Rezumat al prelegerilor la disciplina „Acționare electrică automată. Acționare electrică asincronă cu frecvență variabilă - un curs de cursuri Acționare electrică automată un curs de prelegeri

În tutorialul care vă este adus în atenție, tutorialul se va concentra pe elementele de bază ale unității electrice și pe cea mai promițătoare formă a acesteia - o unitate electrică asincronă controlată de frecvență. Manualul este destinat lucrătorilor implicați în promovarea produselor electrice complexe pe piață, adică acționări electrice automate și studenților specialităților electrice.

Lector: Onishcenko Georgy Borisovich. Doctor în științe tehnice, profesor. Membru cu drepturi depline al Academiei de Științe Electrotehnice a Federației Ruse.

Seria de prelegeri video acoperă următoarele subiecte:

1. Funcțiile și structura unei acționări electrice automatizate.

2. Caracteristici generale ale unui antrenament electric reglabil.

3. Principiul de funcționare al unui motor asincron.

4. Reglarea în frecvență a vitezei unui motor asincron.

5. Dispozitive semiconductoare controlate de putere.

6. Schema structurală a convertizorului de frecvență.

7. Invertor de tensiune autonom. Principiul modulării lățimii impulsului.

8. Redresor și legătură CC ca parte a convertizorului de frecvență.

9. Scheme structurale de reglare a acţionării electrice controlate în frecvenţă.

10. Caracteristici ale convertoarelor de frecvență de înaltă tensiune.

11. Domenii de aplicare ale acţionării electrice controlate în frecvenţă.

Luarea în considerare a acestor probleme vă va permite să obțineți o imagine destul de completă a compoziției, principiilor de funcționare, proiectării circuitelor, caracteristicilor tehnice și domeniilor de aplicare a unei unități electrice asincrone controlate de frecvență.

Curs 1. Funcțiile și structura unei acționări electrice automatizate

Obiectivele primei prelegeri sunt de a da o idee despre rolul și importanța unei acționări electrice automatizate în producția industrială modernă și în sistemul de energie electrică al țării.

Cursul 2. Acționare electrică reglabilă - principalul tip de acționare electrică modernă

Sunt luate în considerare aspectele generale legate de crearea și utilizarea de acționări electrice reglabile.

Curs 3. Principiul de funcționare a unui motor electric asincron

Caracteristicile de proiectare și principalele caracteristici ale celor mai comune mașini electrice - motoare asincrone. Aceste motoare sunt utilizate pe scară largă în industrie, agricultură, utilități publice și alte domenii. Gama de putere a motoarelor asincrone fabricate este foarte largă - de la sute de wați la câteva mii de kilowați, dar principiul de funcționare al acestor mașini este același pentru toate dimensiunile și modificările.

Cursul 4

Cea mai eficientă modalitate de a controla viteza unui motor cu inducție este modificarea frecvenței și amplitudinii tensiunii trifazate aplicate înfășurărilor motorului cu inducție. În ultimii ani, această metodă de control a primit cea mai largă aplicație pentru acționări electrice în diverse scopuri, atât de joasă tensiune cu tensiuni de până la 400 V, cât și de înaltă tensiune, de mare putere, cu tensiuni de 6,0 și 10,0 kV.

Această secțiune prezintă principiile controlului vitezei motorului prin modificarea frecvenței tensiunii de intrare, furnizează algoritmi posibili pentru modificarea nu numai a frecvenței, ci și a amplitudinii tensiunii și analizează caracteristicile convertizorului obținute prin metoda controlului frecvenței.

Curs 5. Principiul de funcționare și structura convertizorului de frecvență

Crearea și producția în masă a dispozitivelor semiconductoare de putere complet controlate a avut un impact revoluționar asupra dezvoltării multor tipuri de echipamente electrice, în primul rând asupra acționării electrice. Noile dispozitive semiconductoare complet controlabile includ tranzistoare bipolare cu poartă izolată (IGBT) și tiristoare combinate. Pe baza acestora, a devenit posibilă crearea convertoarelor de frecvență pentru alimentarea motoarelor cu curent alternativ și reglarea lină a vitezei de rotație a acestora. În această secțiune, sunt luate în considerare caracteristicile noilor dispozitive semiconductoare de putere și sunt dați parametrii acestora.

Curs 6. Sisteme scalare de control al motoarelor

Pentru acționările electrice care funcționează cu un domeniu limitat de control al vitezei și în cazurile în care nu sunt necesare viteze mari și precizie de control, sunt utilizate sisteme de control scalar mai simple, care sunt discutate în această secțiune.

Modulul nr. 7 „Controlul vectorial al acționărilor electrice controlate în frecvență”

Controlul vectorial al unui motor asincron se bazează pe algoritmi destul de complexi care reflectă reprezentarea proceselor electromagnetice din motor în formă vectorială. În această prelegere, vom încerca să prezentăm elementele de bază ale controlului vectorial într-un mod oarecum simplificat, evitând calculele matematice complexe.

Va fi o continuare în curând!

transcriere

1 A.V. Romanov ELECTRIC DRIVE Curs de prelegeri Voronezh 006 0

2 Universitatea Tehnică de Stat Voronezh A.V. Romanov ELECTRIC DRIVE Aprobat de Consiliul editorial și de editare al universității ca manual Voronezh 006 1

3 UDC 6-83(075.8) Romanov A.V. Acționare electrică: Curs de cursuri. Voronej: Voronej. stat tehnologie. un-t, s. Cursul de prelegeri tratează problemele construcției de acționări electrice cu curent continuu și alternativ, analiza caracteristicilor electromecanice și mecanice ale mașinilor electrice, principiile de control într-o acţionare electrică. Publicația respectă cerințele Standardului Educațional de Stat al Învățământului Profesional Superior în direcția „Inginerie Electrică, Electromecanică și Electrotehnologie”. Cursul de prelegeri este destinat studenților din anul II ai specialității „Acționare electrică și automatizare a instalațiilor industriale și a complexelor tehnologice” a învățământului cu frecvență pe bază de studii medii profesionale. Publicația este destinată studenților specialităților tehnice, absolvenților și specialiștilor implicați în dezvoltarea motoarelor electrice. Tab. 3. Ill. 7. Bibliografie: 6 titluri. Editor științific tehnologie. științe, prof. Yu.M. Recenzători Frolov: Departamentul de Automatizare a Proceselor Tehnologice, Universitatea de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă Voronezh (Șeful Departamentului, Doctor în Științe Inginerie, Prof. VD Volkov); Dr. tech. științe, prof. A.I. Shiyanov Romanov A.V., 006 Design. GOUVPO „Universitatea Tehnică de Stat Voronej”, 006

4 INTRODUCERE Acționarea electrică (ED) joacă un rol important în implementarea sarcinilor de creștere a productivității muncii în diverse sectoare ale economiei naționale, automatizare și mecanizare complexă a proceselor de producție. Aproximativ 70% din energia electrică generată este transformată în energie mecanică de motoarele electrice (EM), care pun în mișcare diverse mașini și mecanisme. O unitate electrică modernă se distinge printr-o mare varietate de mijloace de control utilizate de la echipamente convenționale de comutare la computere, o gamă largă de putere a motorului, un interval de control al vitezei de până la 10.000: 1 sau mai mult și utilizarea atât a vitezei reduse, cât și a motoare electrice de mare viteză. O acționare electrică este un singur sistem electromecanic, a cărui parte electrică constă dintr-un motor electric, convertor, dispozitive de control și informații, iar partea mecanică include toate masele în mișcare asociate ale unității și mecanismului. Introducerea pe scară largă a acționării electrice în toate industriile și cerințele din ce în ce mai mari pentru caracteristicile statice și dinamice ale acționărilor electrice impun cerințe sporite pregătirii profesionale a specialiștilor în domeniul acționării electrice. Trebuie remarcat faptul că, din moment ce studenților cu normă întreagă pe baza învățământului secundar de specialitate li se acordă un număr minim de ore de studiu pentru stăpânirea unei specialități prin curriculum, progresul în cunoștințele profesionale depinde în mare măsură de munca independentă a studenților. În special, la sfârșitul acestei ediții există o listă bibliografică a literaturii științifice și tehnice recomandate pentru studiu, pe lângă notele de curs propuse. În plus, pe lângă cursul prelegerilor, a fost lansat și un atelier de laborator privind acționarea electrică, care abordează problemele cercetării experimentale 3

5 acționări electrice de curent continuu și alternativ. Pentru o stăpânire cu succes a disciplinei, studenții sunt sfătuiți să studieze în prealabil textul prelegerilor și conținutul lucrărilor de laborator. Standardul educațional de stat al învățământului profesional superior al Federației Ruse reglementează următoarele subiecte obligatorii pentru cursul de formare la disciplina „Conducere electrică”. EXTRAS din Standardul de învățământ de stat al învățământului profesional superior al cerințelor de stat pentru conținutul minim și nivelul de pregătire a unui inginer atestat în direcția „Inginerie electrică, electromecanică și electrotehnologie”, cu specializarea „Acționare electrică și automatizare a instalațiilor industriale și tehnologice”. Complexe” OPD.F. 09. „Acționare electrică” Acționare electrică ca sistem; schema bloc a acționării electrice; partea mecanică a canalului de putere al acționării electrice; procese fizice în acţionări electrice cu maşini de curent continuu, maşini asincrone şi sincrone; partea electrică a canalului de putere al unității electrice; principii de control în acționarea electrică; element de bază al canalului de informare; sinteza structurilor și parametrilor canalului informațional; elemente de proiectare ale acționării electrice. Materialul acestui curs de prelegeri este pe deplin în concordanță cu acest subiect. 4

6 CURTEA 1 ISTORIA DEZVOLTĂRII ACTIONĂRII ELECTRICE CA RAMIĂ DE ȘTIINȚĂ ȘI TEHNOLOGIE Aspecte abordate în prelegere. 1. Scurt istoric al dezvoltării acționărilor electrice AC și DC Lucrări ale oamenilor de știință autohtoni și străini. 3. Rolul motorului electric în economia națională. 4. Structura și elementele principale ale unei acționări electrice automatizate moderne. Acționarea electrică este o ramură relativ tânără a științei și tehnologiei, cu puțin mai mult de un secol de la aplicarea sa practică. Apariția EP se datorează muncii multor oameni de știință autohtoni și străini în inginerie electrică. Această serie genială include numele unor oameni de știință proeminenți precum danezul H. Erested, care a arătat posibilitatea interacțiunii dintre un câmp magnetic și un conductor cu curent (180), francezul A. Ampère, care a formalizat matematic această interacțiune în același mod. 180, englezul M. Faraday, a construit în 181 o instalație experimentală care a dovedit posibilitatea construirii unui motor electric. Aceștia sunt academicieni autohtoni B.S. Jacobi și E.H. Lenz, care a reușit pentru prima dată să creeze un motor electric cu curent continuu în 1834. Lucrarea lui B.S. Jacobi cu privire la crearea motorului a câștigat faimă mondială largă, iar multe lucrări ulterioare în acest domeniu au fost o variație sau o dezvoltare a ideilor sale, de exemplu, în 1837, americanul Davenport și-a construit motorul electric cu un comutator mai simplu. În 1838 B.S. Jacobi a îmbunătățit designul ED, introducând în el aproape toate elementele unei mașini electrice moderne. Acest motor electric, cu o putere de 1 CP, a fost folosit pentru a conduce o ambarcațiune, care, cu 1 pasageri, se deplasa cu o viteză de până la 5 km/h împotriva curentului He-5.

7 tu. Prin urmare, 1838 este considerat anul nașterii motorului electric. Deja pe acest prim model, încă imperfect, de acționare electrică, s-au găsit avantaje foarte semnificative în comparație cu mecanismele de abur care predominau la acea vreme - absența unui cazan cu abur, a alimentării cu combustibil și apă, de exemplu. indicatori de greutate și dimensiune semnificativ mai buni. Cu toate acestea, imperfecțiunea primului ED și, cel mai important, sursa neeconomică de energie electrică a bateriei galvanice, care a fost dezvoltată de italianul L. Galvani (), au fost motivul pentru care lucrarea lui B.S. Jacobi și adepții săi nu au primit imediat aplicare practică. Era necesară o sursă de energie electrică simplă, fiabilă și economică. Și s-a găsit calea de ieșire. În 1833, academicianul E.Kh. Lenz a descoperit principiul reversibilității mașinilor electrice, care mai târziu a combinat dezvoltarea motoarelor și a generatoarelor. Și în 1870, un angajat al companiei franceze „Alliance” Z. Gramm a creat un generator electric de curent continuu de tip industrial, care a dat un nou impuls dezvoltării acționării electrice și introducerii acestuia în industrie. Aici sunt cateva exemple. Conaționalul nostru inginer electrician V.N. Cikolev () creează în 1879 un EP pentru lămpi cu arc, acționări electrice pentru o mașină de cusut (188) și un ventilator (1886), cărora le-au fost distinse medalii de aur la expozițiile din toată Rusia. Există o introducere a curentului electric de curent continuu în marina: un lift de muniție pe cuirasatul „Sișoi cel Mare” (), primul mecanism de cârmă de pe cuirasatul „1 Apostoli” (199). În 1895 A.V. Shubin a dezvoltat sistemul „injector-motor” pentru direcție, care a fost instalat ulterior pe navele de luptă „Prince Suvorov”, „Slava” și altele.un număr semnificativ de motoare cu curent continuu. 6

8 Există cazuri de utilizare a motorului electric în transportul urban, liniile de tramvai în orașele Kiev, Kazan și Nijni Novgorod (189) și ceva mai târziu la Moscova (1903) și Sankt Petersburg (1907). Cu toate acestea, succesele raportate au fost modeste. În 1890, acționarea electrică reprezenta doar 5% din puterea totală a mecanismelor utilizate. Experiența practică emergentă a necesitat analiza, sistematizarea și dezvoltarea unui cadru teoretic pentru acoperirea ulterioară a dezvoltării PE. Un rol uriaș l-a jucat aici munca științifică a compatriotului nostru, cel mai mare inginer electrician D.A. Lachinov (), publicat în 1880 în revista „Electricity” sub titlul „Electromechanical work”, care a pus primele baze ale științei antrenării electrice. DA. Lachinov a dovedit convingător avantajele distribuției electrice a energiei mecanice, a dat pentru prima dată o expresie pentru caracteristicile mecanice ale unui motor de curent continuu cu excitație în serie, a dat o clasificare a mașinilor electrice în funcție de metoda de excitare și a luat în considerare condițiile pentru alimentarea motorului de la un generator. Prin urmare, 1880, anul publicării lucrării științifice „Lucrarea electromecanică”, este considerat anul nașterii științei antrenării electrice. Împreună cu unitatea electrică de curent continuu, faceți-vă drum în viață și unitatea de curent alternativ. În 1841, englezul C. Whitson a construit un motor electric sincron monofazat. Dar nu a găsit aplicație practică din cauza dificultăților din timpul lansării. În 1876, P.N. Yablochkov () a dezvoltat mai multe modele de generatoare sincrone pentru a alimenta lumânările pe care le-a inventat și, de asemenea, a inventat un transformator. Următorul pas pe drumul către AC EP a fost descoperirea în 1888 de către italianul G. Ferraris și iugoslavul N. Tesla a fenomenului unui câmp magnetic rotativ, care a marcat începutul proiectării motoarelor electrice cu mai multe faze. Ferrari și Tesla 7

9, au fost dezvoltate mai multe modele de motoare de curent alternativ cu două faze. Cu toate acestea, curentul bifazat în Europa nu este utilizat pe scară largă. Motivul pentru aceasta a fost dezvoltarea de către inginerul electric rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky () în 1889 pentru un sistem de curent alternativ trifazat mai avansat. În același an, 1889, la 8 martie, a brevetat un motor electric asincron cu rotor în cușcă de veveriță (scurtcircuit AD), iar ceva mai târziu cu rotor de fază. Deja în 1891, la expoziția electrică de la Frankfurt pe Main, M.O. Dolivo-Dobrovolsky a demonstrat motoare electrice asincrone cu o putere de 0,1 kW (ventilator); 1,5 kW (generator DC) și 75 kW (pompă). Dolivo-Dobrovolsky a dezvoltat, de asemenea, un generator sincron trifazat și un transformator trifazat, al cărui design rămâne practic neschimbat în timpul nostru. Marcel Despres în 1881 a fundamentat posibilitatea transmiterii energiei electrice la distanță, iar în 188 s-a construit prima linie de transport cu o lungime de 57 km și o putere de 3 kW. În urma lucrărilor de mai sus, au fost eliminate ultimele obstacole tehnice fundamentale în calea răspândirii transportului de energie electrică și a fost creat cel mai fiabil, simplu și ieftin motor electric, care se bucură în prezent de o distribuție excepțională. Mai mult de 50% din toată energia electrică este convertită în putere mecanică prin intermediul celui mai masiv antrenament electric bazat pe scurtcircuit AD. Primele AC EP trifazate din Rusia au fost instalate în 1893 în Shepetovka și la uzina Kolomensky, unde până în 1895 09 motoare electrice cu o capacitate totală de 1507 kW au fost instalate. Și totuși, ritmul de introducere a acționării electrice în industrie a rămas scăzut din cauza înapoierii Rusiei în domeniul producției electrice 8

