ventili su zatvoreni. Reaktor Lur u shemi
možda nedostaje. Vidi Gorby243s
Uz odvojenu kontrolu ventila,
samo ona skupina tiristora, koja je trenutno
mora provoditi struju u opterećenju. Odabir ove grupe
ovisi o smjeru kretanja aktuatora ("Naprijed" ili
"Natrag") i iz načina rada pogona: motor
način rada ili regenerativno kočenje.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Tablica 1 - Izbor kompleta ventila
EP način rada
Motor
Kočnica
Smjer
pokreti
"Naprijed"
UZ1
US2
"Leđa"
US2
UZ1
U EA kontrolnim sustavima odabir i uključivanje željene skupine
tiristori se proizvodi automatski pomoću logičke
sklopni uređaj LPU, čiji je princip konstrukcije
prikazano na slici.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Prihvaćamo smjer struje armature kada radimo "Naprijed".
motorni mod za pozitiv. Uz pozitivan signal
postavljanje brzine ωset, koja odgovara kretanju
"Naprijed" i
signal greške brzine, koji je također u motornom načinu rada
bit će (ωset- ω)≥0, signal koji dolazi u LPU iz strujnog regulatora,
imat će znak (+). U skladu s tim, zdravstvena ustanova će uključiti elektroniku
ključ QS1, koji opskrbljuje otključavajućim impulsima tiristor
grupa UZ1. Upravljački kut α1 postavlja sustav
automatska regulacija prema izlaznom signalu
strujni regulator RT. Oba SIFU-a (1) i (2) rade zajedno tako da
koliki je zbroj zbroja kutova
α1 + α2 = π .
(1)
Dakle, za tiristorsku skupinu koja radi u
ispravljački način, okidački impulsi se primjenjuju pod kutom α1 =
0…π/2. U isto vrijeme, SIFU2 generira impulse
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

kontrolni kut α2 = π - α1, tj. kontrolni kut,
relevantan
pretvarač
režim
raditi
pretvarač UZ2. Međutim, budući da je elektronički ključ
QS2 je otvoren, upravljački impulsi na tiristori grupe
UZ2 nisu primljeni.
UZ2 pretvarač je zatvoren, ali
pripremljen za rad u inverterskom modu.
Takav
načelo
dogovoren
upravljanje
setovi ventila, definirani s (1), dopušta
uskladiti mehaničke karakteristike pogona na
motor i načini kočenja, kao što je prikazano u
lik.
Na
potreba
kočenje
voziti
referentni signal brzine ωset se smanjuje. Greška do
brzina mijenja znak (ωass - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
signal se mijenja iz (+) u (-), prema čemu
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Kontakt QS1 se gasi, a kontakt QS2 se uključuje. ali
uključivanje kontakta QS2 se ne događa odmah, već s nekim
vremensko kašnjenje potrebno da struja armature do
smanjio na nulu i tiristori UZ1 su obnovili blokadu
Svojstva. Padom struje na nulu kontrolira strujni senzor DT i
nul-organ ALI (u drugim shemama, u tu svrhu,
senzori vodljivosti ventila).
Kada struja padne na nulu, nakon određenog kašnjenja
vrijeme, ključ QS2 je uključen i pretvarač počinje raditi
UZ2, već pripremljen za rad u inverterskom načinu rada. Pogonska jedinica
ulazi u način regenerativnog kočenja, ukupno vrijeme
preklopna tiristorska skupina je 5 - 10 ms, što je
prihvatljivo kako bi se osigurala visoka kvaliteta ES kontrole.
Kada radite u motornom načinu rada u smjeru "Natrag", znak
referenca brzine je negativna, a apsolutna vrijednost
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

pogreške brzine |ωset - ω | pozitivno, dakle
LPU ulaz prima negativan signal i uključuje se
ključ
QS2.
Radni
konverter
US2
u
način ispravljanja. Logička pravila rada
LPU su ilustrirani u tablici 2.
Koriste se i druge sheme zdravstvenih ustanova.
Mehaničke karakteristike pogona za vožnju unazad TP-D
s odvojenim upravljanjem prikazani su na slici.
S kontinuiranom strujom
opisani su jednadžbom (1).
sidra
motor
oni
U načinu diskontinuiranih struja u području malih
vrijednosti zakretnog momenta, linearnost karakteristika je narušena.
U modernim strujnim i brzinskim zatvorenim sustavima
regulacije, zahvaljujući korištenju adaptivnih
kontrolera, moguće je linearizirati mehanički
karakteristike EP iN.I.
priUsenkov.
mali električni
trenutne vrijednosti.
sky drive

Tablica 2 - Logika rada zdravstvene ustanove
Znak
Znak
Znak
Uključen
Radni
Način rada
ωass
|ωguza- ω|
na ulazu
ključ
raditi
zdravstvenoj ustanovi
QS
Pretvoriti
Eh
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
US2
-
+
-
QS2
US2
-
-
+
QS1
UZ1
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
električni pogon
ali
Motor
th
Kočnica
Motor
th
Kočnica

Vanjska karakteristika ispravljača
Uda
Ud0
Ud1
0
iskaznica
I d1
Ja k.z
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

