Povzetek predavanj iz discipline »Avtomatiziran električni pogon. Spremenljivi frekvenčni asinhroni električni pogon - predmet predavanj Avtomatizirani električni pogon tečaj predavanj

V vadnici, ki vam jo predstavljamo, se bo vadnica osredotočila na osnove električnega pogona in njegovo najbolj obetavno obliko - asinhroni frekvenčno krmiljen električni pogon. Priročnik je namenjen delavcem, ki se ukvarjajo s promocijo kompleksnih električnih izdelkov na trgu, to so avtomatizirani električni pogoni, in študentom elektrotehničnih smeri.

Predavatelj: Oniščenko Georgij Borisovič. Doktor tehničnih znanosti, profesor. Redni član Akademije elektrotehničnih znanosti Ruske federacije.

Serija video predavanj zajema naslednje teme:

1. Funkcije in zgradba avtomatiziranega električnega pogona.

2. Splošne značilnosti nastavljivega električnega pogona.

3. Načelo delovanja asinhronega motorja.

4. Frekvenčna regulacija hitrosti asinhronega motorja.

5. Močno nadzorovane polprevodniške naprave.

6. Strukturni diagram frekvenčnega pretvornika.

7. Avtonomni napetostni pretvornik. Načelo impulzno-širinske modulacije.

8. Usmernik in DC povezava kot del frekvenčnega pretvornika.

9. Strukturni diagrami regulacije frekvenčno krmiljenega električnega pogona.

10. Značilnosti visokonapetostnih frekvenčnih pretvornikov.

11. Področja uporabe frekvenčno krmiljenega električnega pogona.

Upoštevanje teh vprašanj vam bo omogočilo, da dobite dokaj popolno sliko o sestavi, načelih delovanja, zasnovi vezja, tehničnih značilnostih in področjih uporabe frekvenčno krmiljenega asinhronega električnega pogona.

Predavanje 1. Funkcije in zgradba avtomatiziranega električnega pogona

Cilji prvega predavanja so podati predstavo o vlogi in pomenu avtomatiziranega električnega pogona v sodobni industrijski proizvodnji in v elektroenergetskem sistemu države.

Predavanje 2. Nastavljiv električni pogon - glavna vrsta sodobnega električnega pogona

Obravnavana so splošna vprašanja v zvezi z ustvarjanjem in uporabo nastavljivih električnih pogonov.

Predavanje 3. Načelo delovanja asinhronega elektromotorja

Konstrukcijske značilnosti in glavne značilnosti najpogostejših električnih strojev - asinhronskih motorjev. Ti motorji se pogosto uporabljajo v industriji, kmetijstvu, javnih službah in drugih področjih. Razpon moči proizvedenih asinhronih motorjev je zelo širok - od sto vatov do nekaj tisoč kilovatov, vendar je princip delovanja teh strojev enak za vse velikosti in modifikacije.

4. predavanje

Najučinkovitejši način za nadzor hitrosti indukcijskega motorja je spreminjanje frekvence in amplitude trifazne napetosti, ki se uporablja na navitjih indukcijskega motorja. Ta način krmiljenja je v zadnjih letih dobil najširšo uporabo pri električnih pogonih za različne namene, tako nizkonapetostnih z napetostmi do 400 V kot visokonapetostnih močnih pogonih z napetostjo 6,0 in 10,0 kV.

V tem razdelku so predstavljena načela krmiljenja hitrosti motorja s spreminjanjem frekvence vhodne napetosti, podani so možni algoritmi za spreminjanje ne samo frekvence, temveč tudi amplitude napetosti ter analizirane lastnosti pogona, pridobljene z metodo frekvenčnega krmiljenja.

Predavanje 5. Načelo delovanja in zgradba frekvenčnega pretvornika

Ustvarjanje in množična proizvodnja popolnoma nadzorovanih močnostnih polprevodniških naprav je revolucionarno vplivala na razvoj številnih vrst električne opreme, predvsem na električni pogon. Nove polprevodniške naprave, ki jih je mogoče popolnoma nadzorovati, vključujejo bipolarne tranzistorje z izoliranimi vrati (IGBT) in kombinirane tiristorje z zaprtimi vrati. Na podlagi njih je postalo mogoče ustvariti frekvenčne pretvornike za napajanje AC motorjev in gladko regulacijo njihove hitrosti vrtenja. V tem razdelku so obravnavane značilnosti novih močnostnih polprevodniških naprav in podani njihovi parametri.