10 (.5% din producția mondială) și generarea de energie electrică (locul 15 în lume) chiar și în perioada de glorie a Rusiei țariste (1913). După victoria Marii Revoluții din Octombrie din 190, s-a pus problema unei reorganizări radicale a întregii economii naționale. A fost elaborat planul GOELRO (planul de stat pentru electrificarea Rusiei), care prevede realizarea a 30 de centrale termice și hidroelectrice cu o capacitate totală de 1 milion 750 mii kW (până în 1935 au fost puse în funcțiune circa 4,5 milioane kW). Lucrând la planul GOELRO, V.I. Lenin a remarcat că „acționarea electrică asigură cel mai fiabil orice viteză și conexiune automată a operațiunilor în cel mai extins domeniu de muncă”. De ce s-a acordat atât de multă atenție acționării electrice și electrificării? Ideea este evidentă că acționarea electrică este baza de putere pentru efectuarea lucrărilor mecanice și automatizarea proceselor de producție cu randament ridicat, în timp ce acționarea electrică creează toate condițiile pentru o muncă extrem de productivă. Iată un exemplu simplu. Se știe că în timpul zilei de lucru o persoană poate genera aproximativ 1 kW / h cu ajutorul energiei musculare, al cărei cost de producție este (condițional) de 1 copeck. În industriile puternic electrificate, puterea instalată a motoarelor electrice per muncitor este de 4-5 kW (acest indicator se numește puterea electrică a muncii). Cu o zi de lucru de opt ore, obținem un consum de 3-40 kW/h. Aceasta înseamnă că muncitorul controlează mecanismele, a căror muncă pe tură este echivalentă cu munca a 3-40 de persoane. O eficiență și mai mare a EP este observată în industria minieră. De exemplu, pe un excavator ambulant de tip ESH-15/15, având o săgeată de 15 metri și o cupă cu o capacitate de 15 metri cubi, puterea unui motor asincron este de 8 MW. La laminoare 9

11 Puterea instalată a ED este mai mare de 60 MW, iar viteza de rulare este de 16 km/h. De aceea a fost atât de important să se asigure introducerea pe scară largă a propulsiei electrice în economia națională. Din punct de vedere cantitativ, acesta se caracterizează printr-un coeficient de electrificare egal cu raportul dintre puterea motoarelor electrice și puterea tuturor motoarelor instalate, inclusiv a celor neelectrice. Dinamica creșterii coeficientului de electrificare în Rusia poate fi urmărită în Tabelul 1.1 Valoarea coeficientului de electrificare, % pe an, despre puterile mondiale de top. În prezent, EP a ocupat o poziție dominantă în economia națională și consumă aproximativ o treime din totalul energiei electrice produsă în țară (aproximativ 1,5 trilioane kW/h). Deci, ce este o unitate electrică? Potrivit GOST R, o acționare electrică este un sistem electromecanic format, în cazul general, din convertoare de putere interacționate, convertoare electromecanice și mecanice, dispozitive de control și informare și dispozitive de interfață cu sisteme externe electrice, mecanice, de control și informații, concepute pentru a stabili mașină de lucru a organelor executive în mișcare (IO ) 10

12 Rețea electrică Dispozitiv convertizor Dispozitiv cu motor electric Dispozitiv de informații de comandă Dispozitiv de transmisie Mașină de lucru Conexiune electrică a corpului executiv conexiune mecanică Această definiție este ilustrată în Fig. Să descifrăm componentele. Un dispozitiv de conversie (convertor de energie electrică) este un dispozitiv electric care convertește energia electrică cu valori ale unui parametru și/sau indicatori de calitate în energie electrică cu alte valori ale parametrilor și/sau indicatori de calitate. (Rețineți că parametrii pot fi convertiți în funcție de tipul de curent, tensiune, frecvență, număr de faze, fază de tensiune, conform GOST 18311). Convertizoarele sunt clasificate după curent (curent continuu și alternativ), precum și după baza elementară a convertoarelor tiristoare și tranzistoare. unsprezece

13 Dispozitiv cu motor electric (convertor electromecanic) este un dispozitiv electric conceput pentru a transforma energia electrică în energie mecanică sau energia mecanică în energie electrică. Motoarele electrice utilizate în acționarea electrică pot fi de curent alternativ și continuu. După putere, mașinile electrice pot fi împărțite condiționat în: micromașini de până la 0,6 kW. mașini de putere mică de până la 100 kW. mașini de putere medie de până la 1000 kW. putere mare peste 1000 kW. După viteza de rotație: viteză mică până la 500 rpm. viteza medie pana la 1500 rpm. viteză mare de până la 3000 rpm. viteză ultra-înaltă până la rpm. În funcție de tensiunea nominală, există motoare de joasă tensiune (până la 1000 V) și motoare de înaltă tensiune (peste 1000 V). Dispozitiv de control de informații. Dispozitivul de control este conceput pentru a genera acțiuni de control în acționarea electrică și este un set de elemente electromagnetice, electromecanice, semiconductoare interconectate funcțional. În cel mai simplu caz, dispozitivul de control poate fi redus la un comutator convențional care pornește ED în rețea. ED de înaltă precizie conține microprocesoare și computere în dispozitivul de control. Dispozitivul de informare este destinat recepționării, conversiei, stocării, distribuirii și emiterii de informații despre variabilele acționării electrice, procesului tehnologic și sistemelor aferente pentru utilizare în sistemul de control al acționării electrice și sistemele de informații externe. Dispozitivul de transmisie este format dintr-o transmisie mecanică și un dispozitiv de interfață. O transmisie mecanică este un convertor mecanic proiectat să transmită 1

14 chi energia mecanică de la ED la corpul executiv al mașinii de lucru și coordonarea tipului și vitezei de mișcare a acestora. Dispozitivul de interfață este un set de elemente electrice și mecanice care asigură interacțiunea acționării electrice cu sistemele adiacente și părțile individuale ale acționării electrice între ele. Reductoarele, transmisiile cu curele trapezoidale și cu lanț, ambreiajele electromagnetice cu alunecare etc. pot acționa ca dispozitiv de transmisie. O mașină de lucru este o mașină care schimbă forma, proprietățile, starea și poziția obiectului muncii. Corpul executiv al unei mașini de lucru este un element mobil al unei mașini de lucru care efectuează o operație tehnologică. Aceste definiții trebuie completate. Sistemul de control al acționării electrice este un set de dispozitive de control și informare și dispozitive de interfață ED concepute pentru a controla conversia energiei electromecanice pentru a asigura mișcarea specificată a corpului executiv al mașinii de lucru. Sistemul de control al acționării electrice este un sistem de control de nivel superior extern motorului electric care furnizează informațiile necesare funcționării acționării electrice. 13

15 PRELEȚIE COMANDAREA ELECTRICĂ ELEMENTUL PRINCIPAL DE MECANIZAREA ȘI AUTOMATIZAREA INTEGRATE A PROCESELOR TEHNOLOGICE ÎN PRODUCȚIA DE MAȘINI Aspecte discutate în prelegere. 1. Evolutia structurala a actionarilor electrice.Diferitele tipuri de actionari electrice utilizate in industrie si agricultura. 3. Principalele tendinţe în dezvoltarea acţionărilor electrice. 4. Structura PE din punctul de vedere al „Teoriei acționării electrice”. De-a lungul anilor de existență, acționarea electrică a suferit modificări fundamentale. În primul rând, au fost îmbunătățite metodele de transfer a energiei mecanice de la motoare la mașinile de lucru. De exemplu, în țara noastră, înainte de începerea primului plan cincinal (198), o acționare electrică de grup „o acționare electrică cu un singur motor electric care asigură deplasarea organelor executive ale mai multor mașini de lucru sau mai multor IO ale unuia. mașină de lucru” a dominat, dar până la sfârșitul primului plan cincinal (193) a fost retras din industrie. Fig..1 prezintă o diagramă funcțională a unui grup de acţionare electrică a unei întreprinderi. Particularitatea acestei scheme este în distribuția mecanică a energiei în întreaga întreprindere și, în consecință, în controlul mecanic al procesului, adică. conducerea muncii organelor executive ale maşinilor de lucru. Figura .. prezintă o altă diagramă a unui grup de acţionare electrică a unui grup de acţionare electrică a maşinilor de lucru. Spre deosebire de schema anterioară, energia electrică de aici este furnizată direct către RM și deja în ele este distribuită mecanic. Se păstrează controlul mecanic al lucrării. Printre dezavantajele comune ale unui grup de acţionare electrică se numără: controlul vitezei în trepte; paisprezece

16 Rețea electrică U, I energie electrică EM arbore de transmisie M, ω energie mecanică RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Fig..1. Acționare electrică de grup a întreprinderii Rețeaua electrică ED 1 ED RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Fig... Acționare electrică de grup a mașinilor de lucru gamă mică de control; condiții de muncă periculoase; performanta scazuta. Acționarea electrică de grup a fost înlocuită cu o unitate electrică individuală mai promițătoare și mai economică, aceasta este „EP, care asigură mișcarea unui corp executiv al mașinii de lucru”, diagrama funcțională este prezentată 15

17 în Fig..3. În această versiune a acționării electrice, distribuția energiei electrice are loc până la corpurile de lucru. De asemenea, devine posibilă controlul energiei mecanice electric. În plus, o unitate individuală face posibilă, în unele cazuri, simplificarea designului RM, deoarece ED este adesea structural un corp de lucru (ventilator, burghiu electric etc.). Reteaua electrica RM ED 1 ED ED 3 IO 1 IO IO 3 Fig..3. Acționare electrică individuală În prezent, o unitate electrică individuală este principalul tip de acționare electrică utilizată industrial. Dar nu singurul. Într-un număr de mecanisme de producție, se utilizează o acționare electrică interconectată - acestea sunt „două sau mai multe unități electrice interconectate electric sau mecanic, în timpul funcționării cărora un raport dat al vitezelor și (sau) sarcinilor lor și (sau) poziția organele executive ale mașinilor de lucru” se menține. Acest tip de acționare electrică combină două tipuri de acționări electrice - o acționare electrică cu mai multe motoare și un arbore electric. Acționare electrică cu mai multe motoare (Fig..4) „o acționare electrică care conține mai multe motoare electrice, legătura mecanică între care se realizează prin corpul executiv al mașinii de lucru” . Într-o serie de cazuri, o astfel de acționare electrică face posibilă reducerea forțelor din corpul de lucru, distribuirea lor mai uniformă și fără distorsiuni în mecanism și creșterea fiabilității și productivității instalației. 16

18 Rețea electrică ED 1 RM ED Fig..4. Acționare electrică cu mai multe motoare O acționare electrică cu mai multe motoare este utilizată în palanele de mine, în special, a fost folosit pentru prima dată în Shepetovka la sfârșitul secolului al XIX-lea. Arbore electric „un antrenament electric interconectat care asigură mișcarea sincronă a două sau mai multe corpuri executive ale unei mașini de lucru care nu au o conexiune mecanică”. Exemplele includ mecanisme de antrenare și linii lungi de transport. Fig..5 prezintă o diagramă a unui transportor pe EM asincron cu un rotor de fază, explicând principiul de funcționare a unui arbore electric. Vitezele de rotație ω 1 și ω, datorită conexiunii electrice a rotoarelor motoarelor electrice, vor fi aceleași sau sincrone. ω 1 bandă transportoare ω EM 1 EM arbore electric Fig..5. Ilustrație a funcționării arborelui electric

19 Gama de putere EM de la fracțiuni de watt la kW, domeniul de control al vitezei de până la 10.000:1 sau mai mult, utilizând atât motoare de viteză mică (sute de rpm) cât și cele de mare viteză (până la rpm). EP este baza pentru automatizarea obiectelor tehnologice din industrie, agricultură și spațiu; realizând cea mai importantă sarcină a timpului nostru, creșterea productivității muncii. În prezent, acționarea electrică se caracterizează printr-o tendință de utilizare a tehnologiilor de economisire a energiei. La sistemele tradiționale care permit returnarea energiei în rețea (acest proces se numește recuperare), cum ar fi un sistem generator-motor (sistem GD), o cascadă electrică (o acționare electrică reglabilă cu un IM cu un rotor de fază, în care energia de alunecare este returnată rețelei electrice), cascadă electromecanică (acționare electrică reglabilă cu IM cu un rotor de fază, în care energia de alunecare este convertită în energie mecanică și transferată la arborele EM), are loc o înlocuire în masă a unui electric nereglat. conduce cu unul reglabil. În consecință, designul EA devine fără gearless, ceea ce crește eficiența generală a unității. Progresul în proiectarea tehnologiei convertoarelor, în special pentru convertizoarele de frecvență, stimulează înlocuirea motoarelor de curent continuu și a EM sincrone cu EM asincrone mai ieftine și mai fiabile cu un rotor cu colivie veveriță. Dacă luăm în considerare sistemele de propulsie electrică din punctul de vedere al teoriei acționării electrice, atunci ca obiect de studiu este un sistem electromecanic, care este un set de dispozitive mecanice și electromecanice unite prin circuite electrice de putere comune și (sau) circuite de control, concepute pentru a implementa mișcarea mecanică a obiectului. În acționarea electrică, trei părți sunt combinate într-un singur întreg (Fig. 6): partea mecanică, motorul electric și sistemul de control. optsprezece

20 E-mail e-mail de rețea motor M, ω Mech. piesa Lucrare mecanica utila ECS EMP RD PU IM DOS M mech la DOS ISU din DOS Sistem de control din memorie Fig..6. Schema funcțională a acționării electrice din punctul de vedere al teoriei acționării electrice Partea mecanică include toate elementele mobile ale mecanismului rotorului motorului RD, dispozitivul de transmisie PU, actuatorul IM, la care momentul mecanic util M. mech este transmis. Dispozitivul motor electric include: un convertor electromecanic de energie EMF, care convertește puterea electrică în putere mecanică și rotorul motorului RD, care este afectat de cuplul electromagnetic M al motorului la o frecvență de rotație (viteza unghiulară) ω. Sistemul de control (CS) include partea de energie a ECS și partea de informații a IMS. ISU primește semnale de la dispozitivele master ale senzorilor de memorie și feedback DOC. 19

21 CURTEA 3 PARTEA MECANICĂ A ACTIONĂRII ELECTRICE Probleme discutate în prelegere. 1. Scopul și principalele componente mecanice ale PE Momente statice active și reactive. 3. Sarcini tipice ale părții mecanice a acționării electrice. Funcția principală a acționării electrice este de a pune în mișcare mașina de lucru în conformitate cu cerințele regimului tehnologic. Această mișcare este realizată de partea mecanică a acționării electrice (MCH EP), care include rotorul motorului electric, dispozitivul de transmisie și mașina de lucru (Fig. 3.1). Arată în fig. 3.1 parametrii denotă M in, M rm, M io momente pe arborele motorului, mașinii de lucru, organului executiv; ω in, ω rm, ω io viteze unghiulare ale arborelui EM, mașină de lucru, corp executiv; F io, V io forța și viteza liniară a organului executiv. Rotor M in ω in Dispozitiv de transfer M rm ω rm Mașină de lucru M io ω io F io V io Fig.3.1. Schema părţii mecanice a acţionării electrice În funcţie de tipul de transmisie şi de modelele maşinii de lucru, se disting (Fig. 3.1): EP de mişcare de rotaţie, care asigură, respectiv, mişcarea de rotaţie a organului executiv RM; parametrii de ieșire moment IO mecanism M io și frecvența unghiulară de rotație ω io; EP al mișcării de translație, care asigură mișcarea liniară de translație a IO a mașinii de lucru; parametrii de ieșire forța F io și viteza liniară V io.