7. Električni pogon i automatizacija industrijskih instalacija i tehnoloških kompleksa

Tehnička izvedba
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Zadatak 1. Odrediti vrijednosti reduciranih momenata J i Ms at
dizanje tereta (slika 1.), ako je poznato: Jd = 3,2 kg m2; Jr.o.=3,6 kg m2;
prijenosni omjer mjenjača p=0,96; Učinkovitost izvršnog tijela
(bubanj) B=0,94; kutna brzina motora ω=112 rad/s; ubrzati
opterećenje dizanja v=0,2 m/s; masa tereta m=1000 kg.
Obrazloženje.
Smanjeni statički moment:
Mc
F p . o. str. o.
p B D
m g p.o.
p B D
1000 9,81 0,2
19,41 hm
0,96 0,94 112
Smanjeni moment inercije J:
J
J D J ro
i p2
m(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3,3 kg m2.
2
D
112
6,14
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Jd, np, ip, str
M, d, Jd
D
PU
Mpo, po, jpo
RO (b) i shema 3. Upoznajte se
MatLab7/Simulink3.
knjižnica
major
blokova
u
program
4. Sastaviti blok model laboratorijske postavke za izvođenje
istražiti u skladu sa zadanom temom i dati kratak opis
korišteni funkcionalni uređaji i virtualno mjerenje
uređaji.
5. Istražite postavke virtualnog laboratorija i unesite početni
podatke u dijaloškim okvirima programa. Formulirajte plan
eksperiment.
6. Nakon dovršetka rada sastavite izvješće o strukturi:
Naziv djela i svrha djela;
Opis laboratorijskog stalka;
Analiza oscilograma eksperimentalnih ovisnosti;
Zaključci.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Rad broj N. Istraživanje elektromotornog pogona prema
struktura "ispravljač-pretvarač-sinkroni motor"
Blok model električnog pogona s asinkronim motorom
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Rezultati simulacije
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI

RUSKA FEDERACIJA
FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE
DRŽAVNA OBRAZOVNA USTANOVA

VISOKO STRUČNO OBRAZOVANJE
UFIMSKY DRŽAVNO ULJE

TEHNIČKO SVEUČILIŠTE

V.I.BABAKIN

Tečaj predavanja iz discipline:

„Automatski električni pogon standarda

proizvodnih mehanizama i tehnoloških

kompleksi."
2. dio.

Ufa 2007

1.AED s asinkronim motorom 4

1.1AEP s IM s reostatskom kontrolom 4

1.2AEP s AKZD s podesivim naponom koji se dovodi na stator AD 5

2. Trenutno stanje AED-a s AC motorima 7

2.1 Problemi sinteze i kontrole AED 7

3. Automatizirani asinkroni električni pogon koji koristi sinkroni

Pretvarači frekvencije električnih strojeva 9

4. Automatizirani asinkroni električni pogon pomoću asinkronog

Pretvarači frekvencije električnih strojeva 11

5.Automatski električni pogon s AC motorom sa statičkim pretvaračima frekvencije (SFC) 11

5.1 Pretvarač frekvencije s istosmjernom vezom 12

13

7. AEPT s PE koji ima kontrolirani ispravljač u strukturi………………………… .14

8. Kontrola brzine u AED-u s FC s UV………………………………………………… ...17

9. Počnite u AED s FC sa SW…………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………

10. Kočenje u AED-u sa SW-om………………………………………………………………………..19

10.1.Snažno kočenje unatrag (RT)…………………………………………………………… ..19

10.2.Dinamičko kočenje……………………………………………………………………………… 19

10.3. Obrnuto …………………………………………………………………………………………………. ..dvadeset

11. Prednosti i nedostaci AED-a s FC sa SW-om………………………………………………………… .20

12. Automatizirani električni pogon pomoću invertera sa WIDE……………………….20

13. Regulacija brzine, startno kočenje u AED sa WID…………………………… ...21

13.1 Kontrola brzine u AED-u s WID-om…………………………………………………………… …21

13.2 Pokretanje u AED-u sa SHIRD-om………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………

13.3 Kočenje u AED-u s SHIR-om……………………………………………………………………………… 22

14 Automatizirani električni pogon pomoću PWM pretvarača……………………………….22

15 Princip rada pretvarača s PWM-om…………………………………………………………………………..23

16 Shematski dijagrami pretvarača s PWM-om……………………………………………………………24

17 FC s PWM baziranim na tiristorima koji se ne mogu zaključati……………………………………………..25

18 Elementna baza suvremenih frekventnih pretvarača………………………………26

18.1 Filtri za napajanje…………………………………………………………………………………………27

18.2 Karakteristike modernih moćnih prekidača za napajanje s dvostranim hladnjakom

19 Glavne sheme pretvarača na bazi IGBT tranzistora………………………………………………29

20 Kontrola brzine u AED-u s FC s PWM-om……………………………………………….29

21 Počevši od AED-a s FC s PWM-om………………………………………………………………………………..29

22 Kočenje u AED-u s PWM pretvaračem………………………………………………………… .29

23 Hitni načini rada u AED-u s FC s PWM-om………………………………………………………29

24 Utjecaj duljine montažnog kabela na prenapon na stezaljkama motora……….30

25 Načela i osnove vektorskog upravljanja…………………………………………………………34

26 Realizacija vektorskog upravljanja……………………………………………………………………..36

27 Automatizirani AC električni pogon s izravnom pretvorbom

Frekventna lopatica (LFC)…………………………………………………………………… ..38

28 Automatizirani pogon izmjenične struje u kaskadnim krugovima………….40

29 Automatizirani električni pogoni s kaskadama elektromotora………………………………………………………………………………………………………… 42

30 Automatizirani električni pogoni s kaskadama elektromehaničkih elektrostrojeva………………………………………………………………………………………………………..43

31 Automatizirani električni pogoni s asinkronim ventilskim stupnjevima (AVK).44

32 Automatizirani AC pogoni sa strojevima s dvostrukim napajanjem

Niya…………………………………………………………………………………………………………. .45

33 Automatizirani pogoni izmjenične struje sa strojevima s dvostrukom snagom u sinkronom načinu rada……………………………………………………………………… 46

34 Automatizirani AC pogoni sa strojevima s dvostrukim napajanjem

Niya u asinkronom načinu rada………………………………………………………………………..48

35 Automatizirani AC električni pogoni s motorom bez četkica …50

36 Automatizirani servo pogoni izmjenične struje……… …….52
1. AED s asinkronim motorom
1.1 AED s IM s reostatskom regulacijom.