Predavanje 6. Skalarni motorni krmilni sistemi

Za električne pogone, ki delujejo z omejenim območjem krmiljenja hitrosti in v primerih, ko nista potrebna visoka hitrost in natančnost krmiljenja, se uporabljajo enostavnejši skalarni krmilni sistemi, ki so obravnavani v tem razdelku.

Modul št. 7 "Vektorsko krmiljenje frekvenčno krmiljenih električnih pogonov"

Vektorsko krmiljenje asinhronega motorja temelji na precej zapletenih algoritmih, ki odražajo predstavitev elektromagnetnih procesov v motorju v vektorski obliki. V tem predavanju bomo skušali osnove vektorskega krmiljenja predstaviti nekoliko poenostavljeno, pri čemer se izognemo zapletenim matematičnim izračunom.

Nadaljevanje bo kmalu!

prepis

1 A.V. Romanov ELEKTRIČNI POGON Tečaj predavanj Voronež 006 0

2 Voroneška državna tehnična univerza A.V. Romanov ELEKTRIČNI POGON Odobril uredniški in založni svet univerze kot učbenik Voronež 006 1

3 UDK 6-83(075.8) Romanov A.V. Električni pogon: Tečaj predavanj. Voronež: Voronež. država tech. un-t, s. Predavanja obravnavajo vprašanja konstrukcije električnih pogonov enosmernega in izmeničnega toka, analizo elektromehanskih in mehanskih lastnosti električnih strojev, principe vodenja v električnem pogonu. Publikacija je skladna z zahtevami Državnega izobraževalnega standarda visokega strokovnega izobraževanja smeri "Elektrotehnika, elektromehanika in elektrotehnologija". Predavanje je namenjeno študentom 2. letnika smeri »Električni pogon in avtomatizacija industrijskih inštalacij in tehnoloških kompleksov« rednega izobraževanja na podlagi srednjega strokovnega izobraževanja. Publikacija je namenjena študentom tehničnih specialnosti, podiplomskim študentom in specialistom, ki se ukvarjajo z razvojem električnih pogonov. Tab. 3. Bolezen. 7. Bibliografija: 6 naslovov. Znanstveni urednik tech. znanosti, prof. Yu.M. Frolov Recenzenti: Oddelek za avtomatizacijo tehnoloških procesov, Voroneška državna univerza za arhitekturo in gradbeništvo (vodja oddelka, doktor inženirskih znanosti, prof. VD Volkov); dr. tech. znanosti, prof. A.I. Shiyanov Romanov A.V., 006 Oblikovanje. GOUVPO "Voroneška državna tehnična univerza", 006

4 UVOD Električni pogon (ED) ima pomembno vlogo pri izvajanju nalog povečevanja produktivnosti dela v različnih sektorjih nacionalnega gospodarstva, avtomatizaciji in kompleksni mehanizaciji proizvodnih procesov. Približno 70 % proizvedene električne energije se pretvori v mehansko energijo z elektromotorji (EM), ki poganjajo različne stroje in mehanizme. Sodoben električni pogon odlikuje široka paleta krmilnih sredstev, ki se uporabljajo od običajne preklopne opreme do računalnikov, velik razpon moči motorja, razpon nadzora hitrosti do 10.000 : 1 ali več ter uporaba tako nizkih hitrosti kot ultra hitri električni motorji. Električni pogon je enoten elektromehanski sistem, katerega električni del sestavljajo elektromotor, pretvornik, krmilne in informacijske naprave, mehanski del pa vključuje vse pripadajoče gibljive mase pogona in mehanizma. Široka uvedba elektropogona v vseh panogah in vedno večje zahteve po statičnih in dinamičnih lastnostih elektromotorjev postavljajo vse večje zahteve po strokovni izobrazbi strokovnjakov s področja elektro pogona. Opozoriti je treba, da je napredek v strokovnem znanju močno odvisen od samostojnega dela študentov, saj imajo redni študenti na podlagi srednje specialističnega izobraževanja po učnem načrtu minimalno število študijskih ur za obvladovanje specialnosti. Zlasti na koncu te izdaje je poleg predlaganih zapiskov predavanj še bibliografski seznam znanstvene in tehnične literature, priporočene za študij. Poleg tečaja predavanj je bila izdana tudi laboratorijska delavnica o električnem pogonu, ki obravnava problematiko eksperimentalnih raziskav 3