22 Rețineți că există și un ED special, numit o acționare electrică oscilativă, care asigură o mișcare alternativă (vibrativă) (atât unghiulară, cât și liniară) a corpului executiv al RM. În partea mecanică a PE, există diferite tipuri de forțe, momente, care diferă prin natura acțiunii. În mod specific, momentele statice sunt reactive M cf și active M ca. Momentele reactive sunt create de forța de frecare, forțele de compresie, tensiune, torsiune ale corpurilor inelastice. Un exemplu clasic aici este frecarea uscată (Fig. 3.). Forțele de frecare se opun mereu mișcării, iar atunci când antrenarea electrică este inversată, momentul de frecare datorat acestor forțe își schimbă și direcția, iar funcția M c (ω) la o viteză ω = 0 suferă o discontinuitate. Forțele de frecare se manifestă în angrenajele motorului electric și a mașinilor de lucru. F m V F tr ω F tr V m F M sr M sr M s 3.. Dependenţa momentului static al forţelor de frecare uscată de viteză Momentele active (potenţiale) sunt create de forţele de gravitaţie, compresie, tensiune, torsiune ale corpurilor elastice. În MCH EA, momentele active apar în elementele încărcate (arbori, roți dințate etc.) în timpul deformării lor, deoarece conexiunile mecanice nu sunt absolut rigide. Caracteristicile acțiunii momentelor potențiale se manifestă în mod clar prin exemplul gravitației. La ridicare sau 1

23 când sarcina este coborâtă, direcția gravitației F j rămâne constantă. Cu alte cuvinte, atunci când acţionarea electrică este inversată, direcţia momentului activ M sa rămâne neschimbată (Fig. 3.3). ω M s VV M sa o menține constantă. Mașinile de lucru, în ciuda varietății mari de proiecte și operații efectuate, pot fi clasificate în funcție de tipul de dependență a momentului static de o serie de factori. Există 5 grupuri de mecanisme pe o bază extinsă. Prima grupă include mecanisme în care momentul static nu depinde de viteza de rotație, adică M c (ω) = const. Aceasta înseamnă că caracteristica mecanică a mașinii de lucru, dependența momentului static de viteza de rotație este o dreaptă paralelă cu axa vitezei unghiulare ω și suferă o discontinuitate la ω = 0 pentru momentele statice reactive (după cum se arată în Fig. 3.), De exemplu, pentru un transportor cu bandă cu sarcină liniară uniformă. F j m

24 Pentru Ms activ (așa cum se arată în Fig. 3.3) caracteristica mecanică este independentă de direcția mișcării. Un exemplu tipic este mecanismul de ridicare. Al doilea grup de mecanisme este destul de reprezentativ [, 3]. Aici, M c depinde de viteza de rotație a RM: () = M + (M + M) Ms c0 sn c0 a ω ωn ω, (3.1) unde M din momentul pierderilor prin frecare mecanică; M SN momentul static al mașinii de lucru la viteza nominală ω n; ω viteza de rotație a curentului; și factorul de proporționalitate. La a = 0, avem M c (ω) = M cn, adică obținem caracteristica mecanică a mașinilor din primul grup. Cu a = 1, avem o dependență liniară a cuplului static de turație, care este inerentă, de exemplu, generatoarelor de curent continuu G care funcționează la o rezistență constantă R (Fig. 3.4). ~ U 1, f 1 GR ω M s (ω) U ov OB M s0 M s ventilatoare, elice, pompe centrifuge și alte asemenea mecanisme). 3

25 ~ U 1, f 1 ω М с (ω) М с0 reduce viteza de prelucrare a piesei ω (fig. 3.6). М с ~ U 1, f 1 ω V ω М с (ω) Al treilea grup de mecanisme este un grup de mașini în care momentul static este o funcție de unghiul de rotație al arborelui PM α, adică M c = f(α). Acest lucru este tipic, de exemplu, pentru mecanismele biele-manivelă (Figura 3.7) și excentrice, în care mișcarea de rotație cu o frecvență de rotație ω este transformată într-o mișcare alternativă cu o viteză V. Cursa de lucru a mecanismului, la care Se atinge 4 M s0 M s

26 este momentul static maxim M cmax, există, de exemplu, la 0 α π, o mișcare inversă cu un moment maxim la π α π. M cmax, хх ω М s M cmax М s (α) M cmax, хх V М s asupra vitezei de mișcare, adică. М с = f(α, ω) O dependență similară se observă atunci când transportul electric se deplasează pe o secțiune rotunjită a căii. Al cincilea grup de mecanisme este grupul RM, în care momentul static se modifică aleator în timp. Include instalații de foraj geologic, concasoare grosiere și alte mecanisme similare (Fig. 3.8). α М с ω М с (t) 0 t

27 PRELEȚIA 4 MAȘINI ELECTRICE DC Întrebări discutate în prelegere. 1. Proiectarea mașinilor cu curent continuu .. Parametrii de bază și conversia energiei electromecanice în mașinile cu curent continuu. 3. Clasificarea motoarelor de curent continuu. 4. Determinarea aproximativă a rezistenței armăturii. Mașina electrică de curent continuu (MPT) are un design specific. Schematic, folosind motorul electric P-9 ca exemplu, este prezentat în Fig. Partea fixă ​​(statorul) conține polii principali 1 cu bobine care formează un inductor sau sistem de excitație al mașinii. Polii sunt distribuiți uniform pe suprafața interioară a cadrului 3, care combină funcțiile părții mecanice (carcasă) și ale părții active (jug al circuitului magnetic stator). Deoarece un flux magnetic constant trece prin cadru (jug), care nu induce curenți turbionari în el, acesta este realizat din oțel monolit. Miezurile stâlpilor principali sunt cel mai adesea laminate: constau din plăci individuale legate între ele cu nituri, știfturi sau altele.O astfel de soluție de proiectare nu este folosită pentru a limita curenții turbionari, ci este dictată de comoditatea fabricării stâlpului. . Pe lângă înfășurările de excitație (OB), polii principali ai MPT-ului pot conține o înfășurare de compensare concepută pentru a compensa efectul de demagnetizare al câmpului magnetic propriu al armăturii (reacția armăturii), precum și o înfășurare de stabilizare utilizată pentru viteze reduse. motoare de mare putere atunci când este necesară creșterea temporară a vitezei de 5 ori. Pentru a asigura o comutare fără scântei, mașina este prevăzută cu poli suplimentari 4, ale căror înfășurări sunt conectate în serie la circuitul rotorului. 6

28 Fig. Mașină DC tip P-9 Rotorul MPT este mai des numit armătură. Poartă înfășurarea principală a mașinii, prin care curge curentul său principal. Înfășurarea ancora 5 este situată în canelurile circuitului magnetic 6. Concluzii 7

29 de înfășurări sunt conectate la plăcile colectoare 7. Circuitul magnetic și colectorul sunt așezate pe un arbore comun 8. Pentru funcționarea normală a mașinii de curent continuu, canelurile circuitului magnetic trebuie să fie strict orientate în raport cu plăcile 7. Perii colectoare sunt presate pe suprafața exterioară (activă) a colectorului. (cărbune, grafit, compozit etc.). Un grup poate conține una sau mai multe perii, în funcție de curentul trecut prin contact. Zona de contact este importantă (este de dorit să se asigure o potrivire aproape de 100%) și forța de apăsare a periei pe colector. Periile sunt montate în suporturi pentru perii care orientează și presează peria. Suporturile perii în sine sunt așezate pe știfturi speciali ale traversei 9 montate pe partea interioară a scutului rulmentului 10. Traversa poate fi rotită în jurul axei mașinii și fixată în orice poziție selectată, ceea ce permite, dacă este necesar, reglarea poziţia periilor pe colector din condiţia de scânteie minimă în contactul periei. Mașinile de curent continuu sunt mai des folosite ca motoare, au un cuplu de pornire ridicat, capacitatea de a regla pe scară largă viteza, sunt ușor inversate, au caracteristici de control aproape liniare și sunt economice. Aceste avantaje ale MPT îi scot adesea din competiție în drive-urile care necesită ajustări ample și precise. Un avantaj important al MPT-urilor este, de asemenea, posibilitatea de reglare a acestora prin circuite de excitație cu curent scăzut. Cu toate acestea, aceste mașini sunt utilizate numai acolo unde este imposibil să găsiți un înlocuitor echivalent. Acest lucru se datorează prezenței unui ansamblu perie-colector, care provoacă majoritatea deficiențelor MPT: crește costul, reduce durata de viață, creează interferențe radio, zgomot acustic. Scânteile sub perii accelerează uzura periilor și a plăcilor comutatorului. Produsele de uzură acoperă cavitatea interioară 8

30 mașină cu un strat conductor subțire, care degradează izolarea circuitelor conductoare. Funcționarea motorului electric și a generatorului de curent continuu se caracterizează prin următoarele mărimi de bază: M este momentul electromagnetic dezvoltat de motorul electric, N m; M c momentul de rezistență (sarcină, moment static) creat de mecanismul de producție, N m, este de obicei redus la arborele motorului (formulele de reducere sunt discutate în prelegerea 14); I I curentul de armatură al motorului electric, A; tensiune U aplicată lanțului de ancorare, V; E forța electromotoare (EMF) a unei mașini de curent continuu (pentru un motor electric se numește contraemf, deoarece într-un motor electric este îndreptată spre tensiunea U și împiedică curgerea curentului), V; F flux magnetic creat în motorul electric atunci când curentul de excitație trece prin OF, Wb; R I rezistența circuitului armăturii, Ohm; ω este frecvența unghiulară (viteza) de rotație a armăturii EM, s -1 (în loc de ω se folosește adesea valoarea n, rpm), 60 ω n =. (4.1) π R puterea motorului, W, distinge între puterea mecanică (utilă) pe arbore EM R mech și puterea completă (electrică) P mech = M ω, (4.) R el = U I i; (4.3) η factor de eficiență al MPT, egal cu raportul dintre puterea utilă și total; λ coeficient de capacitate de suprasarcină, distinge între capacitatea de suprasarcină pentru curent λ I și cuplu λ M: 9

31 λ I \u003d I max / I n; λ M = M max / M n. Relația dintre parametrii MPT este reflectată în următoarele patru formule: dω MM = c dt J, (4.4) E = K Ф ω, (4.5) UE Ii =, R i (4.6) М = К Ф I i , (4.7) unde J este momentul de inerție a sistemului de antrenare electric, kg m; dω/dt accelerația unghiulară a arborelui motorului, c -1 ; K este constanta de proiectare a motorului electric, pn N K =, (4.8) π a unde pn este numărul de perechi de poli principali; N este numărul de conductori de armătură activi; a este numărul de perechi de ramuri de armătură paralele. Formula (4.4) este o înregistrare modificată a ecuației de bază a mișcării acționării electrice dω M Mc = J. (4.9) dt Rețineți că ecuația de bază a mișcării este un analog al legii lui Newton a = F/m. Singura diferență este că pentru mișcarea de rotație, accelerația liniară este înlocuită cu accelerația unghiulară ε = dω/dt, masa m este înlocuită cu momentul de inerție J, iar forța F este înlocuită cu momentul dinamic M dyn, egal cu diferența dintre moment a motorului electric M şi a momentului static M s. Formula (4.5) reflectă principiul de funcționare al unui generator de curent continuu bazat pe legea inducției electromagnetice. Pentru ca EMF să apară, este suficient să rotiți armătura cu o anumită viteză ω în fluxul magnetic F. 30

32 EMF E în mașină nu poate fi obținută dacă lipsește cel puțin una dintre cantitățile: ω (motorul nu se rotește) sau Ф (mașina nu este excitată). Formula (4.6) arată că curentul I i din circuitul armăturii circulă în motor sub acțiunea tensiunii U aplicată armăturii Valoarea acestui curent este limitată de contra-emf generată în timpul rotației motorului electric. și rezistența totală a circuitului de armătură. Formula (4.7) ilustrează de fapt principiul de funcționare a unui curent continuu ED bazat pe legea interacțiunii curentului într-un conductor și un câmp magnetic (legea lui Ampère). Pentru apariția unui cuplu, este necesară crearea unui flux magnetic F și trecerea curentului I I prin înfășurarea armăturii. Formulele de mai sus descriu toate procesele principale dintr-un motor de curent continuu. MPT se distinge prin modul în care înfășurarea polilor principali (înfășurarea de excitație) este inclusă în circuitul electric. 1. Mașini de curent continuu cu excitație independentă. Esența termenului este că circuitul electric al înfășurării de excitație (OV) este independent de circuitul de putere al rotorului EM. Pentru generatoare, aceasta este singura opțiune practică pentru o soluție de circuit, deoarece. circuitul de excitație controlează funcționarea MPT-ului. Excitarea în motoarele de curent continuu cu excitație independentă (DPT NV) poate fi efectuată pe magneți permanenți. DPT NV cu OF tradițională are două canale pentru controlul tensiunii rotorului și a tensiunii înfășurării de excitație. DPT NV sunt cele mai populare mașini electrice DC.Motoare electrice cu excitație paralelă (DPT PV). Ele sunt caracterizate prin includerea OB în paralel cu circuitul de armătură ED. După caracteristicile lor, acestea sunt apropiate de DPT NV. 3. ED cu excitare secvenţială (DPT Seq.V). Înfășurarea statorului este conectată în serie cu înfășurarea rotorului, ceea ce determină dependența fluxului magnetic de curent.

33 de ancore (de fapt de la sarcină). Au caracteristici neliniare și sunt rar utilizate în practică. 4. Motoarele cu excitație mixtă sunt un compromis EM cu excitație în serie și paralelă. În consecință, în ED există două OB-uri - paralele și în serie. Dacă valoarea rezistenței înfășurării armăturii este necunoscută, atunci se poate folosi o formulă aproximativă. Presupunând că jumătate din pierderile de putere sunt asociate cu pierderi în cuprul înfășurării armăturii, scriem formula M U n n η =. n ω I n n n n i; sau eu. (4.11) În In R U n I R 3

34 CURTEA 5 CARACTERISTICILE MECANICE ȘI ELECTROMECANICE ALE MOTORULUI DE C.C. CU EXCITAT INDEPENDENT Probleme discutate în prelegere. 1. Caracteristicile electromecanice și mecanice naturale ale unui motor de curent continuu cu excitație independentă (DPT NV) .. Rigiditatea caracteristicii statice. 3. Sistem de unități relative. 4. Caracteristicile mecanice și electromecanice ale DPT NV în unități relative. Înainte de a trece la luarea în considerare a caracteristicilor DPT NV, dăm câteva definiții. Caracteristicile mecanice (MX) ale motorului sunt dependențele turației în regim de echilibru de cuplul n \u003d f 1 (M) sau ω \u003d f (M). Caracteristicile electromecanice (EMC) ale motorului sunt dependențele vitezei în regim permanent de curentul n \u003d f 3 (I) sau ω \u003d f 4 (I). Atât MX cât și EMC pot fi reprezentate și prin funcții inverse M = ϕ 1 (n) sau I = ϕ 4 (ω). Caracteristicile se numesc naturale dacă sunt obținute în condiții de putere nominală (la tensiune și turație nominale), excitație nominală și absența rezistențelor suplimentare în circuitul armăturii. Caracteristicile motorului sunt numite artificiale atunci când oricare dintre factorii enumerați mai sus sunt modificați. Pentru a deriva caracteristicile electromecanice și mecanice ale unui motor de curent continuu cu excitație independentă (paralelă), luați în considerare cel mai simplu circuit de comutare a motorului (Fig. 5.1). 33

35 U + - IE DP KO R adăugați I în OB R DV + U în - Fig Schema circuitului electric al unui motor de curent continuu cu excitație independentă tensiunea de rețea de curent continuu U c \u003d U este aplicată pe armătura motorului electric, care în mod constant starea este echilibrată de motorul EMF (E) și căderea de tensiune în circuitul armăturii (I I R yats). U \u003d E + I R yat, (5.1) unde R yat = R i + R adăugați + R dp + R la rezistența totală a circuitului armăturii, Ohm; R I rezistența înfășurării armăturii, Ohm; R rezistență suplimentară suplimentară în circuitul armăturii, Ohm; R dp, respectiv R ko, rezistența înfășurării polilor suplimentari și înfășurarea de compensare, Ohm. Clasa de izolație Tabelul 5.1 Temperatura de funcționare, nodul С А 105 Е 10 В 130 F 155 Н 180 С. Aducerea rezistenței înfășurărilor în circuitul armăturii

36 la temperatura de funcționare t, C, se efectuează conform următoarei formule: R \u003d R (1 + α θ), (5.) ; α coeficient de temperatură, (C) -1, pentru cuprul 3 ia de obicei α \u003d 4 10 (C) -1; θ este diferența dintre temperatura de funcționare și t 0, C. Rezistența suplimentară din ansamblul perie-colector poate fi luată în considerare ca raport dintre căderea de tensiune la contactul perie-colector U w = V la curentul nominal de armătură . Înlocuind valoarea lui E în ecuația (5.1) conform (4.5) și făcând transformările corespunzătoare în raport cu viteza de rotație ω, obținem caracteristica electromecanică a motorului electric de curent continuu de excitație independentă (paralelă) UIR n UR n ω = = eu n. (5.3) Kfn Kfn Kfn După ce am exprimat valoarea curentului de armătură prin cuplul electromagnetic (4.7) și înlocuind valoarea curentului în ecuația (5.3), găsim caracteristica mecanică a unui motor de curent continuu cu excitație independentă (paralelă): UR ац ω = M. (5.4) KФ ( ) n KFn Analizând ecuațiile (5.3) și (5.4), vedem că matematic acestea sunt ecuațiile unei drepte care traversează axa vitezei în punctul ω 0. Valoarea ω 0 = U / (KF) se numește turația de ralanti ideală, iar raportul R R jac Ib = M = ω c (5.5) KF KF () 35

37 se numește diferență statică de viteză în raport cu ω 0, cauzată de prezența unui moment static pe arborele motorului. Este valabilă următoarea formulă: ω = ω 0 - ω s. (5.6) Pentru a construi o caracteristică mecanică naturală (EMH), este necesar să găsim două puncte. Una dintre ele este determinată din datele pașaportului motorului pentru valorile nominale nn și M n: ω n = π nn /30 = 0,105 nn, M n = P n / ω n, unde P n este puterea nominală a motorul, W; n n viteza nominală a EM, rpm. Al doilea punct corespunde idealului inactiv atunci când I = 0; M = 0. Se poate afla din ecuația (5.3) la înlocuirea datelor pașaportului motorului: Un ω ω n 0 =. (5.7) Un In R I Construirea unei caracteristici electromecanice naturale (EEMH) are loc în mod similar utilizând valoarea pașaport a curentului nominal I n. EMX poate fi construit cunoscând ω 0 și panta caracteristicii, care este o dreaptă. Valoarea pantei este determinată de derivata dm/dω = β s, numită rigiditatea statică a caracteristicii mecanice (KF) dm β s = =. (5.8) dω R jac În practică, se utilizează modulul de rigiditate statică β = β s. Valoarea lui β depinde de rezistența circuitului de ancorare și de fluxul magnetic de excitație. Având în vedere cele de mai sus, ecuația caracteristică mecanică poate fi scrisă ca ω = ω 0 M / β. (5,9) 36