Ove sheme se koriste za IM s faznim rotorom.

Princip rada: Promjenom aktivnog otpora kruga rotora utječemo na klizanje, a mijenjamo kutnu brzinu.

Jedan od najvažnijih pokazatelja kvalitete regulacije je glatkoća. U ovom slučaju, to ovisi o broju koraka dodatnog otpora uvedenog u krug rotora, koji je, pak, ograničen standardnom upravljačkom opremom pomoću krugova relej-kontaktora. Povećanje broja stupnjeva dovest će do povećanja broja releja i kontakata, što će zauzvrat dovesti do smanjenja brzine i pouzdanosti sustava u cjelini. Osim toga, takvi električni pogoni imaju niske energetske performanse, nisku učinkovitost u području duboke regulacije, uz značajno povećanje dodatnog otpora, krutost karakteristike naglo se smanjuje, što će utjecati na stabilnost električnog pogona.

Kako bi se povećala glatkoća regulacije, koristi se pulsna parametarska regulacija. Bit ove metode leži u naizmjeničnom uvođenju i uklanjanju dodatnog otpora u krugu rotora, dok je prosječna vrijednost jednaka:

gdje je t 1 - trajanje zatvorenog stanja ključa;

T 2 - trajanje otvorenog stanja ključa.

sl.2

ω će se glatko mijenjati u prolazu između dvije granične karakteristike ε=1 i ε=0

Raspon kontrole brzine u EA s kontrolom reostata ograničen je na:

1. 
   Veliki gubici snage (niska učinkovitost)
2. 
   Niska stabilnost (D=1,5÷1).

^ 1.2 AED s AKZD s podesivim naponom koji se dovodi na stator IM.
Princip rada takvih električnih pogona je da kada se napon doveden na stator smanji proporcionalno kvadratu napona, elektromagnetski moment se smanjuje, a brzina vrtnje ω smanjuje.
Regulacija se provodi pomoću regulatora napona uključenih u krug statora. Postoje dvije vrste regulacije:

• 
  impuls;
• 
  stalan.

Donedavno su se uglavnom koristile metode impulsne kontrole.

Najjednostavniji dijagram impulsnog upravljanja:
sl.3
U ovom slučaju, učestalost zatvaranja i otvaranja je razmjerna učestalosti mreže f ≤ 200 Hz. Kada se radni ciklus upravljačkih impulsa promijeni, efektivna vrijednost napona se mijenja:
Kada je ε=1, motor radi na prirodnoj mehaničkoj karakteristici, dok su ključevi K stalno zatvoreni. Kako ε opada, kutna brzina se smanjuje. U tom slučaju, kritični moment M CR se smanjuje, kao rezultat, smanjenje kapaciteta preopterećenja (krutosti) radnog dijela mehaničke karakteristike. Pri malim vrijednostima radnog ciklusa, tj. pri malim brzinama pogon je nestabilan.

nedostaci:

• 
  Niske energetske performanse, koje su povezane s povećanjem napona i brzine, kao i s prijelaznim elektromagnetskim procesima uzrokovanim uključivanjem i isključivanjem namota statora motora.
• 
  Takvi električni pogoni mogu raditi samo u kontinuiranom načinu rada, jer. ne osiguravaju kratkotrajno pokretanje i zaustavljanje motora.

Nešto bolje, u tom pogledu, indikatori imaju električne pogone s impulsnom regulacijom napona i izmjenom faze impulsa.

KN se uključuje u intervalima isključenog stanja tipki KV, na ε=0 impulsa koji upravljaju tipkama KV. EA će raditi u režimu kočenja protiv prekidača. Obitelj mehaničkih karakteristika u takvom EA bit će čvršća u radnom dijelu (preopterećenje je manje).

Razlika između mehaničkih karakteristika u impulsnoj regulaciji napona i impulsnoj izmjeni faza (u radnom dijelu električni pogon radi stabilnije). Pri vrlo malim vrijednostima ε karakteristike prelaze u područje kočenja protuožičenjem, što omogućuje brzo zaustavljanje motora. Takvi električni pogoni su za povremene načine rada, ali ti električni pogoni imaju još niže energetske performanse, tk. nametanje motora i načina kočenja uzrokuje gotovo kontinuirane elektromagnetske prijelazne pojave, praćene velikim gubicima snage.

nedostaci:

Smanjenje napona napajanja pri konstantnoj snazi ​​na osovini motora dovest će do smanjenja napona na stezaljkama rotora, povećanja struje rotora, smanjenja faktora snage motora i smanjenja učinkovitosti.

Pokazatelji kvalitete:

1. 
   Niska energetska učinkovitost;
2. 
   Niska stabilnost regulacije:
3. 
   Raspon upravljanja D=1,5÷1;
4. 
   Glatkoća je visoka;
5. 
   Smjer jedne veze "dolje";

Preporučljivo je regulirati M=konst jer to vam djelomično omogućuje da se riješite prvog nedostatka.

Trenutno se široko koriste EP s kontinuiranom regulacijom napona:

• 
  RN-AD;
• 
  TRN-AD.

Takvi električni pogoni imaju puno bolje energetske performanse od ED s IRN, ali sve ostale performanse su iste.
Nedavno su takvi električni pogoni dobili nerazumno široko oglašavanje. Predlaže se da se koriste za mehanizme koji rade u ponovljenom kratkotrajnom načinu rada. Regulacija ω u TRN-IM sustavu provodi se promjenom napona na terminalu statora promjenom kuta paljenja tiristora. sl.5

^ Prednosti EP prema TRN-AD sustavu: Što se tiče početnih troškova, to je 30-40% jeftinije od EP-a s frekventnim pretvaračem; troškovi održavanja smanjuju se za 20-50%.