5 električnih pogonov enosmernega in izmeničnega toka. Za uspešnejše obvladovanje discipline študentom svetujemo, da predhodno preučijo besedila predavanj in vsebino laboratorijskih vaj. Državni izobraževalni standard visokega strokovnega izobraževanja Ruske federacije ureja naslednje obvezne teme za tečaj usposabljanja v disciplini "Električni pogon". IZVLEČEK iz Državnega izobrazbenega standarda višje strokovne izobrazbe državnih zahtev za minimalno vsebino in stopnjo izobrazbe pooblaščenega inženirja smeri "Elektrotehnika, elektromehanika in elektrotehnologija", specializacija "Električni pogon in avtomatizacija industrijskih inštalacij ter tehnološka Kompleksi" OPD.F. 09. "Električni pogon" Električni pogon kot sistem; blokovni diagram električnega pogona; mehanski del napajalnega kanala električnega pogona; fizikalni procesi v električnih pogonih z enosmernimi stroji, asinhronimi in sinhronimi stroji; električni del napajalnega kanala električnega pogona; načela krmiljenja v električnem pogonu; elementna baza informacijskega kanala; sinteza struktur in parametrov informacijskega kanala; konstrukcijski elementi električnega pogona. Gradivo tega tečaja predavanj je v celoti skladno s to temo. 4

6 PREDAVANJE 1 ZGODOVINA RAZVOJA ELEKTROPOGONA KOT VEJE ZNANOSTI IN TEHNOLOGIJE Vprašanja, ki jih obravnava predavanje. 1. Kratko zgodovinsko ozadje razvoja AC in DC električnih pogonov.Dela domačih in tujih znanstvenikov. 3. Vloga električnega pogona v narodnem gospodarstvu. 4. Zgradba in glavni elementi sodobnega avtomatiziranega električnega pogona. Električni pogon je razmeroma mlada veja znanosti in tehnologije, ki ima nekaj več kot stoletje od praktične uporabe. Pojav EP je posledica dela številnih domačih in tujih znanstvenikov na področju elektrotehnike. Ta briljantna serija vključuje imena tako uglednih znanstvenikov, kot so Danec H. Erested, ki je pokazal možnost interakcije med magnetnim poljem in prevodnikom s tokom (180), Francoz A. Ampère, ki je to interakcijo matematično formaliziral v istem 180 je Anglež M. Faraday leta 181 zgradil poskusno instalacijo, ki je dokazala možnost gradnje elektromotorja. To so domači akademiki B.S. Jacobi in E.H. Lenz, ki mu je leta 1834 prvič uspelo ustvariti enosmerni električni motor. Delo B.S. Jacobi je pri ustvarjanju motorja pridobil široko svetovno slavo in številna kasnejša dela na tem področju so bila različica ali razvoj njegovih idej, na primer leta 1837 je Američan Davenport zgradil svoj električni motor s preprostejšim komutatorjem. Leta 1838 B.S. Jacobi je izboljšal zasnovo ED in vanj vnesel skoraj vse elemente sodobnega električnega stroja. Ta elektromotor z močjo 1 KM je bil uporabljen za pogon čolna, ki se je z 1 potnikom premikal s hitrostjo do 5 km / h proti toku He-5.