38 Compararea motoarelor electrice diferite ca putere, curent, cuplu, număr de perechi de poli permite reprezentarea caracteristicilor EM în unități relative. Sistemul de unități relative este destul de des folosit în calculele tehnice și se bazează pe luarea unei valori arbitrare ca valoare de bază. Valorile absolute ale parametrilor de aceeași natură fizică k i, raportate la valoarea de bază a k baze, pot fi comparate între ele. În unități relative o k k i i =. (5.10) kbase Pentru a analiza caracteristicile unui motor de curent continuu cu excitație independentă, vom lua pentru valorile de bază: U n tensiune nominală; I n curentul nominal al motorului; M n cuplu nominal al motorului; ω 0 turație ideală în gol; F n flux magnetic nominal. Valoarea rezistenței de bază este de obicei definită ca R baza = U n / I n, (5.11) unde R baza are următorul sens fizic - aceasta este rezistența circuitului armăturii, care limitează curentul armăturii la valoarea nominală în inhibarea starea (ω = 0) și tensiunea nominală aplicată. Pentru a exprima caracteristica electromecanică (5.3) în unități relative, este necesar să se împartă părțile din dreapta și din stânga ecuației la turația de ralanti ideală ω 0 EEMH. Ca rezultat, obținem expresia o o o U o R yc ω = I, (5.1) o o Ф Ф 37

39 ω unde ω o o U o Ф o I o R ац = ; U = ; F = ; I = ; R jac =. ω 0 U n F n I n R bază Ecuația caracteristicii mecanice în unități relative poate fi obținută din ecuația (5.1) după înlocuirea expresiei I = în ea, unde M =. o o M o M o M F n Caracteristicile naturale ale DPT NV în unități relative vor lua forma: a) electromecanice b) mecanice o o o R yat ω = 1 I, (5.13) o o o ω = 1 M R yat. (5.14) o o cu I R o yc M o o yc Diferența statică de viteză ω = = R, o o de unde rezultă că I = M. Astfel, în unități relative, caracteristicile mecanice naturale și electromecanice coincid. Când M \u003d M n și I \u003d I n, din ecuațiile (5.13) și (5.14) se poate observa că scăderea statică la sarcina nominală este egală cu rezistența circuitului armăturii în unități relative, adică o \u003d R o ωsn yat. Valoarea lui yc depinde de puterea motorului și este în limitele de 0, 0,0 pentru DPT NV cu putere de la 0,5 la 1000 kW. Cunoscând rezistența relativă a armăturii, este ușor de determinat curentul de scurtcircuit în unități relative I k \u003d o Ik I o o o Ik U R Yats n. R o =, în unități absolute, acest curent este 38

40 CURTEA 6 CONTROLUL VITEZEI ÎNTR-UN MOTOR DC Întrebări discutate în prelegere. 1. Caracteristicile electromecanice artificiale (IEMH) și mecanice (IMH) ale DCT NV cu o modificare a rezistenței rotorului Caracteristicile electromecanice și mecanice artificiale ale DCT NV cu o modificare a fluxului magnetic. 3. Caracteristicile electromecanice și mecanice artificiale ale DPT NV atunci când tensiunea de alimentare se modifică. Controlul reostatic al vitezei se realizează prin introducerea unor rezistențe active suplimentare în circuitul armăturii, de exemplu. R jac \u003d (R i + R ya) \u003d var pentru U \u003d U n, F \u003d F n,. După cum se poate observa din ecuația caracteristică mecanică (5.4), la variarea valorii rezistenței suplimentare Rdya în circuitul armăturii, turația ideală de mers în gol ω 0 rămâne constantă, se modifică doar modulul de rigiditate statică β și odată cu acesta și rigiditatea (abrupta) caracteristicii (Fig. 6.1) . De exemplu, odată cu introducerea unui rezistor suplimentar cu o rezistență R dya \u003d R i, modulul de rigiditate statică al caracteristicii mecanice artificiale (IMC) β și este de două ori mai mic decât pentru caracteristica naturală β e, adică. β și = 0,5 β e. În consecință, scăderea vitezei statice ω = ω + ω = ω se va dubla. nu R în unități relative, caracteristica mecanică reostatică poate fi scrisă o o o o o o o ω = 1 M R n = 1 M R n + R n

Adnotarea programului de lucru al disciplinei direcția de pregătire: 23.05.05 Sisteme de sprijinire a traficului feroviar focus: Sisteme de telecomunicații și rețele de transport feroviar Disciplina:

Capitolul 2. PROPRIETĂȚI ELECTROMECANICE ȘI DE REGLARE ALE ACTIONĂRILOR DC 2.1. Caracteristicile mecanice ale motoarelor electrice și mecanismelor de acționare Caracteristicile mecanice ale motorului electric

CUPRINS Cuvânt înainte.................................................... 3 Introducere............................................................. ... 5 Capitolul I Partea mecanică a acționării electrice..... ................ 7 1.1. Scurt

050202. Motor de curent continuu cu excitație paralelă Scopul lucrării: Pentru a se familiariza cu dispozitivul, principiul de funcționare a unui motor de curent continuu cu excitație paralelă. Eliminați principalele sale caracteristici.

ÎNTREBĂRI DE CONTROL DE INTRARE A CUNOAȘTERIILOR CUNOAȘTELOR CUNOAȘTELOR CU DISCIPLINA „Procese tranzitorii în sistemele de energie electrică” 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v, U = v 2. = 0v, U = 7 v 3. = 30v, U = v 8 2 Determinați valoarea EMF

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse Bugetul Federal de Stat Instituția de învățământ de învățământ profesional superior Universitatea Tehnică de Stat Nijni Novgorod. R. E.

MAȘINI DC (MPT) Scopul, domeniul de aplicare și dispozitivul MPT Generatoare de curent continuu (GPT) Motoare DC (motoare DC) 1 MPT sunt reversibile, adică pot funcționa ca: a)

1 DISPOZIȚII GENERALE PENTRU DESFĂȘURAREA PROBELOR DE ADMITERE PENTRU ADMITERE LA STUDIUL DE MASTER ÎN DIRECȚIA 13.04.02 „Energie electrică și inginerie electrică” 1.1 Prezentul program, întocmit în conformitate cu legislația federală

Întrebări teoretice 1 Aplicație, dispozitiv și tipuri de transformatoare 2 Principiul de funcționare al transformatorului, moduri de funcționare 3 Circuitul echivalent al transformatorului și caracteristicile sale externe 4 Experimente fără sarcină

Instituția de învățământ profesional autonomă de stat din regiunea Samara „Colegiul Petrochimic Novokuybyshevsky”

Motoare cu curent continuu 2015 Universitatea Politehnică din Tomsk, Departamentul de E&E Lector: Ph.D., Conf. univ. Olga Vladimirovna Vasilyeva 1 Motorul cu curent continuu este o mașină electrică care transformă energia electrică

Opțiunea 1. 1. Scopul, clasificarea și dispozitivul transformatorului. 2. Erori de măsurare absolute și relative. Clasa de precizie a dispozitivului de măsurare. 3. Cu o creștere a frecvenței de rotație a generatorului

UDC 621.3.031.: 621.6.052(575.2)(04) Kelebaev A dezvoltat un model matematic și o metodă de calcul

Subiectul 8.1. Mașini electrice. Generatoare de curent continuu Întrebări ale temei 1. Maşini electrice de curent continuu şi alternativ. 1. Dispozitivul și principiul de funcționare al generatorului DC. 2. EMF și rotație

Mașini asincrone 2015 Universitatea Politehnică din Tomsk, Departamentul de E&E Lector: dr., conf. univ. Vasilyeva Olga Vladimirovna O mașină asincronă este o mașină în care o mașină rotativă

CUPRINS Prefață la a doua ediție ................................................ 10 Prefață la Prima Ediţie .......................................... 12 Capitolul 1. Introducere ....................... ................................

INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT SUPERIOR BUGETAR DE STAT FEDERAL „UNIVERSITATEA NAȚIONALĂ DE CERCETARE TEHNICĂ KAZAN, numită după I. UN. Institutul de Inginerie Mecanică TUPOLEVA-KAI Zelenodolsk

LUCRĂRI DE LABORATOR 2 MOTOR DE EXCITAȚIE PARALEL DC Scopul lucrării: 1. Studierea principiului de funcționare și proiectare a motoarelor de curent continuu. 2. Familiarizați-vă cu circuitul de comutare a motorului

Tema 0. Bazele acționării electrice Întrebări ale subiectului. Acționare electrică: definiție, compoziție, clasificare Parametrii nominali ai mașinilor electrice. 3. Moduri de funcționare ale motoarelor electrice. 4. Selectarea tipului și puterii motorului electric.

Lista subiectelor din programul disciplinei „Inginerie electrică” 1. Circuite electrice de curent continuu. 2. Electromagnetism. 3. Circuite electrice de curent alternativ. 4. Transformatoare. 5. Dispozitive și dispozitive electronice.

MOTOR ASINCRON TRIFAZAT CU ROTOR ÎNCHIS SCHIRT Scopul lucrării: 1 Să se familiarizeze cu proiectarea motoarelor asincrone trifazate Pentru a studia principiul de funcționare a motoarelor asincrone 3 Pentru a începe

UDC 6213031 (5752) (04) DEZVOLTAREA ȘI CERCETAREA SECȚIUNII DE ENERGIE A SISTEMULUI DE CONTROL AUTOMAT DE ECONOMISIRE A ENERGIEI PENTRU TURBO-MECANISME AL TPP IV Bochkarev Rezultatele lucrărilor privind crearea unui sistem asincron

MINISTERUL EDUCAȚIEI, ȘTIINȚEI ȘI TINERETULUI AL REPUBLICII CRIMEA GOU SPO „Colegiul de Construcții, Arhitectură și Proiectare Bakhchisaray” Ghid de inginerie electrică și electronică și sarcini de control

Tema 9. Mașini electrice cu curent alternativ Întrebări tematice .. Clasificarea mașinilor cu curent alternativ .. Dispozitivul și principiul de funcționare a unui motor asincron. 3. Crearea unui câmp magnetic rotativ. 4. Viteza

Http://library.bntu.by/kacman-m-m-elektricheskie-mashiny Prefață...3 Introducere... 4 V.1. Numirea mașini și transformatoare electrice... 4 B.2. Masini electrice convertoare electromecanice

Subiectul 7 Circuite AC trifazate Plan 1. Concepte generale 2. Obținerea curentului trifazat 3. Conexiuni stea, triunghi Concepte cheie: fir de linie de fază de curent trifazat fir neutru

Ce este un motor electric? Un motor electric (motor electric) este un dispozitiv pentru conversia energiei electrice în energie mecanică și pentru a conduce mașini și mecanisme. motor electric

MINISTERUL EDUCAȚIEI AL REPUBLICII TAJIKISTAN CERTIFIC Decanul Facultății Dodkhudoev M.D.

LUCRAREA 2 STUDIUL UNUI MOTOR DE CC CU EXCITAȚIE PARALELĂ Cuprins 1. Scopul lucrării. 2 2. Programul de lucru. 2 3. Fundamentele teoriei motoarelor. 4. Studiu experimental 3 4.1. start

1 Mașini electrice Informații generale Prelegeri ale profesorului Polevskiy V.I. Cursul 1 O mașină electrică este un dispozitiv electromecanic care convertește elementele mecanice și electrice

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI INSTITUȚIA BUGETARĂ DE STAT FEDERALĂ NUKA RF DE ÎNVĂȚĂMÂNT PROFESIONAL SUPERIOR

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERAȚIEI RUSE Instituția de învățământ autonomă de stat federală de învățământ profesional superior „Universitatea Națională de Cercetare Nucleară

Introducere La mașinile sincrone, viteza unghiulară de rotație a rotorului, Ω = 2πn, este egală cu viteza unghiulară sincronă a câmpului, Ω s = 2πn 1 (termenul 37, p.15). Câmpurile statorului și rotorului în mașinile sincrone (ca în toate

3 Cuprins Prefaţă...5 Introducere...7 I. Momentul electromagnetic şi forţa electromagnetică ale maşinilor electrice cu mişcare de rotaţie şi translaţie. 1. Expresie generală pentru moment și forță. 14 2.

Informații generale despre motoare electrice Motor electric. Tipuri de motoare electrice și caracteristicile lor de proiectare. Dispozitivul și principiul de funcționare al motorului electric Motorul electric transformă energia electrică

INSTRUCȚIUNE METODOLOGICĂ 2 sisteme și tehnologii” Tema 1. Circuite liniare DC. 1. Concepte de bază: circuit electric, elemente ale unui circuit electric, secțiune a unui circuit electric. 2. Clasificare

Patru legi ale electromecanicii Cuprins: 1. Informaţii generale 1.1. Conversia energiei este asociată cu câmpurile magnetice rotative 1.2. Pentru a asigura o conversie continuă a energiei, este necesar ca

1 Mașini electrice sincrone Informații generale și elemente structurale Prelegeri ale profesorului Polevskiy V.I. Mașinile sincrone sunt mașini electrice cu curent alternativ, în care câmpul magnetic,

Introducere SECȚIUNEA I Inginerie electrică generală Capitolul 1. Circuite electrice DC 1.1. Concepte de bază ale câmpului electromagnetic 1.2. Elemente pasive ale circuitelor și caracteristicile acestora 1.3. Elemente active

Plan tematic aproximativ și conținut al disciplinei „Inginerie electrică și electronică” Tema .. Circuite electrice DC Exercițiu practic Calculul circuitelor electrice în serie,

Katsman M. M. Calcul și proiectarea mașinilor electrice: Manual pentru școlile tehnice Recenzători: N. G. Karelskaya, A. E. Zagorsky Katsman M. M. K 30 Calcul și proiectarea mașinilor electrice: Manual.

Mașini asincrone O mașină asincronă este o mașină în care un câmp magnetic rotativ este excitat în timpul funcționării, dar al cărui rotor se rotește asincron, adică. cu o viteză diferită de cea a câmpului. 1 Sugerat de rusă

CUPRINS Cuvânt înainte... 3 Capitolul 1. Circuite electrice liniare de curent continuu... 4 1.1. Dispozitive electrice DC... 4 1.2. Elemente ale circuitului electric DC ... 5 1.3.

9. MAȘINI DC Mașinile DC sunt mașini reversibile, adică. pot funcționa atât în ​​modul generator, cât și în modul motor. Motoarele de curent continuu au avantaje

Tema 13 Generatoare sincrone, motoare Plan 1. Proiectarea unui generator sincron 2. Principiul de funcționare a unui generator sincron 3. Proiectarea unui motor sincron 4. Principiul de funcționare a unui motor sincron

CONȚINUTUL LISTEI DISCIPLINEI EDUCAȚIONALE ȘI CONȚINUTUL SECȚIUNILOR (MODULELOR) DISCIPLINEI p/n Modul de disciplină Prelegeri, fracțiune de normă 1 Introducere 0,25 2 Circuite electrice liniare DC 0,5 3 Circuite electrice liniare

UDC 681.518.22+681.518.5: 621.313.333 V. Yu. OSTROVLYANCHIK, doctor în științe tehnice, profesor, șef. cafenea AEP şi PE (SibGIU) I. Yu. lector la catedra AEP și PE (SibGIU) Novokuznetsk COMPARATIV

Prefață 3 Introducere 5 Capitolul unu. Circuite electrice DC 10 1.1. Obţinerea şi aplicarea curentului continuu 10 1.2. Elemente de instalații electrice, circuite și scheme electrice

MI KUZNETSOV FUNDAȚIILE DE ELECTROTECNICĂ EDIȚIA A V-A, REVIZUTĂ ÎN EDIȚIA KAND. TEHN. NAUK S. V. STRAKHOVA Aprobat de Consiliul Academic pentru Învățământul Profesional al Direcției Principale

86 BULETIN GGTU IM. P. O. SUKHOGO 16

CUPRINS Cuvânt înainte................................................... .... 5 1. Calculul puterii acţionărilor electrice ale maşinilor de tăiat metale 1.1. Informații generale................................. 7 1.2. Mașini de rindeluit .............................................................