^ Nedostaci EP prema TRN-AD sustavu: Nisko područje upravljanja D=2÷1.

Taj se nedostatak donekle može otkloniti korištenjem AED-a s podesivim EMF-om u namotu statora, t.j. ne regulacija napona, nego EMF.

^ 2. Trenutno stanje AED-a s AC motorima.

2.1 Problemi sinteze i kontrole AED-a.
Kontrolni objekt -

1. 
   ED (elektromehanički pretvarač);
2. 
   SP (energetski električni pretvarač);
3. 
   IP (mjerni pretvarač).

1) ED(elektromehanički pretvarač).

Najšira klasa elektromotora koji se koriste u modernom elektromotoru AKZD za opće industrijske namjene. Ovi motori su dizajnirani za korištenje u pogonima s promjenjivom brzinom, za izravnu vezu s industrijskom mrežom. U osnovi, promjene u ovom području su u prirodi nekih poboljšanja dizajna elektromotora. Razvijaju se i masovno se proizvode posebne modifikacije AKZD-a, namijenjene za korištenje u frekventno kontroliranom električnom pogonu (Siemens, AKZD se razvija i serijski proizvodi pet godina za korištenje na niskim i visokim frekvencijama napajanja od 500-1000 Hz ). Osim toga, dolazi do povećanja proizvodnje LED dioda s pobudom iz trajnih magneta (beskontaktno). Ovi elektromotori imaju poboljšane pokazatelje težine, veličine i cijene, a nisu inferiorni u pogledu tehničkih i energetskih pokazatelja. Među obećavajućim EM-ovima je induktorski motor, koji, prema riječima programera, ima mnogo bolje tehničke i energetske karakteristike i zahtijeva vrlo jednostavan pretvarač snage (cijena električnog pogona je znatno niža). Sinkroni reluktantni elektromotor ima pokazatelje težine i veličine koji se nalaze u intervalu između IM i SM, a ujedno i znatno veću energetsku učinkovitost uz znatno nižu cijenu.
2) SP(energetski električni pretvarač);

U području SP-a u električnom pogonu s istosmjernim motorima trenutno se uglavnom koriste pretvarači koji imaju strukturu ispravljača - AVI. Štoviše, ako prije 2000. godine zahtjevi za kvalitetom ispravljanja nisu bili regulirani, sada se pojavio niz regulatornih dokumenata koji strogo reguliraju prisutnost ispravljačkih uređaja u strukturi zajedničkog pothvata. To su standardi IEEE-519, IEC555 - integracijski standardi; GOST 13109. Za poboljšanje pokazatelja kvalitete suvremenih zajedničkih pothvata, posebno za poboljšanje kvalitete potrošnje energije, naime, za povećanje faktora snage, trenutno se koriste ispravljači na potpuno kontroliranim prekidačima snage sa stabilizacijom izlaznog napona. Sklopovi s dodatnom induktivnošću, sklopovi s prekidačem ulaznog ključa implementirani su pomoću pametne tehnologije. Međutim, čini se da su SP-ovi s nekontroliranim ispravljačima učinkovitiji i jeftiniji. JV trenutno koristi modernu bazu koja koristi moderne elektroničke uređaje kao što su MGT ili IGST tiristori, kao i potpuno kontrolirani IGBT tranzistori. Osim toga, trenutno se razvijaju tranzistori s naponom razlučivosti od 6-10 kV.

Trenutno, najperspektivniji način rada SP-a je visokofrekventni PWM način rada s frekvencijom modulacije od 20 kHz i vektorskom kontrolom (utjecaj kroz komponentu struje statora koja stvara moment i tvori tok). Ovaj način rada je najpovoljniji za motore s nazivnom frekvencijom od 500-1000 Hz. u ovom slučaju, problem usklađivanja frekvencije modulacije s frekvencijom napona koji napaja motor je puno lakše riješen. Trenutačno obećavajući tip zajedničkog ulaganja je i NFC, koji ima matričnu strukturu s matričnim sustavom upravljanja. Prednost takvih pretvarača je odsutnost reaktivnih elemenata, t.j. kapacitivnosti i induktivnosti u strujnom krugu, gotovo sinusni oblik izlaznog napona i struje, kao i sposobnost rada u vodećem cosφ modu.
3) IP(mjerni pretvarač).

Tradicionalno poznata sredstva trenutno se koriste kao primarni mjerači, koji uključuju komercijalno dostupne senzore struje i napona, Hallove senzore, tahogeneratore, fotopulse i senzore pomaka i položaja koda, elektromagnetske revolvere, selsyne itd. Volumen korištenja takvih modernih senzora kao što je kapacitivni, laser praktički je jednak nuli. Najperspektivniji tip IP-a su neizravni mjerači, u kojima se, na temelju lako mjerljivih parametara, kao što su aktivni i induktivni otpor motora, brzina i položaj rotora, itd. Kod korištenja takvih mjernih sustava nema potrebe za korištenjem velikog broja senzora, a posebno senzora brzine vrtnje. Takvi mjerni sustavi nazivaju se bez senzora.
^ Zadaci upravljanja električnim pogonom:

Najčešći tip problema upravljanja je problem izravne kontrole brzine rotacije EA. Osim toga, postoje posebno kontrolirani pogoni koji obavljaju zadaće regulacije elektromagnetskog momenta, snage, ubrzanja, regulacije položaja rotora, te regulacije bilo kojeg tehnološkog parametra. Osim toga, postoje zadaci stabilizacije, praćenja, pozicioniranja, osiguravanja nepromjenjivosti (je osiguravanje neovisnosti ili slabe ovisnosti o nekontroliranim smetnjama), osiguravanja autonomije (osiguranje neovisnosti bilo kojeg parametra objekta od drugih parametara).