7 ti. Zato 1838 velja za leto rojstva električnega pogona. Že na tem prvem, še nepopolnem modelu električnega pogona so bile ugotovljene njegove zelo pomembne prednosti v primerjavi s takrat prevladujočimi parnimi mehanizmi - odsotnost parnega kotla, zalog goriva in vode, t.j. bistveno boljši kazalniki teže in velikosti. Vendar pa je nepopolnost prvega ED in kar je najpomembneje, negospodaren vir električne energije galvanske baterije, ki jo je razvil Italijan L. Galvani (), povzročila delo B.S. Jacobi in njegovi privrženci niso bili takoj deležni praktične uporabe. Potreben je bil preprost, zanesljiv in ekonomičen vir električne energije. In izhod je bil najden. Leta 1833 je akademik E.Kh. Lenz je odkril princip reverzibilnosti električnih strojev, ki je kasneje združil razvoj motorjev in generatorjev. In leta 1870 je uslužbenec francoskega podjetja "Alliance" Z. Gramm ustvaril industrijski tip enosmernega električnega generatorja, ki je dal nov zagon razvoju električnega pogona in njegovemu uvajanju v industrijo. Tukaj je nekaj primerov. Naš rojak inženir elektrotehnike V.N. Chikolev () je leta 1879 ustvaril ED za obločne svetilke, električne pogone za šivalni stroj (188) in ventilator (1886), nagrajen z zlatimi medaljami na vseruskih razstavah. V mornarici je uveden enosmerni električni tok: dvigalo streliva na bojni ladji "Sisoi the Great" (), prvo krmilno orodje na bojni ladji "1 apostol" (199). Leta 1895 je A.V. Shubin je razvil sistem "injektor-motor" za krmiljenje, ki je bil kasneje nameščen na bojnih ladjah "Princ Suvorov", "Slava" in druge. znatno število enosmernih motorjev. 6

8 Obstajajo primeri uporabe električnega pogona v mestnem prometu, tramvajskih progah v mestih Kijev, Kazan in Nižni Novgorod (189) ter nekoliko pozneje v Moskvi (1903) in Sankt Peterburgu (1907). Vendar so bili prijavljeni uspehi skromni. Leta 1890 je električni pogon predstavljal le 5 % celotne moči uporabljenih mehanizmov. Nastajajoče praktične izkušnje so zahtevale analizo, sistematizacijo in razvoj teoretičnega okvira za kasnejše pokrivanje razvoja EP. Veliko vlogo je pri tem igralo znanstveno delo našega rojaka, največjega elektroinženirja D.A. Lachinov (), objavljen leta 1880 v reviji "Elektrika" pod naslovom "Elektromehansko delo", ki je postavil prve temelje znanosti o električnem pogonu. DA. Lachinov je prepričljivo dokazal prednosti električne porazdelitve mehanske energije, prvič podal izraz za mehanske lastnosti enosmernega motorja s serijskim vzbujanjem, podal klasifikacijo električnih strojev glede na način vzbujanja in upošteval pogoje za napajanje motorja iz generatorja. Zato se leto 1880, leto objave znanstvenega dela "Elektromehansko delo", šteje za leto rojstva znanosti o električnem pogonu. Skupaj z enosmernim električnim pogonom se potopite v življenje in AC pogon. Leta 1841 je Anglež C. Whitson zgradil enofazni sinhroni elektromotor. Toda zaradi težav med lansiranjem ni našel praktične uporabe. Leta 1876 je P.N. Yablochkov () je razvil več modelov sinhronih generatorjev za napajanje sveč, ki jih je izumil, in izumil tudi transformator. Naslednji korak na poti do AC EP je bilo leta 1888 odkritje fenomena vrtljivega magnetnega polja s strani Italijana G. Ferrarisa in Jugoslovana N. Tesle, ki je pomenilo začetek načrtovanja večfaznih elektromotorjev. Ferrari in Tesla 7