FAZhT FGOU SPO Alatyr Colegiul de Mașini Electrice de Transport Feroviar

AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU EDUCAȚIE UNIVERSITATEA FEDERALĂ SIBERIANĂ INSTITUTUL POLITEHNIC ACȚIUNEA ELECTRICĂ Materiale de control și măsurare Krasnoyarsk SFU 2008 UDC 62-83(07) P12 Revizor:

Departamentul de Educație și Știință al Regiunii Tambov TOGAPOU „Colegiul Agro-Industrial” PM 3 „Întreținerea, depanarea și repararea echipamentelor electrice și automatizate

Societate pe acțiuni necomerciale UNIVERSITATEA DE ENERGIE ȘI COMUNICAȚII ALMATY Departamentul de acționare electrică și automatizare a instalațiilor industriale ECONOMIA DE ENERGIE PRIN ACTIONARE ELECTRICĂ AUTOMATIZĂ

TEMA 1. MAȘINI ELECTRICE DC Sarcina 1. În conformitate cu opțiunea sarcinii dvs. (Tabelul 1, coloanele 2, 3, 4), desenați o schiță a unei secțiuni transversale a unei mașini DC cu doi poli și arată

Certificare intermediară (sub formă de examen). Examenul ia forma unor răspunsuri la bilete. Fiecare bilet conține 3 întrebări pentru una din fiecare sarcină. Total bilete 28. 28 bilete student fericit alege singur

UDC 621.313.323 DESPRE LEGILE DE REGLARE A FRECVENȚEI MOTOARELOR SINCRONE LA STAȚII DE POMPARE ULEI Shabanov V.A., Kabargina O.V. Ufa State Petroleum Technological University e-mail: ShabanovVA1@yandex.ru

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI Instituția de învățământ bugetar federal de învățământ profesional superior „Universitatea de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă din Tomsk” (TGASU) CARACTERISTICI DE PERFORMANȚĂ

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

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Introducere

1.1.Definiția conceptului „Electric
unitate de antrenare"
acționare electrică
este un electromecanic controlat
sistem. Scopul său este de a converti energia electrică
în mecanic și invers și gestionați acest proces.
Unitatea electrică are două canale - putere și informații
(imagine
1.1).
De
primul
canal
transportat
decapotabil
energie, prin cel de-al doilea canal se realizează
managementul fluxului de energie, precum și colectarea și prelucrarea informațiilor despre
starea și funcționarea sistemului, diagnosticarea acestuia
defecte.
Canalul de putere este format din două părți
electrice şi
mecanice şi trebuie să conţină
legătură de legătură
convertor electromecanic.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Figura 1.1. Structura generală a acționării electrice

sistem de control automatizat de nivel superior
Canale de conectare
IP
Net
EP
canal
acționare electrică
EMF
MP
Muncitor
organ
Partea electrica
Mecanic
Canalul de putere al acționării electrice
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
Uzina de proces
Sistem
alimentare cu energie electrică
Informațional

În partea electrică a canalului de putere al unității electrice
include convertoare electrice EP, de transmisie
energie electrică de la sursa de alimentare IP la
convertor electromecanic EMF și invers și
efectuând transformarea parametrilor electrici
energie.
Mecanic
parte
acționare electrică
include
din
corpul mobil al convertorului electromecanic,
angrenajele mecanice MP și corpul de lucru al instalației, în
în care se realizează util energia mecanică.
acționare electrică
interactioneaza
din
sistem
sursa de alimentare (sau sursa de energie electrica),
instalaţie tehnologică şi prin informare
Convertor IP cu sistem informatic mai mult de
nivel inalt.
Electric
unitate de antrenare
folosit
în

economie.
larg
Răspândire
acționare electrică
N.I. Usenkov. Electric
condiţionat
Caracteristici
electric
energie:
sky drive

Acționarea electrică este una dintre cele mai consumatoare de energie
consumatorii și convertizorii de energie. El consumă
peste 60% din toată energia electrică produsă.
Electric
unitate de antrenare
larg
folosit
în
industrie, transport și utilități publice
economie.
Electric
unitate de antrenare
unu
din
cel mai
consumatori mari consumatoare de energie și convertoare de energie.
Teorie
reglementate
acționare electrică
primit
dezvoltare intensivă datorită
îmbunătățiri
tradiționale și crearea unei noi puteri controlate
dispozitive semiconductoare (diode, tranzistori și
tiristoare), circuite integrate, dezvoltare digitală
tehnologia informaţiei şi dezvoltarea diverselor
sisteme de control cu ​​microprocesor.
Proprietate
teorie
în
zone
reglementate
acționare electrică
este o
unu
din
cel mai important
componentă a pregătirii profesionale a specialiştilor
N.I. Usenkov. Electric
direcția „Inginerie electrică,
energie și tehnologie
sky drive

1.2. Compoziția și funcțiile motorului electric

Funcţie
electric
convertor
EP
include
în
conversia energiei electrice furnizate de reteaua C si
caracterizat prin tensiunea Uc și curentul Ic al rețelei, în electric
aceeași energie necesară motorului și caracterizată prin cantități
U, eu.
Convertoarele sunt negestionate și gestionate. Sunt
poate avea unilaterale (redresoare) sau cu două fețe (cu
disponibilitate
Două
truse
supape)
conductivitate,
La
conducere unidirecțională a traductorului și invers (de la
sarcină) fluxul de energie utilizează o cheie suplimentară
element de pe tranzistor pentru „drenarea” energiei în modul de frânare
acționare electrică.
Convertor electromecanic EMI (motor), întotdeauna
prezent în unitate transformă electricitatea
energie (U, I) în energie mecanică (M,ω).
Traductor mecanic MP (transmisie): cutie de viteze, pereche
piuliță șurub, N.I.
blocuri,
Usenkov.crank
Mecanism manivelă electric
coordona
momentul M și turația ω a motorului cu
sky drive

Figura 1.2. Canalul de energie al acționării electrice
P2
P1
Net
ΔPc
ΔPe
Noi, eu s
∆Pr
ΔPm
ΔPem
U, eu
Mm, ω m
M, v
EMF
EP
Δ Pro
MP
∆Pr
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
RO

cantități,
caracterizarea
decapotabil
energie:
tensiuni, curenți momente (forțe) viteze poziția arborelui în
spațiul se numesc coordonatele unității.
Funcția principală a actuatorului este de a controla
coordonatele, adică în direcția lor forțată
schimbare în conformitate cu cerințele tehnologice
proces.
Coordonatele trebuie gestionate în interiorul,
permis
structurilor
elemente
acționare electrică,
Cum
asigura fiabilitatea sistemului. Acestea sunt permise
limitele sunt de obicei asociate cu valorile nominale ale coordonatelor,
asigurând utilizarea optimă a echipamentului.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

automatizate
acționare electrică
(AEP)
acest
sistem electromecanic format din electrice
Mașină EM conectată prin transmisie mecanică
PU cu mecanism de lucru RM, convertor de putere SP,
Sistem de control SU, unitate senzor BSU,
care acționează ca senzori de feedback
principal
variabile
state
EP
(parametri:
poziția arborelui mașinii de lucru, viteza unghiulară, momentul,
curentul motorului) și furnizarea de surse de alimentare
alimentarea cu energie a dispozitivelor electrice specificate.
Semiconductor
societate mixtă
servi
pentru
armonizare
electric
parametrii
sursă
electric
energie
(Voltaj,
frecvență)
din
electric
parametrii mașinii EM și reglarea parametrilor acesteia
(viteza, tensiunea si inversarea rotatiei
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Figura 1.3. Schema bloc a automatizate
acționare electrică
Sursă de putere
Semnal
sarcini
EM
SU
societate mixtă
BSU
PU
RM
Canal de informare EP
Parte electrică a EP
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
Partea mecanică a EP

Sistemul de control este conceput pentru a controla
convertor de putere și este construit, de regulă, pe
cipuri sau microprocesor. La intrarea sistemului
management
servit
semnal
sarcini
Și
semnale
feedback negativ de la unitatea senzorului
dispozitive.
Sistem
management,
în
conformitate
din
algoritmul încorporat în acesta, generează semnale
controlul convertizorului de putere, controlul
mașină electrică.
Cel mai
perfect
acționare electrică
este o
automatizate
acționare electrică
reglabil
acționare electrică
din
automat
regulament
variabile de stare.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Acționarea electrică automată este împărțită în:
EP stabilizat cu viteză sau cuplu;
EP controlat de software care se mișcă
mecanism de lucru în conformitate cu programul inclus în semnal
sarcini;
Follower EA, care mută mecanismul de lucru în
în funcție de schimbarea arbitrară a semnalului de intrare
Pozițional
EP,
proiectat
reglarea poziţiei mecanismului de lucru
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
pentru

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Acționare electrică bazată pe motoare de curent continuu
actual
folosit
în
variat
industrii
industrie:
metalurgie,
Inginerie,
chimică, cărbune, prelucrarea lemnului etc.
Regulament
unghiular
viteză
motoare
permanent
actual
ia
important
un loc
în
acționare electrică automată. Aplicație cu
acest scop al convertoarelor tiristoare este
una dintre modalitățile moderne de a crea un reglementat
Acționare electrică DC.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Controlul vitezei DPT cu HB este efectuat de trei
moduri:
1. Schimbarea tensiunii la armătura motorului cu un curent constant în înfășurare
excitare;
2. Prin modificarea curentului în înfăşurarea de excitaţie a motorului la o constantă
tensiune de ancorare;
3. Schimbarea tensiunii armăturii motorului combinat
înfăşurare de excitaţie.
si curent in
Se modifică tensiunea de armătură a motorului sau curentul din înfășurarea câmpului
folosind redresoare controlate, dintre care cea mai mare aplicație
au primit redresoare în punte monofazate și trifazate.
Când controlați motorul prin circuitul de înfășurare de câmp, controlat
redresorul este făcut pentru o putere mai mică și are indicatori mai buni de greutate, dimensiune și cost.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Cu toate acestea, datorită constantei mari de timp
înfășurările de excitație, acționarea electrică are cel mai rău
dinamic
proprietăți
(este un
Mai puțin
de mare viteză) decât pe circuitul armăturii motorului. Asa de
modul în care
alegere
lanţuri
management
determinat
cerințe specifice de unitate.
Când lucrați cu mecanisme de producție
(de exemplu, mecanisme principale și auxiliare
angrenaje în mașini de prelucrare, mecanisme de macara,
ascensoare) este necesară schimbarea sensului de rotație
motor
(realizez
verso).
Schimbare
direcţiile de rotaţie sunt de obicei însoţite de asemenea
cerințe precum rapidă (și în același timp netedă)
frânare și accelerare lină.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Se poate realiza inversarea sensului de rotație a motorului de antrenare
prin modificarea polarităţii tensiunii furnizate armăturii sau prin schimbarea
direcția curentului în înfășurarea de excitație. În acest scop, în lanțul de ancorare sau
înfășurările de excitație intră într-un comutator de contact (inversor) sau
se folosesc două convertoare cu tiristoare controlate.
Schema structurală a unui convertor tiristor reversibil cu
comutatorul de contact din circuitul de înfășurare a armăturii este prezentat în figură. ÎN
acest circuit, ca în majoritatea convertoarelor proiectate pentru
conduce, modul de rectificare alternează cu modul de inversare.
Deci, de exemplu, atunci când accelerați în modul de pornire și îl stabilizați
conditii
a ridica
încărcături
pe
arborele
motor
tiristor
convertizorul funcționează în regim de redresare, furnizând energie
motor. Dacă este necesar, frânare și oprire ulterioară
alimentarea cu energie a motorului de la rețea prin convertor
Stop,
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

traducere
motor în modul invers.
Mașină de curent continuu sub acțiunea inerțială
masa de pe arborele său intră în modul generator,
returnând energia stocată prin convertor
la rețeaua de curent alternativ (frânare regenerativă).
Diagrama bloc al convertizorului invers
Net
380 V, 50 Hz
Usync
VS1
UZ1
VS6
SIFU
Uо.с
1
ID1
2
QS1
Uda
1
2
ID2
M1
LM1
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
Uz.s

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Sistem convertor-motor tiristor

Principalul tip de convertoare utilizate în reglementate
DC EP-urile sunt semiconductoare statice
convertoare (tranzistor și tiristor). Ei reprezintă
redresoare controlate cu inversare sau fără inversare,
colectate pe zero sau punte monofazată sau trifazată
scheme. Tranzistoarele de putere sunt utilizate în principal pentru
reglarea tensiunii de impuls în EP de putere mică.
Principiul de funcționare, proprietăți și caracteristici ale sistemului TP - D
Luați în considerare exemplul circuitului prezentat în Fig. 2.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

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

Redresor controlat (convertor) include
transformator de potrivire T, având două înfășurări secundare,
două tiristoare VS1 și VS2, reactor de netezire cu
inductanța L și un sistem de control fază-impuls
SIFU. Înfășurarea de excitație a motorului OBM este alimentată de la sine
sursă.
Redresorul asigură reglarea tensiunii
motor prin modificarea valorii medii a EMF EP. Acest
se realizează cu ajutorul SIFU care, la semnalul UU, se modifică
Unghiul de control al tiristorului α (unghiul de întârziere la deschidere
tiristoarele VS1 și VS2 în raport cu momentul în care potențialul este pornit
anozii lor devin pozitivi comparativ cu
potenţial la catod). Când α = 0, i.e. tiristoare VS1 și VS2
primește impulsuri de control Uα de la SIFU la un moment specificat,
convertizorul efectuează rectificarea cu undă completă
iar la armătura motorului se aplică tensiune completă. Dacă cu
folosind SIFU, furnizarea de impulsuri de control la tiristoarele VS1 și
VS2 apare cu o deplasare (întârziere) cu un unghi α ≠ 0, apoi EMF
convertorul scade și, în consecință, scade
tensiune medie furnizată motorului.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Dependența valorii medii a EMF a unui convertor multifazic
din unghiul de control a tiristorului a are forma:
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
unde m este numărul de faze;
E - valoarea amplitudinii EMF a convertorului;
ESR0 - convertor EMF la α = 0.
Pentru a reduce efectul dăunător al ondulației curentului asupra țintei armăturii
de obicei este pornit un reactor de netezire, a cărui inductanță L
este selectat în funcție de nivelul de ondulare admisibil al curentului.
Ecuații pentru caracteristicile electromecanice și mecanice
motor:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RY RP k
ECP 0 cos
k M RЯ
RP
k2
Unde
- rezistenta echivalenta
RP xT m 2 RT RL
convertor;
xT, RT - respectiv redus la înfășurarea secundară
reactanța inductivă de scurgere și rezistența activă
înfășurări ale transformatorului;
RL este rezistența activă a reactorului de netezire.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

În zona umbrită, motorul funcționează în modul
curent intermitent, care determină o schimbare (scădere) vizibilă
caracteristici de rigiditate. Datorită conducerii într-un singur sens
caracteristicile traductorului sunt situate numai în primul
(1...3 la α = 0; 30, 60°) și al patrulea (4...7 la α = 90, 120, 150, 180°)
cadranele. Unghiurile de control mai mici corespund unui SP mai mare și,
prin urmare turație mai mare a motorului; la α = π/2 EMF
UV EP = 0 și motorul funcționează în modul de frânare dinamică.
Pe fig. 3 prezintă o diagramă a unui EA cu o punte trifazată
UV ireversibil.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

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

Pentru performanța motorului în toate cele patru
cadranele sunt utilizate redresoare reversibile controlate,
care constau din doua redresoare ireversibile, de exemplu cu
ieșire zero fig. 4.
dar)
~ 380 V; 50 Hz
b)
T1
2
UC
U
U
DIN
ȘI
F
La
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
L1
-
2
L
1 min
0
min
M
1 2
1 max
M1
UB
2 2
L2
+
max
-
N.I. Usenkov.
Electric
Imagine
4
sky drive

Reversibil
numit
convertoare,
permițând
modificați polaritatea tensiunii DC și a curentului din sarcină.
SW reversibil folosește două principii de bază
control seturi de supape: comun și separat.
Controlul comun asigură alimentarea din sistem
controlul fază-impuls al tiristoarelor controlează impulsurile
Uα simultan pe tiristoarele ambelor seturi - VS1, VS3, VS5
(grup catodic) și VS2, VS4, VS6 (grup anod). În același timp, datorită
prezența unui unghi de deplasare între impulsurile de control a două seturi
tiristoare apropiate de π, unul dintre ele funcționează într-un redresor
modul și conduce curentul, iar celălalt, lucrând în modul invertor, curentul
nu conduce. Pentru a asigura un astfel de control între medie
Trebuie să existe valori EMF ale redresorului și invertorului
raport
, însă, datorită diferenţei de valori instantanee
EMF între seturi de tiristoare curge așa-numita
curent de echilibrare. Pentru a o limita în circuitul prezentat în Fig.
4a, sunt prevăzute reactoarele de supratensiune L1 şi L2.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Scheme de convertoare de supape,
oferind schimbarea direcției
flux de energie
În acționările electrice automate
reglați viteza motorului de antrenare.
necesar
Când folosiți mașini DC, există
sarcina nu este doar de a controla viteza de rotație, (pentru
prin modificarea mărimii tensiunii de alimentare), dar şi
schimbarea sensului de rotație (invers). Pentru aceasta
trebuie să schimbați atât polaritatea tensiunii
sarcină și direcția curentului în sarcină.
Această problemă se rezolvă cu o specială
Convertor DC fără aplicație
echipamente de contact,
așa-numitul revers
N.I. Usenkov. Electric
convertor DC
curent, constând
sky drive

constând din două seturi de supape, fiecare dintre ele
permite curentului să circule prin sarcină doar într-unul
direcţie.
Toate schemele existente de convertoare cu supape inversoare
poate fi împărțit în două clase:
scheme încrucișate („opt”) și
circuite contra-paralele.
În circuitele transversale (figura a - zero și b - punte)
transformatorul are două grupuri de înfășurări de supape izolate,
din care se alimentează două seturi de supape.
În circuitele back-to-back (figura c), doar unul
grup de înfășurări de supape ale transformatorului.
În sens invers
sunteți:
convertoare
cel mai
zero trifazat;
dublu trifazat cu egalizare
reactor şi
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
răspândită