Sinteza upravljanja ED svodi se na pronalaženje dovoljno uvjetovanog ED modela, koji je trenutno u većini slučajeva sustav Kirchhoffovih jednadžbi prema drugom Eleovom zakonu elektromagnetskih krugova ED i SP. Obično se ove jednadžbe pišu za ekvivalentni dvofazni stroj, kao i sustav Newtonovih jednadžbi za mehaničke krugove EP-a.

Glavni problem pri izradi EP modela:

• 
  Obračun zasićenja magnetskog kruga motora;
• 
  Obračun elastičnih mehaničkih veza;
• 
  Računovodstvo nelinearnih odnosa.

^ 3. Automatizirani asinkroni električni pogon koji koristi pretvarače frekvencije sinkronih električnih strojeva.
AED s električnim strojem FC imaju važnu prednost: kompatibilnost s elektroenergetskim sustavom, t.j. nemojte zagađivati ​​mrežu.

Postoje dvije vrste električnih pretvarača:

1. 
   Sinkroni IF elektrostroja (EMSPCh);
2. 
   Elektrostroj asinkroni FC (EMASCH).

AED s elektrostrojnim SFC.

Glavni element takvog sustava je trofazni sinkroni generator koji je po snazi ​​usklađen s pogonom AD. U tom slučaju izlazni napon i frekvencija određuju se kutnom brzinom osovine generatora i veličinom magnetskog toka uzbude. Kada se brzina promijeni, mijenja se i izlazni napon. Uzmemo li napon na stezaljkama faze statorskog namota, očito je da kada F=konst s povećanjem brzine vrtnje osovine, istodobno s povećanjem frekvencije, također će se povećati efektivna vrijednost izlaznog napona. U ovom slučaju može se primijeniti samo zakon o proporcionalnoj kontroli.

sl.6

PC uključuje:

• 
  Glavna veza je trofazni sinkroni generator (G2);
• 
  DPT NV (D2) izlaz G-D sustava spojen je pomoću osovine na SG;
• 
  Pomoćni pogonski motor AKZ (D1) s nereguliranom brzinom.

Faktor proporcionalnosti C izlaznog generatora (G2) može se promijeniti promjenom I B3 pomoću otpornika R 3 . Brzina rotacije osovine generatora G 2 regulirana je I V1 generatora (G1) pomoću reostata R 1, kao i I V2 motora (D2) reostatom R 2. U ovom sustavu, kontrola brzine je moguća u oba smjera od nazivne. Međutim, gornji raspon kontrole brzine se rijetko koristi jer motor radi na naponu većem od nazivnog napona. Kod potpuno povučenih reostata R 1 i R 2 napon i brzina vrtnje jednaki su nazivnoj.
Pokazatelji kvalitete:

• 
  
• 
  Niska učinkovitost, visoka cosφ;
• 
  P postavljen min = 400%

Prednosti AED-a s ESCH-om:

• 
  
• 
  Jednostavnost upravljanja.

• 
  Nedostaci AED-a s ESCH:
• 
  Niska učinkovitost;
• 
  
• 
  
• 
  Sposobnost reguliranja samo prema proporcionalnom zakonu.

^ 4. Automatizirani asinkroni električni pogon pomoću frekventnih pretvarača asinkronih električnih strojeva.
Glavni element takvog sustava je trofazni asinkroni generator koji je po snazi ​​usklađen s pogonom AD.

sl.7

Pokazatelji kvalitete:

• 
  Dvozonska regulacija, glatka, stabilna;
• 
  Niska učinkovitost, visoka cosφ;
• 
  P usta min = 200-400%

Prednosti AED-a s ESCH-om:

• 
  Nema negativnog utjecaja na mrežu;
• 
  Jednostavnost upravljanja.

Nedostaci AED-a s ESCH:

• 
  Niska učinkovitost;
• 
  Prisutnost velikog broja rotirajućih dijelova;
• 
  Nezadovoljavajući pokazatelji težine i veličine;
• 
  Sposobnost reguliranja bilo kojeg zakona.
• 
  Potreba za autotransformatorima.

^ 5. Automatizirani električni pogon s AC motorom sa statičkim pretvaračima frekvencije (SFC).
Trenutno je SFC najrašireniji i najperspektivniji tip frekventnog pretvarača kao dio automatiziranog električnog pogona s AC motorom.

HRC se klasificira prema sljedećim kriterijima:

1. 
   Prema strukturi pretvorbe energije.

• 
  FH s izravnom pretvorbom.
• 
  SFC s istosmjernom vezom.

1. 
   Po vrsti pretvarači se dijele na:

• 
  FC s mrežnim pretvaračima.

Sklopke za napajanje takvih pretvarača su zaključane kada se na anodu dovede negativan poluval napona napajanja.

• 
  FC s autonomnim pretvaračem

Prekidači snage takvih pretvarača su zaključani ili kada su sklopni kondenzatori ispražnjeni, ili uz pomoć upravljačkih impulsa.

• 
  AKO s AIN-om
• 
  FC s AIT-om
• 
  AI inverter s naizmjeničnim prebacivanjem (parcijalni pretvarač napona)
• 
  AI inverter s pojedinačnim prebacivanjem (naponski kontrolirani inverter)

^ 5.1 Pretvarač frekvencije s istosmjernom vezom
Trenutno je ovaj tip frekventnih pretvarača najrašireniji tip, a za razliku od NP+Ch, isporučuje se kao samostalni element elektromotornog pogona.

sl.8

Gdje je U 1 trofazni izmjenični napon s konstantnom amplitudom.

P 1 - kontrolirani ili nekontrolirani ispravljač, koji je dizajniran za pretvaranje ulaznog sinusoidnog napona u izlazni konstantni (pulsirajući) napon.