9 je bilo razvitih več modelov dvofaznih motorjev na izmenični tok. Vendar se dvofazni tok v Evropi ne uporablja široko. Razlog za to je bil razvoj ruskega inženirja elektrotehnike M.O. Dolivo-Dobrovolsky () leta 1889 za naprednejši trifazni sistem izmeničnega toka. Istega leta 1889, 8. marca, je patentiral asinhroni elektromotor z rotorjem z veverico (AD kratki stik), nekoliko kasneje pa še s faznim rotorjem. Že leta 1891 je na električni razstavi v Frankfurtu na Majni M.O. Dolivo-Dobrovolsky je prikazal asinhrone elektromotorje z močjo 0,1 kW (ventilator); 1,5 kW (DC generator) in 75 kW (črpalka). Dolivo-Dobrovolsky je razvil tudi 3-fazni sinhroni generator in 3-fazni transformator, katerih zasnova ostaja v našem času praktično nespremenjena. Marcel Despres je leta 1881 utemeljil možnost prenosa električne energije na daljavo in leta 188 je bil zgrajen prvi daljnovod v dolžini 57 km in moči 3 kW. Z omenjenimi deli so bile odpravljene zadnje temeljne tehnične ovire pri širjenju prenosa električne energije in nastal je najbolj zanesljiv, preprost in poceni elektromotor, ki je trenutno izjemno razširjen. Več kot 50 % vse električne energije se pretvori v mehansko moč s pomočjo najmasivnejšega električnega pogona, ki temelji na kratkem stiku AD. Prvi 3-fazni AC EP v Rusiji so bili nameščeni leta 1893 v Šepetovki in v tovarni Kolomensky, kjer je bilo do leta 1895 nameščenih 09 elektromotorjev s skupno močjo 1507 kW. Kljub temu je hitrost uvajanja električnega pogona v industrijo ostala nizka zaradi zaostalosti Rusije na področju proizvodnje električne energije 8

10 (,5 % svetovne proizvodnje) in proizvodnjo električne energije (15. mesto na svetu) tudi v času razcveta carske Rusije (1913). Po zmagi velike oktobrske revolucije leta 190 se je postavilo vprašanje korenite reorganizacije celotnega narodnega gospodarstva. Razvit je bil načrt GOELRO (državni načrt za elektrifikacijo Rusije), ki predvideva vzpostavitev 30 termo in hidroelektrarn s skupno zmogljivostjo 1 milijon 750 tisoč kW (do leta 1935 je bilo zagnanih približno 4,5 milijona kW). Pri delu na načrtu GOELRO je V.I. Lenin je opozoril, da "električni pogon najbolj zanesljivo zagotavlja kakršno koli hitrost in samodejno povezovanje operacij na najobsežnejšem področju dela." Zakaj so toliko pozornosti namenili električnemu pogonu in elektrifikaciji? Očitno je, da je električni pogon energetska osnova za opravljanje mehanskih del in avtomatizacijo proizvodnih procesov z visokim izkoristkom, medtem ko električni pogon ustvarja vse pogoje za visoko produktivno delo. Tukaj je preprost primer. Znano je, da lahko ena oseba med delovnim dnevom proizvede približno 1 kW / h s pomočjo mišične energije, katere stroški proizvodnje so (pogojno) 1 kopeck. V visoko elektrificiranih panogah je inštalirana moč elektromotorjev na delavca 4-5 kW (ta kazalnik imenujemo električna moč dela). Z osemurnim delovnikom dobimo porabo 3-40 kW/h. To pomeni, da delavec nadzoruje mehanizme, katerih delo na izmeno je enako delu 3-40 ljudi. Še večja učinkovitost EP je opažena v rudarski industriji. Na primer, na pohodnem bagru tipa ESH-15/15, ki ima puščico 15 metrov in žlico s prostornino 15 kubičnih metrov, je moč enega asinhronega motorja 8 MW. V valjarnah 9

11 Instalirana moč ED je več kot 60 MW, kotalna hitrost pa 16 km/h. Zato je bilo tako pomembno zagotoviti širšo uvedbo električnega pogona v nacionalno gospodarstvo. Kvantitativno je za to značilen koeficient elektrifikacije, ki je enak razmerju med močjo elektromotorjev in močjo vseh vgrajenih motorjev, vključno z neelektričnimi. Dinamiko rasti koeficienta elektrifikacije v Rusiji lahko spremljamo v tabeli 1.1 Vrednost koeficienta elektrifikacije, % na leto, o vodilnih svetovnih silah. Trenutno je EP prevzel prevladujoč položaj v nacionalnem gospodarstvu in porabi približno eno tretjino celotne proizvedene električne energije v državi (približno 1,5 bilijona kW/h). Kaj je torej električni pogon? Po GOST R je električni pogon elektromehanski sistem, ki je v splošnem sestavljen iz medsebojno delujočih pretvornikov moči, elektromehanskih in mehanskih pretvornikov, krmilnih in informacijskih naprav ter vmesniških naprav z zunanjimi električnimi, mehanskimi, krmilnimi in informacijskimi sistemi, zasnovani za nastavitev v gibanju izvršilni organi (IO) delovni stroj 10