Convertor inversor trifazat
cu ieșire zero
A
T1
C
Usync
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. Electric
LM1
sky drive
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Usync
Uzs

Circuitele redresoare trifazate sunt utilizate pentru inductiv
sarcină pentru alimentarea înfășurărilor de excitație ale mașinilor electrice,
în șase faze
pentru a alimenta lanțurile de ancorare ale motorului,
acționări electrice cu douăsprezece faze deosebit de puternice.
Funcționarea convertorului inversor
Să presupunem că la momentul inițial de timp mașina
rotit în sensul acelor de ceasornic cu o viteză de n rpm. În același timp, ea
dezvoltat back-EMF Ejak și curentul I a trecut prin circuitul de ancorare
(imagine
). Mașina a fost alimentată de la prima
kit supapă convertor UZ1 care funcționează în
modul de rectificare. Pentru a reduce viteza de rotație
mașină, este necesar să se reducă tensiunea de alimentare furnizată acesteia, apoi
este necesar să se mărească unghiul de control al tiristorului
VS1,VS2,VS3 al redresorului UZ1.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

În același timp, din cauza inerției motorului, Ejak-ul EMF din spate nu poate
se modifică brusc și se dovedește a fi mai mare decât tensiunea Ud1 activată
ieșire
convertor
(pe
ancoră
motor).
supape
convertorul UZ1 se oprește rapid și curentul de sarcină este redus
până la zero. Dar pe clemele lanțului de ancorare al mașinii electrice,
rotindu-se prin inertie, se pastreaza back-EMF Eyak, care
permite utilizarea utilă a energiei cinetice a rotației
conduce, transformându-l în electric și, în același timp, rapid
încetinește mașina electrică.
Pentru a face acest lucru, trebuie să convertiți primul kit de supapă în
modul invertor, adică măriți unghiul α1 > 90°. Dar mai intai
kitul convertor UZ1 nu poate fi utilizat în invertor
modul, deoarece este necesar să existe polaritate inversă pe mașină
tensiunea Ud1. Prin urmare, al doilea
set de supape UZ2 (α2 > 90°), a cărui ieșire este conectată la
sarcină paralelă cu ieșirea primului set UZ1. O mașină
funcționează în modul generator, deci viteza sa de rotație
cade. În consecință, back-EMF Eyak, care este
tensiune de alimentare N.I.
pentru Usenkov.
al doilea electric
Kit UZ2 care funcționează în
modul invertor. sky drive

n
Frânare
Motor e
Overclockare
modul
Motor
modul
0
t
Verso
eu
E
0
t
<90
US2
ÎN
ȘI
>90
ȘI
>90
<90
UZ1
ÎN
UZ1
<90
ÎN
Fig 1.2. Diagrama modului de funcționare
Mașină electrică DC
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Când mașina electrică se oprește (Ejak=0; n=0), poți
convertiți al doilea set de supape UZ2 într-un redresor
modul (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
în modul motor și este alimentat de un al doilea set de supape
US2.
Direcţie
rotație
mașini
schimbări
pe
opus (motor marşarier) şi ea porneşte din nou
accelerați (de la n=0 la o viteză dată, de exemplu, la
n=nnom în al treilea cadran al coordonatelor de antrenare: n și I sau n
si m).
Dacă este necesară din nou o inversare, atunci
unghiul α2 al celui de-al doilea set de supape UZ2, supapele sale sunt închise.
Primul set de supape UZ1 este transformat în invertor
mod (α 1>90°), direcția curentului de armătură Id este inversată,
maşina electrică funcţionează în regim de generator până când
oprirea completă a motorului.
În viitor, cu o scădere a unghiului α1> 90°, primul set
supapele UZ1 este comutată în modul redresor și
motorul este accelerat până la turația setată.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Caracteristica de reglare a reversibilului
convertor
Uda
Ud0
Udα1
α1
Modul
redresor
0
Udβ1
π
π/2
Modul
invertor
α2
β1
-Ud0
Udβ
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
α
β

Dacă valorile medii ale tensiunilor pe
ieșirea UZ1 și UZ2 obținem expresia
Udocosα1 = Udocosβ2.
Prin urmare, este necesar ca α1= β2. De la ora
modul invertor β =180°- α, apoi condiția de egalitate
valori medii ale tensiunii în circuitul de egalizare
poate fi reprezentat ca α1+ α2 =180°, unde α1 și α2 sunt unghiuri
controlul tiristoarelor din primul și al doilea set
valve, socotite din punct de vedere natural
deblocarea tiristoarelor.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Caracteristicile externe ale reversibilului
convertor
Caracteristicile externe ale redresorului și invertorului
seturile în acest caz sunt o continuare a unuia
altul și da un exterior liniar rezultat
caracteristicile convertizorului inversor
Uda
β1
α1
β1 > β
2
α2 > α
β3 > β
2
1
α3 > α
2
Modul
invertor
Modul
redresor
0
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
ID

Controlul comun al supapei
truse
Dacă impulsurile de control sunt aplicate simultan la
supapele ambelor seturi UZ1 și UZ2 și unghiurile de control
tiristoarele îndeplinesc condiția
α1 + α2 = π,
Control
supapă
de acord.
grupuri
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
numit

Control separat al supapei
truse
Pentru a obține o unitate electrică care funcționează în toate patru
cadranele câmpului: ω - I sau ω - M, este necesar să se folosească un revers
convertor tiristor care asigură fluxul de curent al armăturii
motor în ambele sensuri.
Convertizoarele inversoare conțin două grupuri de tiristoare,
conectate în paralel opus între ele.
În această schemă, două seturi de supape UZ1 și UZ2, fiecare asamblat conform
circuit de punte trifazat, conectat în paralel între ele cu
polaritate opusă pe partea curentului redresat.
Aplicați impulsuri de deblocare simultan ambelor grupuri de tiristoare
nu este posibil, deoarece va avea loc un scurtcircuit. Prin urmare, în această schemă
poate funcționa doar
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

un grup de tiristoare UZ1 sau UZ2; alt grup
tiristoarele trebuie să fie închise (impulsuri de deschidere
îndepărtat).
Astfel, convertizoare inversă cu
control separat - acestea sunt convertoare, în
care impulsuri de control ajung doar la unul
din seturi de supape care conduc curentul. impulsuri
controlul la al doilea set de supape în acest moment nu este
sunt furnizate și supapele sale sunt închise. Reactorul Lur în schemă
poate lipsi. Vezi Gorby243s
Cu control separat al supapelor,
doar acel grup de tiristoare, care este în prezent
trebuie să conducă curentul în sarcină. Selectarea acestui grup
depinde de direcția de mișcare a actuatorului („Înainte” sau
„Înapoi”) și din modul de funcționare al variatorului: motor
modul sau frânarea regenerativă.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Tabelul 1 - Selecția setului de supape
Mod de operare EP
Motor
Frână
Direcţie
miscarile
"Redirecţiona"
UZ1
US2
"Înapoi"
US2
UZ1
În sistemele de control EA, selectarea și includerea grupului dorit
tiristoarele sunt produse automat prin intermediul unui logic
dispozitiv de comutare al LPU, al cărui principiu de construcție
prezentată în figură.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Acceptăm direcția curentului de armătură atunci când lucrăm „Înainte” în
modul motor pentru pozitiv. Cu un semnal pozitiv
setarea vitezei ωset, corespunzătoare mișcării
„Înainte” și
semnal de eroare de viteză, care este, de asemenea, în modul motor
va fi (ωset-ω)≥0, semnalul care vine la LPU de la regulatorul de curent,
va avea semnul (+). În conformitate cu aceasta, unitatea sanitară va porni electronicul
tasta QS1, care furnizează impulsuri de deblocare tiristorului
grupa UZ1. Unghiul de control α1 este setat de sistem
reglare automată în funcție de semnalul de ieșire
regulator de curent RT. Ambele SIFU (1) și (2) lucrează în comun astfel încât
care este suma sumei unghiurilor
α1 + α2 = π .
(1)
Astfel, pentru un grup de tiristoare care operează în
modul de redresare, impulsurile de declanșare sunt aplicate cu un unghi α1 =
0…π/2. În același timp, SIFU2 generează impulsuri
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

unghi de control α2 = π - α1, adică unghi de control,
relevante
invertor
regim
muncă
convertor UZ2. Cu toate acestea, din moment ce cheia electronică
QS2 este deschis, controlează impulsurile către tiristoarele grupului
UZ2 nu sunt primite.
Convertorul UZ2 este închis, dar
pregătit pentru funcționare în modul invertor.
Astfel de
principiu
de acord
management
trusele de supape, definite de (1), permit
potriviți caracteristicile mecanice ale unității
modurile motor și frânare, așa cum se arată în
figura.
La
nevoie
frânare
conduce
semnalul de referință de viteză ωset scade. Eroare de
semnul schimbărilor de viteză (ωass - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
semnalul se schimbă de la (+) la (-), conform căruia
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Contactul QS1 se oprește și contactul QS2 se pornește. dar
pornirea contactului QS2 nu are loc imediat, ci cu unele
întârzierea necesară pentru curentul de armătură să
a scăzut la zero și tiristoarele UZ1 au restabilit blocarea
proprietăți. Scăderea curentului la zero este controlată de senzorul de curent DT și
DAR cu organ nul (în alte scheme, în acest scop,
senzori de conductivitate ale supapei).
Când curentul scade la zero, după o anumită întârziere
timp, tasta QS2 este pornită și convertorul începe să funcționeze
UZ2, deja pregătit pentru funcționare în modul invertor. Unitatea de antrenare
intră în modul de frânare regenerativă, timp total
comutarea grupurilor de tiristoare este de 5 - 10 ms, adică
acceptabil pentru a asigura o calitate înaltă a controlului ES.
Când lucrați în modul motor în direcția „Înapoi”, semnul
referința de viteză este negativă și valoarea absolută
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

erori de viteză |ωset - ω | pozitiv, deci
intrarea LPU primește un semnal negativ și pornește
cheie
QS2.
Lucru
convertor
US2
în
modul de rectificare. Reguli logice de lucru
LPU sunt ilustrate în tabelul 2.
Sunt utilizate și alte scheme de unități de îngrijire a sănătății.
Caracteristicile mecanice ale mecanismului de marșarier TP-D
cu control separat sunt prezentate în figură.
Cu curent continuu
sunt descrise prin ecuația (1).
ancore
motor
ei
În modul curenţilor discontinui în regiunea micilor
valorile cuplului, liniaritatea caracteristicilor este încălcată.
În sistemele moderne de curent și viteză închise
reglare, datorită utilizării adaptive
controlere, este posibilă liniarizarea mecanică
caracteristicile EP iN.I.
priUsenkov.
electrice mici
valori de moment.
sky drive

Tabelul 2 - Logica de lucru a unității medicale
Semn
Semn
Semn
Pornit
Lucru
Modul
ω fund
|ωcur- ω|
la intrare
cheie
muncă
unitate de îngrijire a sănătății
QS
convertit
eh
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
US2
-
+
-
QS2
US2
-
-
+
QS1
UZ1
N.I. Usenkov. Electric
sky drive
acționare electrică
dar
Motor
th
Frână
Motor
th
Frână

Caracteristica exterioară a redresorului
Uda
Ud0
Ud1
0
ID
eu d1
eu k.z
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

7. Acționarea electrică și automatizarea instalațiilor industriale și a complexelor tehnologice

Implementare tehnica
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Sarcina 1. Determinați valorile momentelor reduse J și Ms la
ridicarea sarcinii (Figura 1), dacă se cunoaște: Jd = 3,2 kg m2; Jr.o.=3,6 kg m2;
raportul de transmisie al cutiei de viteze p=0,96; Eficiența organului executiv
(tambur) B=0,94; viteza unghiulara a motorului ω=112 rad/s; viteză
sarcina de ridicare v=0,2 m/s; masa încărcăturii m=1000 kg.
Explicaţie.
Moment static redus:
Mc
F p . o. p . o.
p B D
m g p.o.
p B D
1000 9,81 0,2
19,41 Hm
0,96 0,94 112
Moment de inerție redus J:
J
J D J po
eu p2
m(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3,3 kg m2.
2
D
112
6,14
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Jd, np, ip, p
M, d, Jd
D
PU
Mpo, po, jpo
RO (b), și schema 3. Familiarizați-vă cu
MatLab7/Simulink3.
bibliotecă
major
blocuri
în
program
4. Alcătuiți un model bloc al unei configurații de laborator pentru realizarea
cercetează în conformitate cu tema dată și dă o scurtă descriere
dispozitive funcționale utilizate și măsurători virtuale
aparate.
5. Explorați configurația laboratorului virtual și introduceți inițiala
datele din casetele de dialog ale programului. Formulați un plan
experiment.
6. După finalizarea lucrării, întocmește un raport asupra structurii:
Titlul lucrării și scopul lucrării;
Descrierea standului de laborator;
Analiza oscilogramelor de dependențe experimentale;
Concluzii.
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Lucrare Nr. N. Cercetare a actionarii electrice conform
structura „Redresoare-convertor-motor sincron”
Model bloc al unui antrenament electric cu motor asincron
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

Rezultatele simularii
N.I. Usenkov. Electric
sky drive

N.I. Usenkov. Electric
sky drive

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI

FEDERAȚIA RUSĂ
AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU EDUCAȚIE
INSTITUȚIE DE ÎNVĂȚĂMÂNT DE STAT

ÎNVĂŢĂMÂNT PROFESIONAL SUPERIOR
UFIMSKY STATE ULEI

UNIVERSITATE TEHNICA

V.I.BABAKIN

Curs de prelegeri pe disciplina:

„Acționare electrică automată standard

mecanisme de producţie şi tehnologice

complexe”.
Partea 2.

Ufa 2007

1.AED cu motor asincron 4

1.1AEP cu IM cu control reostat 4

1.2AEP cu AKZD cu tensiune reglabilă furnizată la statorul AD 5

2. Starea actuală a DEA cu motoare de curent alternativ 7

2.1 Probleme de sinteză și control al DEA 7

3.Acționare electrică asincronă automată folosind sincron

Convertoare de frecvență pentru mașini electrice 9

4. Acționare electrică asincronă automată folosind asincron

Convertoare de frecvență pentru mașini electrice 11

5.Acționare electrică automată cu motor AC cu convertoare statice de frecvență (SFC) 11

5.1 Convertor de frecvență cu circuit DC 12

13

7. AEPT cu PE având redresor controlat în structură………………………… .14

8. Controlul vitezei în DEA cu FC cu UV………………………………………………… ...17

9. Începeți în AED cu FC cu SW………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

10. Frânare în AED cu SW…………………………………………………………………..19

10.1.Putere de frânare inversă (RT)………………………………………………… ..19

10.2.Frânare dinamică………………………………………………………………… 19

10.3.Marşarier……………………………………………………………………………………………. ..douăzeci

11. Avantajele și dezavantajele DEA cu FC cu SW……………………………………………… .20

12. Acționare electrică automată folosind un invertor cu WIDE…………….20

13. Reglarea vitezei, frânarea la pornire în AED cu WID…………………………… ...21

13.1 Controlul vitezei în DEA cu WID…………………………………………………………… …21

13.2 Pornirea în DEA cu SHIRD………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………

13.3 Frânarea în AED cu SHIR………………………………………………………………… 22

14 Acționare electrică automată folosind un invertor PWM……………22

15 Principiul de funcționare al invertorului cu PWM………………………………………………………………………………..23

16 Scheme schematice ale invertorului cu PWM…………………………………………………………………24

17 FC cu PWM bazat pe tiristoare neblocabile……………………………………………....25

18 Element de bază ale convertizoarelor de frecvență moderne………………………………………….26

18.1 Filtre de putere……………………………………………………………………………………………27

18.2 Caracteristicile comutatoarelor moderne de putere puternice cu radiator cu două fețe

19 Scheme principale ale invertoarelor bazate pe tranzistoare IGBT……………...29

20 Controlul vitezei în AED cu FC cu PWM………………………………………………………….29

21 Începând în AED cu FC cu PWM………………………………………………………………………………..29

22 Frânarea în AED cu invertor PWM…………………………………………………… .29

23 Moduri de urgență în AED cu FC cu PWM……………………………………………………29

24 Influența lungimii cablului de montare asupra supratensiunii la bornele motorului……….30

25 Principii și fundamente ale controlului vectorial……………………………………………...34

26 Realizarea controlului vectorial…………………………………………………………………..36

27 Acționare electrică CA automată cu conversie directă

Paleta de frecvență (LFC)………………………………………………………………… ..38

28 Convertizor de curent alternativ automatizat în circuite în cascadă………….40

29 Acționări electrice automate cu cascade de motoare electrice…………………………………………………………………………………………… 42

30 Acționări electrice automate cu cascade de electromașini electromecanice………………………………………………………………………………………………………..43

31 Acționări electrice automate cu trepte de supape asincrone (AVK).44

32 Unități de curent alternativ automatizate cu mașini cu alimentare dublă

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

33 Convertitori de curent alternativ automatizat cu mașini cu putere dublă în modul sincron……………………………………………………………………………… 46

34 Unități de curent alternativ automatizate cu mașini cu alimentare dublă

Niya în modul asincron………………………………………………………………………………..48

35 Acționări electrice CA automate cu un motor fără perii …50

36 Servo drive AC automate……… …….52
1. DEA cu motor asincron
1.1 DEA cu IM cu reglare reostatică.

Aceste scheme sunt utilizate pentru IM cu un rotor de fază.