F - filter struje ili napona dizajniran je da izgladi mreškanje iz izlaza ispravljača.

P 2 je autonomni pretvarač struje ili napona, dizajniran za pretvaranje uglađene istosmjerne struje ili napona u trofazni izmjenični.

M - trofazni AC motor s kaveznim rotorom.
U predloženom blok dijagramu blok P1 može raditi u kontroliranom i neupravljanom načinu rada. Istodobno, u prvom slučaju, AI obavlja funkcije promjene samo izlazne frekvencije pretvarača, a funkcije utjecaja na amplitudu izlaznog napona obavlja ispravljač. U drugom slučaju, AI obavlja funkcije promjene izlazne frekvencije i efektivne vrijednosti izlaznog napona.

HC opcija ima neospornu prednost, koja se sastoji u značajnom pojednostavljenju upravljačkog sustava, unatoč prisutnosti CU. U tom je slučaju cijeli sustav znatno jeftiniji.

U slučaju NN izvedbe značajno je poboljšana kompatibilnost cijelog sustava s električnom mrežom. Međutim, u ovom slučaju, shema upravljanja postaje mnogo kompliciranija i, sukladno tome, cijeli sustav postaje puno skuplji.
^ 6. Autonomni pretvarači (AI).
Prema stupnju upravljivosti, AI se dijele na:

• 
  AI s naizmjeničnim prebacivanjem.
• 
  AI s individualnim prebacivanjem.

Razlika u krugu između ova dva invertera je u tome što u AI sa serijskim prebacivanjem svi prekidači za napajanje rade. U AI s pojedinačnim prebacivanjem, svaki radni prekidač za napajanje ima barem jedan pomoćni prekidač za napajanje. Druga je opcija obično funkcionalnija, ali u isto vrijeme mnogo skuplja i manje pouzdana. Trenutno su gotovo svi AI klasificirani kao AI sa serijskim prebacivanjem.

Razmotrimo princip rada naizmjeničnog MT-a na primjeru jednofaznog MT-a u kojem su prekidači za napajanje zaključani pomoću sklopnog kondenzatora.

T 1, T2 - radni tiristori

Neka je u trenutku t = 0 T2 otvoren, T1 zatvoren; ulazni napon se primjenjuje na Rn2, nakon vremenskog perioda koji je jednak razdoblju prebacivanja T2, impuls za otključavanje se primjenjuje na T1. U tom slučaju se ulazni napon primjenjuje na Rn1, a kroz otvoreni krug T1, Rn1, Rn2 na T2 se primjenjuje obrnuti napon sa Sk, zbog čega je T2 zaključan itd. Razdoblje uključivanja je trajanje otvaranja ključa.

Prema obliku izlaznog napona i struje, Ai se dijeli na: U AIT-u oblik izlaznog napona ovisi i o slijedu i trajanju sklopki snage i o prirodi opterećenja i obliku izlaza struja ovisi samo o slijedu i trajanju uklopnih prekidača snage.

Za AIP oblik izlazne struje ovisi kako o redoslijedu i trajanju uključivanja prekidača snage tako i o prirodi opterećenja, a oblik izlaznog napona ovisi samo o redoslijedu i trajanju uključivanja prekidača snage.

Vanjska razlika između AIT-a i AIP-a: AIT ima ulazni L - filtar i ulazni L ili LC filtar. Osim toga, ako se u krugu pretvarača koriste ne potpuno kontrolirani prekidači napajanja, tada postoji jedan kondenzator za svaku fazu AIT-a, a AIP ima jedan sklopni kondenzator za svaki prekidač napajanja.

Razmotrimo rad jednofaznog AIT-a.

T1, T3 - prekidači za napajanje anodne skupine

T2, T4 - prekidači za napajanje katodne skupine

C K - sklopni kondenzator

L je ulazni filtar.
U prvom trenutku vremena dvije su poprečne sklopke snage u otvorenom stanju - prva iz anodne skupine, druga iz katodne skupine. U trenutku otključavanja druga dva ključa za napajanje, prva dva su zaključana i tako dalje. U tom slučaju, ako su tipke T3 i T2 otvorene, kondenzator se puni u smjeru naprijed, s otvorenim tipkama T1 i T4, kondenzator se puni u suprotnom smjeru.

sl.11

U trenutku t = 0, impuls za otključavanje se primjenjuje na T1 i T4. kondenzator Ck u ovom trenutku je prethodno napunjen, a kada se T1 i T4 otvore, on se isprazni na T3 i T2 u smjeru negativnog polariteta, čime se T3 i T2 zatvaraju. u sljedećem vremenskom razdoblju jednakom razdoblju prebacivanja T1 i T4, struja kroz otpor opterećenja će teći u pozitivnom smjeru. Nakon nekog vremena kondenzator se puni u suprotnom smjeru. U ovom trenutku na T3 i T2 se primjenjuje impuls za otključavanje, kondenzator se prazni u smjeru negativnog polariteta, zaključava T1 i T4, struja teče kroz T4, Zn i otvoreni T2 i imat će negativan smjer.

^ 7. AEPT s izvanrednim stanjem koji u svojoj strukturi ima kontrolirani ispravljač.
Trenutno postoji tendencija proširenja opsega primjene kontroliranih ispravljača u FC strukturi, posebice u onim elektromotornim pogonima koji zbog tehnoloških uvjeta trebaju često kočenje (tj. za električni pogon koji radi u S5 isprekidanim način rada). To je zbog činjenice da SW ima tako važno svojstvo kao što je bilateralna vodljivost. To omogućuje korištenje takve energetski učinkovite vrste kočenja kao regenerativnog. Ali negativna svojstva ugljikovodika ne mogu se potpuno eliminirati. Trenutno se koriste pretvarači koji sadrže dva ulazna bloka: prvi je nekontrolirani ispravljač uključen u rad pogona u motornom načinu rada; drugi je SW uključen u rad pretvarača u načinu kočenja.