12 Električno omrežje Pretvorna naprava Elektromotorna naprava Krmilna informacijska naprava Prenosna naprava Delovni stroj Izvršno telo električni priključek mehanska povezava Ta definicija je prikazana na sliki. Dešifriramo komponente. Pretvornik (pretvornik električne energije) je električna naprava, ki pretvarja električno energijo z eno vrednostjo parametra in/ali kazalniki kakovosti v električno energijo z drugimi vrednostmi parametrov in/ali indikatorji kakovosti. (Upoštevajte, da je parametre mogoče pretvoriti glede na vrsto toka, napetost, frekvenco, število faz, napetostno fazo v skladu z GOST 18311). Pretvorniki so razvrščeni po tokovnih (DC in AC), kot tudi tiristorski in tranzistorski pretvorniki po bazi elementov. enajst

13 Elektromotorna naprava (elektromehanski pretvornik) je električna naprava, namenjena pretvarjanju električne energije v mehansko energijo ali mehanske energije v električno energijo. Elektromotorji, ki se uporabljajo v električnem pogonu, so lahko izmenični in enosmerni. Po moči lahko električne stroje pogojno razdelimo na: mikrostroje do 0,6 kW. stroji nizke moči do 100 kW. stroji srednje moči do 1000 kW. visoka moč nad 1000 kW. Po hitrosti vrtenja: nizka hitrost do 500 vrt/min. srednje hitrosti do 1500 vrt./min. visoka hitrost do 3000 vrt / min. ultra visoke hitrosti do vrtljajev na minuto. Glede na nazivno napetost so nizkonapetostni motorji (do 1000 V) in visokonapetostni motorji (nad 1000 V). Nadzorna informacijska naprava. Krmilna naprava je zasnovana za ustvarjanje krmilnih dejanj v električnem pogonu in je niz med seboj funkcionalno povezanih elektromagnetnih, elektromehanskih, polprevodniških elementov. V najpreprostejšem primeru je mogoče krmilno napravo zmanjšati na običajno stikalo, ki vklopi ED v omrežju. Visoko natančni ED vsebujejo mikroprocesorje in računalnike v krmilni napravi. Informacijska naprava je namenjena sprejemanju, pretvorbi, shranjevanju, distribuciji in izdajanju informacij o spremenljivkah električnega pogona, tehnološkem procesu in sorodnih sistemih za uporabo v sistemu vodenja elektropogona in zunanjih informacijskih sistemih. Prenosna naprava je sestavljena iz mehanskega prenosa in vmesniške naprave. Mehanski menjalnik je mehanski pretvornik, zasnovan za prenos 1

14 chi mehanske energije od ED do izvršilnega telesa delovnega stroja in koordinacije vrste in hitrosti njihovega gibanja. Vmesniška naprava je sklop električnih in mehanskih elementov, ki zagotavljajo interakcijo električnega pogona s sosednjimi sistemi in posameznimi deli električnega pogona med seboj. Kot prenosna naprava lahko delujejo reduktorji, klinasti in verižni pogoni, elektromagnetne drsne sklopke itd. Delovni stroj je stroj, ki spreminja obliko, lastnosti, stanje in položaj predmeta dela. Izvršilni organ delovnega stroja je gibljivi element delovnega stroja, ki izvaja tehnološko operacijo. Te opredelitve je treba dopolniti. Krmilni sistem električnega pogona je sklop krmilno-informacijskih naprav in vmesniških naprav ED, ki so namenjene krmiljenju elektromehanske pretvorbe energije, da se zagotovi določeno gibanje izvršilnega telesa delovnega stroja. Krmilni sistem električnega pogona je nadzorni sistem višje ravni, ki je zunaj električnega pogona, ki zagotavlja informacije, potrebne za delovanje električnega pogona. trinajst