Principiul de funcționare: Schimbând rezistența activă a circuitului rotorului, afectăm astfel alunecarea, schimbând în același timp viteza unghiulară.

Unul dintre cei mai importanți indicatori ai calității reglementării este netezimea. În acest caz, depinde de numărul de trepte ale rezistenței suplimentare introduse în circuitul rotorului, care, la rândul său, este limitat de echipamentele de control standard care utilizează circuite releu-contactor. O creștere a numărului de etape va atrage după sine o creștere a numărului de relee și contacte, care, la rândul său, va duce la o scădere a vitezei și a fiabilității sistemului în ansamblu. În plus, astfel de acționări electrice au performanță energetică scăzută, eficiență scăzută în domeniul reglării profunde, cu o creștere semnificativă a rezistenței suplimentare, rigiditatea caracteristicii scade brusc, ceea ce va afecta stabilitatea acționării electrice.

Pentru a crește netezimea reglării, se utilizează reglarea parametrică a impulsului. Esența acestei metode constă în introducerea și eliminarea alternativă a rezistenței suplimentare în circuitul rotorului, în timp ce valoarea medie este egală cu:

unde t 1 - durata stării închise a cheii;

T 2 - durata stării deschise a cheii.

fig.2

ω se va schimba ușor în culoarul dintre două caracteristici de limită ε=1 și ε=0

Gama de control al vitezei într-un EA cu control reostat este limitată la:

1. 
   Pierderi mari de putere (eficiență scăzută)
2. 
   Stabilitate scăzută (D=1,5÷1).

^ 1.2 AED cu AKZD cu tensiune reglabilă furnizată la statorul IM.
Principiul de funcționare al unor astfel de acționări electrice este că atunci când tensiunea furnizată statorului scade proporțional cu pătratul tensiunii, cuplul electromagnetic scade și viteza de rotație ω scade.
Reglarea se realizează cu ajutorul regulatoarelor de tensiune incluse în circuitul statorului. Există două tipuri de reglementări:

• 
  impuls;
• 
  continuu.

Până de curând, metodele de control al impulsurilor erau utilizate în principal.

Cea mai simplă schemă de circuit a controlului impulsurilor:
fig.3
În acest caz, frecvența închiderilor și deschiderilor este proporțională cu frecvența rețelei f ≤ 200 Hz. Când ciclul de lucru al impulsurilor de control se modifică, valoarea tensiunii efective se modifică:
Când ε=1, motorul funcționează după o caracteristică mecanică naturală, în timp ce cheile K sunt în permanență închise. Pe măsură ce ε scade, viteza unghiulară scade. În acest caz, momentul critic M CR scade, ca urmare, o scădere a capacității de suprasarcină (rigiditatea) părții de lucru a caracteristicii mecanice. La valori mici ale ciclului de lucru, de ex. la viteze mici, unitatea este instabilă.

Dezavantaje:

• 
  Performanță energetică scăzută, care este asociată cu o creștere a tensiunii și vitezei, precum și cu procese electromagnetice tranzitorii cauzate de pornirea și oprirea înfășurărilor statorului motorului.
• 
  Astfel de acționări electrice pot funcționa numai într-un mod continuu, deoarece. nu asigurați pornirea și oprirea pe termen scurt a motorului.

Ceva mai bine, în acest sens, indicatoarele au acționări electrice cu reglare a tensiunii de impuls și alternanță de fază a impulsului.

KN se aprinde la intervalele stării oprite a tastelor KV, la ε=0 impulsuri controlând tastele KV. EA va funcționa în modul de frânare anti-comutator. Familia de caracteristici mecanice în astfel de EA va fi mai rigidă în partea de lucru (capacitatea de suprasarcină este mai mică).

Diferența dintre caracteristicile mecanice în reglarea tensiunii în impulsuri și alternarea fazelor în impulsuri (în partea de lucru, acționarea electrică funcționează mai stabil). La valori foarte mici ale lui ε, caracteristicile intră în regiunea frânării prin contra-cablare, ceea ce face posibilă oprirea rapidă a motorului. Astfel de acționări electrice sunt pentru moduri intermitente, dar aceste acționări electrice au performanțe energetice și mai scăzute, tk. impunerea modurilor de motor și frânare provoacă tranzitorii electromagnetice aproape continue, însoțite de pierderi mari de putere.

Dezavantaje:

Reducerea tensiunii de alimentare la putere constantă pe arborele motorului va duce la o scădere a tensiunii la bornele rotorului, o creștere a curentului rotorului, o scădere a factorului de putere al motorului și o scădere a eficienței.

Indicatori de calitate:

1. 
   Performanță energetică scăzută;
2. 
   Stabilitate scăzută de reglare:
3. 
   Domeniul de control D=1,5÷1;
4. 
   Netezimea este ridicată;
5. 
   Legătură unică de direcție „în jos”;

Este indicat să se reglementeze M=const deoarece acest lucru vă permite parțial să scăpați de primul dezavantaj.

În prezent, EP-urile cu reglare continuă a tensiunii sunt utilizate pe scară largă:

• 
  RN-AD;
• 
  TRN-AD.

Astfel de unități electrice au o performanță energetică mult mai bună decât ED cu IRN, dar toate celelalte performanțe sunt aceleași.
Recent, astfel de motoare electrice au primit publicitate nerezonabil de largă. Se propune utilizarea lor pentru mecanisme care funcționează într-un mod repetat pe termen scurt. Reglarea lui ω în sistemul TRN-IM se realizează prin modificarea tensiunii la borna statorului prin modificarea unghiului de aprindere a tiristoarelor. Fig.5

^ Avantajele EP conform sistemului TRN-AD: Din punct de vedere al costurilor inițiale, este cu 30-40% mai ieftin decât un EP cu convertizor de frecvență; costurile de întreținere sunt reduse cu 20-50%.

^ Dezavantajele EP conform sistemului TRN-AD: Domeniu de control scăzut D=2÷1.

Acest dezavantaj poate fi eliminat într-o oarecare măsură prin utilizarea AED cu EMF reglabil în înfășurarea statorului, de exemplu. nu reglarea tensiunii, ci EMF.

^ 2. Starea actuală a DEA cu motoare AC.

2.1 Probleme de sinteză și control al DEA.
obiect de control -

1. 
   ED (convertor electromecanic);
2. 
   SP (convertor electric de putere);
3. 
   IP (transductor de măsurare).

1) ED(convertor electromecanic).

Cea mai largă clasă de motoare electrice utilizate într-o unitate electrică modernă AKZD în scopuri industriale generale. Aceste motoare sunt concepute pentru a fi utilizate în variatoare de viteză, pentru conectarea directă la o rețea industrială. Practic, schimbările în acest domeniu sunt în natura unor îmbunătățiri de design ale motorului electric. Modificări speciale ale AKZD sunt dezvoltate și produse în serie, destinate utilizării într-o unitate electrică controlată de frecvență (de către Siemens, AKZD a fost dezvoltat și produs în masă timp de cinci ani pentru utilizare la frecvențe joase și înalte de alimentare de 500-1000 Hz). ). În plus, există o creștere a producției de LED-uri cu excitație de la magneți permanenți (fără contact). Aceste motoare electrice au indicatori îmbunătățiți de greutate, dimensiune și preț și nu sunt inferioare în ceea ce privește indicatorii tehnici și energetici. Printre EM promițătoare se numără un motor inductor, care, potrivit dezvoltatorilor, are caracteristici tehnice și energetice mult mai bune și necesită un convertor de putere foarte simplu (costul unității electrice este mult mai mic). Un motor electric cu reluctanță sincronă are indicatori de greutate și dimensiune care se află în intervalul dintre IM și SM și, în același timp, eficiență energetică semnificativ mai mare la un cost mult mai mic.
2) SP(convertor electric de putere);

În domeniul SP într-o acționare electrică cu motoare de curent continuu, în prezent sunt utilizate în principal convertoare având structura unui redresor - AVI. Mai mult, dacă înainte de 2000 nu erau reglementate cerințele privind calitatea rectificării, atunci în prezent au apărut o serie de documente de reglementare care reglementează strict prezența dispozitivelor de redresare în structura societății mixte. Acestea sunt standardele IEEE-519, IEC555 - standarde de integrare; GOST 13109. Pentru a îmbunătăți indicatorii de calitate ai întreprinderilor mixte moderne, în special, pentru a îmbunătăți calitatea consumului de energie, și anume, pentru a crește factorul de putere, în prezent sunt utilizate redresoare pe întrerupătoare de putere complet controlate cu stabilizarea tensiunii de ieșire. Circuitele cu inductanță suplimentară, circuitele cu o cheie de intrare comutatoare sunt implementate folosind tehnologia inteligentă. Cu toate acestea, SP-urile cu redresoare necontrolate par a fi mai eficiente și mai ieftine. JV utilizează în prezent o bază modernă care utilizează dispozitive electronice moderne, cum ar fi tiristoare MGT sau IGST, precum și tranzistoare IGBT complet controlate. În plus, în prezent sunt în curs de dezvoltare tranzistori cu o rezoluție de tensiune de 6-10 kV.

În prezent, cel mai promițător mod de funcționare al SP este modul PWM de înaltă frecvență cu o frecvență de modulație de 20 kHz și control vectorial (influența prin componenta de formare a cuplului și a fluxului a curentului statorului). Acest mod este cel mai favorabil pentru motoarele cu o frecvență nominală de 500-1000 Hz. în acest caz, problema potrivirii frecvenței de modulație cu frecvența tensiunii care alimentează motorul se rezolvă mult mai ușor. În prezent, un tip promițător de joint venture este și NFC, care are o structură matriceală cu un sistem de control matriceal. Avantajul unor astfel de convertoare este absența elementelor reactive, adică. capacități și inductanțe în circuitul de putere, forma aproape sinusoidală a tensiunii și curentului de ieșire, precum și capacitatea de a lucra în modul cosφ de conducere.
3) IP(transductor de măsurare).

Mijloacele cunoscute în mod tradițional sunt utilizate în prezent ca contoare primare, care includ senzori de curent și tensiune disponibili comercial, senzori Hall, tahogeneratoare, senzori de deplasare și poziție de fotopuls și cod, revolvere electromagnetice, selsyns etc. Volumul de utilizare a unor astfel de senzori moderni precum laser capacitiv este practic egal cu zero. Cel mai promițător tip de IP sunt contoarele indirecte, în care, pe baza unor parametri ușor de măsurat, precum rezistența activă și inductivă a motorului, viteza și poziția rotorului etc. Atunci când utilizați astfel de sisteme de măsurare, nu este nevoie să folosiți un număr mare de senzori și în special un senzor de viteză de rotație. Astfel de sisteme de măsurare sunt numite fără senzori.
^ Sarcini de control al acționării electrice:

Cel mai frecvent tip de probleme de control este problema controlului direct al vitezei de rotație a EA. În plus, există unități controlate special care îndeplinesc sarcinile de reglare a cuplului electromagnetic, puterea, accelerația, reglarea poziției rotorului și reglarea oricărui parametru tehnologic. În plus, există sarcini de stabilizare, urmărire, poziționare, asigurare a invarianței (este de a asigura independența sau dependența slabă de perturbații necontrolate), asigurarea autonomiei (asigurarea independenței oricărui parametru al obiectului față de alți parametri).

Sinteza controlului ED se reduce la găsirea unui model ED suficient de condiționat, care în prezent în majoritatea cazurilor este un sistem de ecuații Kirchhoff conform celei de-a doua legi a Ele a circuitelor electromagnetice ale ED și SP. De obicei, aceste ecuații sunt scrise pentru o mașină echivalentă cu două faze, precum și pentru un sistem de ecuații lui Newton pentru circuitele mecanice ale unui EP.

Principala problemă la crearea unui model EP:

• 
  Contabilizarea saturației circuitului magnetic al motorului;
• 
  Contabilizarea legăturilor mecanice elastice;
• 
  Contabilitatea relațiilor neliniare.

^ 3. Acționare electrică asincronă automată folosind convertizoare de frecvență a mașinii electrice sincrone.
AED-urile cu mașini electrice FC-uri au un avantaj important: compatibilitatea cu sistemul de alimentare, adică. nu poluați rețeaua.

Există două tipuri de invertoare electrice:

1. 
   IF sincron de electromașină (EMSPch);
2. 
   Electromachine asincron FC (EMASCH).

DEA cu electromașină SFC.

Elementul principal al unui astfel de sistem este un generator sincron trifazat, adaptat în putere cu unitatea AD. În acest caz, tensiunea și frecvența de ieșire sunt determinate de viteza unghiulară a arborelui generatorului și de mărimea fluxului magnetic de excitație. Când viteza se schimbă, tensiunea de ieșire se va modifica. Dacă luăm tensiunea la bornele fazei înfășurării statorului, este evident că atunci când F=const cu o creștere a vitezei de rotație a arborelui, concomitent cu o creștere a frecvenței, va crește și valoarea efectivă a tensiunii de ieșire. În acest caz, doar o lege de control proporțional poate fi implementată.

fig.6

PC-ul include:

• 
  Legătura principală este un generator sincron trifazat (G2);
• 
  DPT NV (D2) ieșirea sistemului G-D este conectată prin intermediul unui arbore la SG;
• 
  Motor de antrenare auxiliar AKZ (D1) cu viteză nereglată.

Factorul de proporționalitate C al generatorului de ieșire (G2) poate fi modificat prin schimbarea I B3 cu ajutorul unui rezistor R 3 . Viteza de rotație a arborelui generatorului G 2 este reglată de I V1 al generatorului (G1) de către reostatul R 1, precum și de I V2 al motorului (D2) de către reostatul R 2. În acest sistem, controlul vitezei este posibil în ambele sensuri de la nominal. Cu toate acestea, intervalul de control al vitezei superioare este rar utilizat deoarece motorul funcționează la o tensiune mai mare decât tensiunea nominală. Cu reostatele R1 și R2 complet retrase, tensiunea și viteza de rotație sunt egale cu valoarea nominală.
Indicatori de calitate:

• 
  
• 
  Eficiență scăzută, cosφ ridicat;
• 
  P set min = 400%

Avantajele AED cu ESCH:

• 
  
• 
  Ușurință în management.

• 
  Dezavantajele AED cu ESCH:
• 
  Eficiență scăzută;
• 
  
• 
  
• 
  Capacitatea de a reglementa numai conform legii proporționale.

^ 4. Acționare electrică asincronă automată folosind convertoare de frecvență a mașinii electrice asincrone.
Elementul principal al unui astfel de sistem este un generator asincron trifazat, adaptat în putere cu unitatea AD.

fig.7

Indicatori de calitate:

• 
  Reglare în două zone, lină, stabilă;
• 
  Eficiență scăzută, cosφ ridicat;
• 
  P gura min = 200-400%

Avantajele AED cu ESCH:

• 
  Fără impact negativ asupra rețelei;
• 
  Ușurință în management.

Dezavantajele AED cu ESCH:

• 
  Eficiență scăzută;
• 
  Prezența unui număr mare de piese rotative;
• 
  Indicatori nesatisfăcători de greutate și dimensiune;
• 
  Capacitatea de a reglementa orice lege.
• 
  Nevoia de autotransformatoare.

^ 5. Acționare electrică automată cu un motor AC cu convertoare statice de frecvență (SFC).
În prezent, SFC este cel mai utilizat și mai promițător tip de convertor de frecvență ca parte a unei acționări electrice automate cu un motor AC.

HRC este clasificat după următoarele criterii:

1. 
   După structura conversiei energiei.

• 
  FH cu conversie directă.
• 
  SFC cu DC link.

1. 
   După tipul de invertoare sunt împărțite în:

• 
  FC cu invertoare acționate de rețea.

Întrerupătoarele de alimentare ale unor astfel de invertoare sunt blocate atunci când anodului este aplicată o jumătate de undă negativă a tensiunii de alimentare.

• 
  FC cu invertor autonom

Întrerupătoarele de alimentare ale unor astfel de invertoare sunt blocate fie când condensatoarele de comutare sunt descărcate, fie cu ajutorul impulsurilor de control.