Razmotrimo shemu i princip rada pretvarača s tiristorom SW i tiristorom AIT, u kojem se prebacivanje prekidača za napajanje provodi pomoću sklopnih kondenzatora.

-sl.12

Ulazna jedinica pretvarača je SW izgrađen prema šestotaktnom mostnom trofaznom ispravljačkom krugu. Glavna funkcija SW-a, osim ispravljanja, je i regulacija efektivne vrijednosti izlaznog napona pretvarača. Da bi se izgladilo mreškanje izlazne struje ispravljača, koristi se serijski L-filtar.

AIT se sastoji od šest prekidača za napajanje, od kojih tri T1, T3, T5 imaju zajedničku anodu i čine anodnu skupinu; ostala tri T2, T4, T6 imaju zajedničku katodu i čine katodnu skupinu. Princip rada AIT-a temelji se na činjenici da se u prvom trenutku nalaze dva poprečna prekidača snage u otvorenom stanju: jedan iz anodne skupine, drugi iz katodne skupine. Otključavanje ključeva za napajanje provodi se u trenutku isporuke kontrolnih impulsa iz BUI (višekanalni upravljački sustav). U ovom slučaju slijed primjene impulsa na svaki ventil odgovara njihovom serijskom broju. Zaključavanje prekidača za napajanje se provodi kada se bilo koji od tri kondenzatora isprazni u smjeru negativnog polariteta i također odgovara redoslijedu izmjenjivanja brojeva prekidača napajanja.

Na izlaznoj frekvenciji f 2 = 50Hz pretvarač radi u sljedećem načinu rada: razmak između dva susjedna upravljačka impulsa je
, trajanje otvaranja svakog ključa bit će 120 0 . U tom slučaju kondenzatori za blokiranje C1, C2, C3 moraju imati takav kapacitet da vrijeme jednako 60 0 zadrži naboj potreban za zaključavanje sljedećeg ključa.
Prikazat ćemo rad pretvarača pomoću dijagrama:

1. 
   Struja iz izlaza ispravljača ima idealan ispravljeni oblik.
2. 
   Smjer struja u fazama montažnog kabela inverter-motor
   • 
     od P do D - pozitivno.
   • 
     od D do P - negativno.

sl.13

1. t = 0 Otvori T1, T6. Struja strujnog kruga teče kroz prekidač za napajanje T1 faza A kabela i vraća se u fazu C kroz otvoreni T6. Istodobno, C3 se unaprijed puni, u vremenskom intervalu 0-60 0 C1 se puni, a C3 zadržava svoj naboj.

2. t = 60 0 Impuls za otključavanje se primjenjuje na T2. U isto vrijeme, C3 se ispušta u T6 i zaključava ga. U vremenskom intervalu 60 0 - 120 0 T1 i T2 su otvoreni. Struja teče kroz fazu A do motora i kroz fazu B od motora do pretvarača. . U tom vremenskom razdoblju, C2 se puni, C1 zadržava svoj naboj.

3. t = 120 0 Impuls za otključavanje primjenjuje se na T3. U ovom slučaju, C1 se ispušta u T1 i zaključava ga. U vremenskom intervalu 120 0 - 180 0 T2 i T3 su otvoreni. Struja teče kroz fazu B do motora, a kroz fazu C od motora do pretvarača. . U tom vremenskom razdoblju C3 se puni, C2 zadržava svoj naboj.

4. t = 180 0 Impuls za otključavanje primjenjuje se na T4. U tom slučaju, C2 se ispušta u T2 i zaključava ga. U vremenskom intervalu 180 0 - 240 0 T3 i T4 su otvoreni. Struja teče kroz fazu B do motora, a kroz fazu A od motora do pretvarača. . U tom vremenskom razdoblju C1 se puni, C3 zadržava svoj naboj.

5. t = 240 0 Impuls za otključavanje primjenjuje se na T5. Istodobno, C3 se ispušta u T3 i zaključava ga. U vremenskom intervalu 240 0 - 300 T4 i T5 su otvoreni. Struja teče kroz fazu C do motora i kroz fazu A od motora do pretvarača. . U tom vremenskom razdoblju, C2 se puni C1 čuva svoj naboj.

6. t = 300 0 Impuls za otključavanje se primjenjuje na T6. U tom slučaju, C1 se ispušta u T4 i zaključava ga. U vremenskom intervalu 300 0 - 360 T5 i T6 su otvoreni. Struja teče kroz fazu C do motora, a kroz fazu B od motora do pretvarača. . U tom vremenskom razdoblju, C3 se puni C2 čuva svoj naboj.

Za povećanje izlazne frekvencije potrebno je smanjiti interval između kontrolnih impulsa, za to povećavamo kontrolni kut β. U skladu s tim, s regulacijskim zakonom, efektivna vrijednost izlaznog napona će se mijenjati, posebno s proporcionalnim zakonom upravljanja, s povećanjem frekvencije, kut upravljanja ispravljača α će se smanjiti proporcionalno povećanju kuta β.

Značajan nedostatak razmatranog kruga je potreba za korištenjem kondenzatora velikog kapaciteta potrebnih za održavanje naboja u intervalu između dva uključivanja. Djelomično se riješite ovog nedostatka omogućuje korištenje AI s diodama za rezanje.

sl.14

Ovdje su granične diode D1, D3, D5 i D2, D4, D6 spojene serijski u katodni i anodni krug strujnih sklopki. Njihov je broj jednak broju ključeva. Ove diode sprječavaju pražnjenje kondenzatora tijekom perioda uključivanja ključa i zbog toga značajno poboljšavaju očitanja pretvarača.