15 PREDAVANJE ELEKTRIČNI POGON GLAVNI ELEMENT INTEGRIRANE MEHANIZACIJE IN AVTOMATIZACIJE TEHNOLOŠKIH PROCESOV V STROJNI PROIZVODNJI Vprašanja obravnavana v predavanju. 1. Strukturni razvoj električnih pogonov Različne vrste električnih pogonov, ki se uporabljajo v industriji in kmetijstvu. 3. Glavni trendi v razvoju električnih pogonov. 4. Struktura EP z vidika "teorije električnega pogona". V letih svojega obstoja je električni pogon doživel temeljne spremembe. Najprej so bile izboljšane metode prenosa mehanske energije z motorjev na delovne stroje. Na primer, pri nas je pred začetkom prvega petletnega načrta (198) skupinski električni pogon "električni pogon z enim elektromotorjem, ki zagotavlja gibanje izvršilnih organov več delovnih strojev ali več IO enega delovni stroj« je prevladoval, a je bil do konca prve petletke (193) umaknjen iz industrije. Slika 1 prikazuje funkcionalni diagram skupinskega električnega pogona podjetja. Posebnost te sheme je v mehanski porazdelitvi energije po celotnem podjetju in s tem v mehanskem nadzoru procesa, t.j. vodenje dela izvršilnih organov delovnih strojev. Slika .. prikazuje še en diagram skupinskega električnega pogona skupinskega električnega pogona delovnih strojev. Za razliko od prejšnje sheme se električna energija tukaj dovaja neposredno v RM in že v njih se mehansko porazdeli. Mehanski nadzor dela je ohranjen. Med pogostimi pomanjkljivostmi skupinskega električnega pogona so: nadzor hitrosti po korakih; 14

16 Električno omrežje U, I električna energija EM prenosna gred M, ω mehanska energija RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Slika.1. Skupinski električni pogon podjetja Električno omrežje ED 1 ED RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Slika... Skupinski električni pogon delovnih strojev malo krmilno območje; nevarni delovni pogoji; nizka zmogljivost. Skupinski električni pogon je zamenjal bolj obetaven in ekonomičen individualni električni pogon, to je "EC, ki zagotavlja gibanje enega izvršilnega telesa delovnega stroja", prikazan je funkcionalni diagram 15

17 na sl.3. V tej različici električnega pogona se distribucija električne energije zgodi do delovnih teles. Možno je tudi električno krmiljenje mehanske energije. Poleg tega posamezen pogon v nekaterih primerih omogoča poenostavitev zasnove RM, saj ED je pogosto strukturno delovno telo (ventilator, električni vrtalnik itd.). Električno omrežje RM ED 1 ED ED 3 IO 1 IO IO 3 Slika.3. Individualni električni pogon Trenutno je individualni električni pogon glavna vrsta industrijsko uporabljenega električnega pogona. Ampak ne edini. V številnih proizvodnih mehanizmih se uporablja medsebojno povezan električni pogon - to sta "dva ali več električno ali mehansko povezanih električnih pogonov, med delovanjem katerih je določeno razmerje med njihovimi hitrostmi in (ali) obremenitvami in (ali) položajem izvršilni organi delovnih strojev« se ohranja. Ta vrsta električnega pogona združuje dve vrsti električnih pogonov - večmotorni električni pogon in električno gred. Večmotorni električni pogon (sl..4) "električni pogon, ki vsebuje več elektromotorjev, med katerimi se mehanska povezava izvaja preko izvršilnega telesa delovnega stroja" . V številnih primerih takšen električni pogon omogoča zmanjšanje sil v delovnem telesu, njihovo enakomernejšo porazdelitev in brez izkrivljanja v mehanizmu ter povečanje zanesljivosti in produktivnosti namestitve. šestnajst

18 Električno omrežje ED 1 RM ED Slika.4. Večmotorni električni pogon Večmotorni električni pogon se uporablja v rudniških dvigalih, zlasti pa so ga prvič uporabili v Šepetovki konec 19. stoletja. Električna gred "medsebojno povezan električni pogon, ki zagotavlja sinhrono gibanje dveh ali več izvršilnih teles delovnega stroja, ki nimajo mehanske povezave" . Primeri vključujejo zaporne pogone in dolge transportne linije. Slika 5 prikazuje shemo transporterja na asinhronem EM s faznim rotorjem, ki pojasnjuje princip delovanja električne gredi. Hitrosti vrtenja ω 1 in ω bosta zaradi električne povezave rotorjev elektromotorjev enaki ali sinhroni. ω 1 transportni trak ω EM 1 EM električna gred Sl..5. Prikaz delovanja električne gredi