• 
  IF cu AIN
• 
  FC cu AIT
• 
  Invertor AI cu comutare alternativă (invertor de tensiune parțială)
• 
  Invertor AI cu comutare individuală (invertor controlat de tensiune)

^ 5.1 Convertor de frecvență cu DC link
În prezent, acest tip de convertoare de frecvență este cel mai utilizat tip și, spre deosebire de NP+Ch, este furnizat ca element independent al acționării electrice.

fig.8

Unde U 1 este o tensiune alternativă trifazată cu amplitudine constantă.

P 1 - redresor controlat sau necontrolat, care este proiectat pentru a converti tensiunea sinusoidală de intrare într-o tensiune constantă (pulsată) de ieșire.

F - filtrul de curent sau tensiune este proiectat pentru a netezi ondularea de la ieșirea redresorului.

P 2 este un invertor autonom de curent sau tensiune, proiectat pentru a converti un curent continuu netezit sau o tensiune într-unul alternativ trifazat.

M - motor de curent alternativ trifazat cu rotor cu colivie.
În schema bloc propusă, blocul P1 poate funcționa atât în ​​mod controlat, cât și în mod negestionat. În același timp, în primul caz, AI îndeplinește funcțiile de modificare doar a frecvenței de ieșire a convertorului, iar funcțiile de influențare a amplitudinii tensiunii de ieșire sunt îndeplinite de redresor. În al doilea caz, AI îndeplinește funcțiile de modificare a frecvenței de ieșire și a valorii efective a tensiunii de ieșire.

Opțiunea HC are un avantaj incontestabil, care constă într-o simplificare semnificativă a sistemului de control, în ciuda prezenței CU. În acest caz, întregul sistem este semnificativ mai ieftin.

În cazul versiunii LV, compatibilitatea întregului sistem cu rețeaua electrică este îmbunătățită semnificativ. Cu toate acestea, în acest caz, schema de control devine mult mai complicată și, în consecință, întregul sistem devine mult mai scump.
^ 6. Invertoare autonome (AI).
În funcție de gradul de controlabilitate, IA se împart în:

• 
  AI cu comutare alternativă.
• 
  AI cu comutare individuală.

Diferența de circuit dintre aceste două invertoare este că în AI cu comutare în serie, toate comutatoarele de alimentare funcționează. În AI cu comutare individuală, fiecare întrerupător de alimentare care funcționează are cel puțin un întrerupător de alimentare auxiliar. A doua opțiune este de obicei mai funcțională, dar în același timp mult mai scumpă și mai puțin fiabilă. În prezent, aproape toate AI-urile sunt clasificate ca AI comutate în serie.

Să luăm în considerare principiul de funcționare al unui MT comutat alternativ folosind exemplul unui MT monofazat în care comutatoarele de alimentare sunt blocate folosind un condensator de comutare.

T 1, T2 - tiristoare de lucru

Fie la momentul t = 0 T2 deschis, T1 închis; tensiunea de intrare este aplicată la Rn2, după o perioadă de timp egală cu perioada de comutare T2, se aplică un impuls de deblocare la T1. În acest caz, tensiunea de intrare este aplicată la Rn1, iar prin circuitul deschis T1, Rn1, Rn2, la T2 se aplică o tensiune inversă cu Sk, în urma căreia T2 este blocat etc. Perioada de comutare este durata deschiderii cheii.

În funcție de forma tensiunii de ieșire și a curentului, Ai este împărțit în: În AIT, forma tensiunii de ieșire depinde atât de secvența și durata comutatoarelor de putere, cât și de natura sarcinii și de forma ieșirii. curentul depinde numai de secvența și durata comutatoarelor de alimentare.

Pentru AIP, forma curentului de ieșire depinde atât de secvența și durata comutatoarelor de putere, cât și de natura sarcinii, iar forma tensiunii de ieșire depinde numai de secvența și durata comutării întrerupătoarelor de putere.

Diferența externă dintre AIT și AIP: AIT are un filtru L de intrare și un filtru L sau LC de intrare. În plus, dacă nu sunt utilizate întrerupătoare de alimentare complet controlate în circuitul invertorului, atunci există un condensator pentru fiecare fază a AIT, iar AIP are un condensator de comutare pentru fiecare comutator de alimentare.

Luați în considerare funcționarea unui AIT monofazat.

T1, T3 - întrerupătoare de alimentare ale grupului anod

T2, T4 - întrerupătoare de alimentare ale grupului catodic

C K - condensator de comutare

L este filtrul de intrare.
În primul moment, două întrerupătoare de alimentare transversale sunt în stare deschisă - primul din grupul anod, al doilea din grupul catodic. În momentul deblocării celorlalte două taste de pornire, primele două sunt blocate și așa mai departe. În acest caz, dacă cheile T3 și T2 sunt deschise, condensatorul este încărcat în direcția înainte, cu cheile T1 și T4 deschise, condensatorul este reîncărcat în sens opus.

fig.11

La momentul t = 0, un impuls de deblocare este aplicat la T1 și T4. condensatorul Ck în acest moment este preîncărcat, iar când T1 și T4 sunt deschise, este descărcat la T3 și T2 în direcția polarității negative, închizând astfel T3 și T2. în următoarea perioadă de timp egală cu perioada de comutare T1 și T4, curentul prin rezistența de sarcină va curge într-o direcție pozitivă. După o perioadă de timp, condensatorul este reîncărcat în direcția opusă. În acest moment, se aplică un impuls de deblocare la T3 și T2, condensatorul este descărcat în direcția polarității negative, blochează T1 și T4, curentul trece prin T4, Zn și T2 deschis și va avea o direcție negativă.

^ 7. AEPT cu stare de urgență având în structură un redresor controlat.
În prezent, există o tendință de extindere a domeniului de aplicare a redresoarelor controlate în structura invertorului, în special, la acele acționări electrice care, din cauza condițiilor tehnologice, necesită frânări frecvente (adică, pentru o acționare electrică care funcționează în modul intermitent S5). Acest lucru se datorează faptului că SW are o proprietate atât de importantă precum conductivitatea bilaterală. Acest lucru face posibilă utilizarea unui astfel de tip de frânare eficient din punct de vedere energetic ca regenerativ. Dar proprietățile negative ale hidrocarburilor nu pot fi eliminate complet. În prezent, se folosesc convertoare care conțin două blocuri de intrare: primul este un redresor necontrolat implicat în funcționarea variatorului în modul motor; al doilea este SW-ul implicat în funcționarea invertorului în modul de frânare.

Luați în considerare schema și principiul de funcționare a invertorului cu un tiristor SW și un tiristor AIT, în care comutarea întrerupătoarelor de alimentare se realizează folosind condensatori de comutare.

-fig.12

Unitatea de intrare a convertorului este un SW construit conform unui circuit de redresare trifazat cu punte în șase timpi. Funcția principală a SW, pe lângă redresare, este reglarea valorii efective a tensiunii de ieșire a convertorului. Pentru a netezi ondularea curentului de ieșire al redresorului, se folosește un filtru L în serie.

AIT constă din șase întrerupătoare de alimentare, dintre care trei T1, T3, T5 au un anod comun și formează un grup de anod; celelalte trei T2, T4, T6 au un catod comun și formează un grup catod. Principiul de funcționare al AIT se bazează pe faptul că în primul moment există două întrerupătoare de putere transversale în stare deschisă: unul din grupul anod, al doilea din grupul catodic. Deblocarea tastelor de pornire se efectuează în momentul furnizării impulsurilor de comandă de la BUI (sistem de control multicanal). În acest caz, succesiunea de aplicare a impulsurilor fiecărei supape corespunde numărului lor de serie. Blocarea întrerupătoarelor de alimentare se efectuează atunci când oricare dintre cei trei condensatori este descărcat în direcția polarității negative și corespunde, de asemenea, ordinii de alternanță a numerelor întrerupătoarelor de alimentare.

La frecvența de ieșire f 2 = Convertorul de 50 Hz funcționează în următorul mod: decalajul dintre două impulsuri de control adiacente este
, durata de deschidere a fiecărei chei va fi 120 0 . În acest caz, condensatoarele de blocare C1, C2, C3 trebuie să aibă o astfel de capacitate încât timpul egal cu 60 0 să mențină sarcina necesară blocării următoarei chei.
Vom demonstra funcționarea convertorului folosind diagrama:

1. 
   Curentul de la ieșirea redresorului are o formă redresată ideală.
2. 
   Direcția curenților în fazele cablului de montaj invertor-motor
   • 
     de la P la D - pozitiv.
   • 
     de la D la P - negativ.

fig.13

1. t = 0 Deschis T1, T6. Curentul circuitului trece prin comutatorul de alimentare T1 faza A a cablului și revine la faza C prin T6 deschis. În același timp, C3 este preîncărcat, în intervalul de timp 0-60 0 C1 este reîncărcat, iar C3 își păstrează încărcarea.

2. t = 60 0 La T2 se aplică un impuls de deblocare. În același timp, C3 este descărcat în T6 și îl blochează. În intervalul de timp 60 0 - 120 0 T1 și T2 sunt deschise. Curentul trece prin faza A către motor și prin faza B de la motor către invertor. . În această perioadă de timp, C2 este reîncărcat, C1 își păstrează încărcarea.

3. t = 120 0 La T3 se aplică un impuls de deblocare. În acest caz, C1 este descărcat în T1 și îl blochează. În intervalul de timp 120 0 - 180 0 T2 și T3 sunt deschise. Curentul trece prin faza B către motor și prin faza C de la motor către invertor. . În această perioadă de timp, C3 este reîncărcat, C2 își păstrează încărcarea.

4. t = 180 0 La T4 se aplică un impuls de deblocare. În acest caz, C2 este descărcat în T2 și îl blochează. În intervalul de timp 180 0 - 240 0 T3 și T4 sunt deschise. Curentul trece prin faza B către motor și prin faza A de la motor către convertor. . În această perioadă de timp, C1 este reîncărcat, C3 își păstrează încărcarea.

5. t = 240 0 La T5 se aplică un impuls de deblocare. În același timp, C3 este descărcat în T3 și îl blochează. În intervalul de timp 240 0 - 300 T4 și T5 sunt deschise. Curentul trece prin faza C către motor și prin faza A de la motor către convertor. . În această perioadă de timp, C2 se reîncărcă C1 își păstrează încărcarea.

6. t = 300 0 La T6 i se aplică un impuls de deblocare. În acest caz, C1 este descărcat în T4 și îl blochează. În intervalul de timp 300 0 - 360 T5 și T6 sunt deschise. Curentul trece prin faza C către motor și prin faza B de la motor către invertor. . În această perioadă de timp, C3 se reîncărcă C2 își păstrează încărcarea.

Pentru a crește frecvența de ieșire, este necesar să reducem intervalul dintre impulsurile de control; pentru aceasta, creștem unghiul de control β. În consecință, cu legea de control, valoarea efectivă a tensiunii de ieșire se va modifica, în special, cu o lege de control proporțională, cu o creștere a frecvenței, unghiul de control al redresorului α va scădea proporțional cu creșterea unghiului β.

Un dezavantaj semnificativ al circuitului considerat este necesitatea de a folosi condensatori de mare capacitate necesari pentru a mentine incarcarile in intervalul dintre doua comutari. A scăpa parțial de acest neajuns permite utilizarea AI cu diode de tăiere.

fig.14

Aici, diodele de întrerupere D1, D3, D5 și D2, D4, D6 sunt conectate în serie în circuitele catodice și anodice ale comutatoarelor de alimentare. Numărul lor este egal cu numărul de chei. Aceste diode împiedică descărcarea condensatoarelor în timpul perioadei de comutare a cheii și, datorită acestui fapt, îmbunătățesc semnificativ citirile invertorului.

^ 8. Controlul vitezei în AED cu FC cu SW.
Într-un DEA cu convertor de frecvență și având un redresor controlat în structură, controlul vitezei ω se realizează într-o gamă largă, asigurând în același timp indicatori de calitate suficient de înaltă. Reglarea lui ω se realizează acționând asupra AI cu ajutorul BIM și simultan acționând asupra SW cu ajutorul BWM în conformitate cu legea de reglementare. În acest caz, este posibilă reglarea în două zone. Cu toate acestea, pentru mecanismele cu M C = const, și pentru mecanismele cu creștere liniară M DIN reglarea ascendentă este limitată la ceea ce este necesar pentru aceasta în același timp cu creșterea frecvenței relativ la f NOM, creste tensiunea. Ca urmare, poate apărea defectarea izolației. Reglarea în sus a lui ω este utilizată mult mai rar decât în ​​intervalul descendent și în culoarele mici.

În cazul general, familia de caracteristici de control va arăta astfel:

fig.15
Indicatori de calitate ai reglementărilor:

1. 
   Stabilitatea cu reglarea frecvenței este ridicată. caracteristicile piesei de lucru au aceeași rigiditate.
2. 
   Netezimea este practic nelimitată.
3. 
   Eficiență ridicată, totuși, cu o reglare profundă în jos de la frecvența fundamentală, ceea ce necesită o reducere semnificativă a unghiului de control α al redresorului și, în acest caz, factorul de putere al unității în ansamblu poate fi foarte scăzut.
4. 
   Reglementarea se realizează în principal cu M C = const pe arborele motorului.
5. 
   Direcția este cu două zone, se aplică în principal reglarea în jos.
6. 
   Domeniul de control D=100÷1.

^ 9. Începând în AED cu FC cu UV.
Pornirea începe la o tensiune redusă și la o frecvență minimă, ceea ce asigură, în consecință, nici un curent de pornire sau minimizarea curentului și, în același timp, cupluri de pornire ridicate. În acest caz, invertorul funcționează cu perioade lungi de comutare a comutatoarelor de alimentare, iar SW cu unghiul de control α = P/2. Eficiența energetică a pornirii într-un astfel de sistem este redusă datorită faptului că la începutul pornirii unitatea consumă o cantitate mare din componenta reactivă.

fig.16

Prelegeri la disciplina „Acționare electrică automată” Literatură 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Curs General Electric Drive (EP).-ed. a VI-a. -M.: Energoizdat, - 576 p. 2. Moskalenko V.V. Acționare electrică - M .: Măiestrie; Liceu, -368 p. 3. Moskalenko V.V. Acționare electrică: manual pentru inginerie electrică. specialist. -M.: Mai sus. scoala, - 430 p. 4. Manual de acţionare electrică automată / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 p. 5. Moskalenko V.V. Acționare electrică automată: Manual pentru universități.- M.: Energoatomizdat, p. 6. Klyuchev V.I. Teoria antrenării electrice. - M.: Energoatomizdat, p. 7. GOST R-92. Acționări electrice. Termeni și definiții. Gosstandart al Rusiei. 8. Manualul unui inginer electrician cu.-x. producție / Tutorial.-M.: Informagrotech, p. 9. Îndrumări pentru implementarea lucrărilor de laborator privind bazele antrenării electrice pentru studenții facultății de electrificare de agricultură. / Stavropol, SSAU, „AGRUS”, - 45 p. 10. Savcenko P.I. Atelier de acționare electrică în agricultură. – M.: Kolos, p. Site-uri recomandate pe Internet: Prelegeri la disciplina „Acționare electrică automată” Literatură 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Curs General Electric Drive (EP).-ed. a VI-a. -M.: Energoizdat, - 576 p. 2. Moskalenko V.V. Acționare electrică - M .: Măiestrie; Liceu, -368 p. 3. Moskalenko V.V. Acționare electrică: manual pentru inginerie electrică. specialist. -M.: Mai sus. scoala, - 430 p. 4. Manual de acţionare electrică automată / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 p. 5. Moskalenko V.V. Acționare electrică automată: Manual pentru universități.- M.: Energoatomizdat, p. 6. Klyuchev V.I. Teoria antrenării electrice. - M.: Energoatomizdat, p. 7. GOST R-92. Acționări electrice. Termeni și definiții. Gosstandart al Rusiei. 8. Manualul unui inginer electrician cu.-x. producție / Tutorial.-M.: Informagrotech, p. 9. Îndrumări pentru implementarea lucrărilor de laborator privind bazele antrenării electrice pentru studenții facultății de electrificare de agricultură. / Stavropol, SSAU, „AGRUS”, - 45 p. 10. Savcenko P.I. Atelier de acționare electrică în agricultură. – M.: Kolos, p. Site-uri recomandate de pe Internet:

Sursă de energie electrică (IEE) Dispozitiv de control (CU) Dispozitiv convertizor (PRB) Dispozitiv cu motor electric (EM) M Dispozitiv de transmisie (TRD) Consumator de energie mecanică (PME) U,I,f d F d, V d M m ( Sarcini F m), ω m (V m) Figura 3 - Diagrama structurală a DEA

3 Eficiența AED Ca pentru orice dispozitiv electromecanic, un indicator important este eficiența AED = PRB · ED · PRD la sarcina nominală este de 60-95%.

4 Avantajele AED 1) nivel scăzut de zgomot în timpul funcționării; 2) absența poluării mediului; 3) o gamă largă de puteri și viteze unghiulare de rotație; 4) disponibilitatea de reglare a vitezei unghiulare de rotație și, în consecință, performanța unității de proces; 5) ușurința relativă de automatizare, instalare, funcționare în comparație cu motoarele termice, de exemplu, arderea internă.