^ 8. Kontrola brzine u AED s FC sa SW.
U AED-u s frekventnim pretvaračem i koji ima kontrolirani ispravljač u strukturi, regulacija brzine ω provodi se u širokom rasponu, uz osiguravanje dovoljno kvalitetnih pokazatelja. Regulacija ω se provodi djelovanjem na AI uz pomoć BIM-a uz istovremeno djelovanje na SW uz pomoć BWM-a u skladu sa zakonskim propisima. U tom slučaju moguća je dvozonska regulacija. Međutim, za mehanizme s M C = konst, a za mehanizme s linearnim povećanjem M IZ regulacija prema gore ograničena je na ono što je za to potrebno istodobno s povećanjem frekvencije u odnosu na f NE M, povećati napon. Kao rezultat, može doći do kvara izolacije. Podešavanje ω prema gore koristi se mnogo rjeđe nego u rasponu prema dolje i u malim prolazima.

U općem slučaju, obitelj kontrolnih karakteristika izgledat će ovako:

sl.15
Regulatorni pokazatelji kvalitete:

1. 
   Stabilnost s regulacijom frekvencije je visoka. karakteristike u radnom dijelu imaju istu krutost.
2. 
   Glatkoća je praktički neograničena.
3. 
   Visoka učinkovitost, međutim, s dubokom regulacijom prema dolje od osnovne frekvencije, što zahtijeva značajno smanjenje kontrolnog kuta α ispravljača i, u ovom slučaju, faktor snage pogona u cjelini može biti vrlo nizak.
4. 
   Regulacija se uglavnom provodi sa M C = konst na osovini motora.
5. 
   Smjer je dvozonski, uglavnom se primjenjuje regulacija prema dolje.
6. 
   Raspon upravljanja D=100÷1.

^ 9. Počevši od AED s FC s UV.
Start počinje pri smanjenom naponu i na minimalnoj frekvenciji, što u skladu s tim osigurava da nema udarne struje ili minimiziranja struje te istodobno visoke startne momente. U tom slučaju pretvarač radi s dugim periodima uključivanja prekidača za napajanje, a SW s kontrolnim kutom α = P/2. Energetska učinkovitost pokretanja u takvom sustavu je smanjena zbog činjenice da na početku pokretanja pogon troši veliku količinu reaktivne komponente.

sl.16

Predavanja iz discipline "Automatizirani električni pogon" Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Opći tečaj električnog pogona (EP).-6. izd. -M.: Energoizdat, - 576 str. 2. Moskalenko V.V. Električni pogon - M .: Majstorstvo; Viša škola, -368 str. 3. Moskalenko V.V. Električni pogon: Udžbenik za elektrotehniku. specijalista. -M.: Više. škola, - 430 str. 4. Priručnik za automatizirani električni pogon / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Šijanski.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 str. 5. Moskalenko V.V. Automatizirani električni pogon: Udžbenik za sveučilišta.- M.: Energoatomizdat, str. 6. Klyuchev V.I. Teorija električnog pogona. - M.: Energoatomizdat, str. 7. GOST R-92. Električni pogoni. Uvjeti i definicije. Gosstandart Rusije. 8. Priručnik inženjera elektrotehnike s.-x. proizvodnja / Tutorial.-M.: Informagrotech, str. 9. Upute za izvođenje laboratorijskog rada na osnovama elektromotornog pogona za studente Agronomskog fakulteta za elektrifikaciju. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 str. 10. Savchenko P.I. Radionica o elektropogonu u poljoprivredi. – M.: Kolos, str. Preporučene stranice na Internetu: Predavanja iz discipline "Automatizirani električni pogon" Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Opći tečaj električnog pogona (EP).-6. izd. -M.: Energoizdat, - 576 str. 2. Moskalenko V.V. Električni pogon - M .: Majstorstvo; Viša škola, -368 str. 3. Moskalenko V.V. Električni pogon: Udžbenik za elektrotehniku. specijalista. -M.: Više. škola, - 430 str. 4. Priručnik za automatizirani električni pogon / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Šijanski.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 str. 5. Moskalenko V.V. Automatizirani električni pogon: Udžbenik za sveučilišta.- M.: Energoatomizdat, str. 6. Klyuchev V.I. Teorija električnog pogona. - M.: Energoatomizdat, str. 7. GOST R-92. Električni pogoni. Uvjeti i definicije. Gosstandart Rusije. 8. Priručnik inženjera elektrotehnike s.-x. proizvodnja / Tutorial.-M.: Informagrotech, str. 9. Upute za izvođenje laboratorijskog rada na osnovama elektromotornog pogona za studente Agronomskog fakulteta za elektrifikaciju. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 str. 10. Savchenko P.I. Radionica o elektropogonu u poljoprivredi. – M.: Kolos, str. Preporučene stranice na internetu:

Izvor električne energije (IEE) Upravljački uređaj (CU) Pretvorni uređaj (PRB) Elektromotorni uređaj (EM) M Prijenosni uređaj (TRD) Potrošač mehaničke energije (PME) U,I,f d F d, V d M m ( F m), ω m (V m) zadaci Slika 3 - Strukturni dijagram AED-a

3 Učinkovitost AED-a Kao i za svaki elektromehanički uređaj, važan pokazatelj je učinkovitost AED = PRB · ED · PRD pri nazivnom opterećenju od 60-95%.

4 Prednosti AED-a 1) niska razina buke tijekom rada; 2) nepostojanje onečišćenja okoliša; 3) širok raspon snaga i kutnih brzina rotacije; 4) dostupnost regulacije kutne brzine rotacije i, sukladno tome, performanse procesne jedinice; 5) relativna jednostavnost automatizacije, instalacije, rada u usporedbi s toplinskim motorima, na primjer, s unutarnjim izgaranjem.