19 Razpon moči EM od deležev vata do kW, območje nadzora hitrosti do 10.000:1 ali več, z uporabo tako nizkohitrostnih motorjev (stotine vrt./min) kot motorjev z visoko hitrostjo (do vrt./min). EP je osnova za avtomatizacijo tehnoloških objektov v industriji, kmetijstvu in vesolju; uresničevanje najpomembnejše naloge našega časa, povečanje produktivnosti dela. Trenutno je za električni pogon značilna težnja po uporabi energetsko varčnih tehnologij. K tradicionalnim sistemom, ki omogočajo vračanje energije v omrežje (ta proces se imenuje rekuperacija), kot je sistem generator-motor (GD sistem), električna kaskada (nastavljiv električni pogon z IM s faznim rotorjem, v katerem energija zdrsa se vrača v električno omrežje), elektromehanska kaskada (nastavljiv električni pogon z IM s faznim rotorjem, pri katerem se energija zdrsa pretvori v mehansko energijo in prenese na EM gred), pride do množične zamenjave nereguliranega električnega vozite z nastavljivim. Posledično zasnova EA postane brez prestav, kar poveča splošno učinkovitost pogona. Napredek pri načrtovanju tehnologije pretvornikov, zlasti pri frekvenčnih pretvornikih, spodbuja zamenjavo enosmernih motorjev in sinhronih EM s cenejšimi in zanesljivejšimi asinhronimi EM z rotorjem z veverico. Če upoštevamo električne pogonske sisteme s stališča teorije električnega pogona, potem je kot predmet preučevanja elektromehanski sistem, ki je niz mehanskih in elektromehanskih naprav, združenih s skupnimi močnostnimi električnimi tokokrogi in (ali) krmilnimi vezji, zasnovan za izvajanje mehanskega premikanja predmeta. Pri električnem pogonu so trije deli združeni v eno celoto (slika 6): mehanski del, elektromotor in krmilni sistem. osemnajst

20 E-pošta omrežna e-pošta motor M, ω Meh. del Uporabno mehansko delo ECS EMP RD PU IM DOS M meh do DOS ISU iz DOS Krmilni sistem iz pomnilnika Sl..6. Funkcionalni diagram električnega pogona z vidika teorije električnega pogona Mehanski del obsega vse gibljive elemente mehanizma rotorja RD motorja, prenosno napravo PU, IM aktuator, na katerega je uporabni mehanski moment M meh se prenaša. Elektromotorna naprava vključuje: elektromehanski pretvornik energije EMF, ki pretvarja električno moč v mehansko moč, in rotor motorja RD, na katerega vpliva elektromagnetni navor M motorja pri vrtilni frekvenci (kotni hitrosti) ω. Krmilni sistem (CS) vključuje energetski del ECS in informacijski del IMS. ISU sprejema signale od glavnih naprav pomnilniških in povratnih senzorjev DOC. devetnajst

21 PREDAVANJE 3 MEHANSKI DEL ELEKTROPOGONA Vprašanja obravnavana na predavanju. 1. Namen in glavne mehanske komponente EP Aktivni in reaktivni statični momenti. 3. Tipične obremenitve mehanskega dela električnega pogona. Glavna funkcija električnega pogona je, da poganja delovni stroj v skladu z zahtevami tehnološkega režima. To gibanje izvaja mehanski del električnega pogona (MCH EP), ki vključuje rotor elektromotorja, prenosno napravo in delovni stroj (slika 3.1). Prikazano na sl. 3.1 parametri označujejo momente M in, M rm, M io na gredi motorja, delovnega stroja, izvršilnega telesa; ω in, ω rm, ω io kotne hitrosti EM gredi, delovnega stroja, izvršilnega telesa; F io, V io sila in linearna hitrost izvršilnega organa. Rotor M in ω in Prenosna naprava M rm ω rm Delovni stroj M io ω io F io V io Slika 3.1. Shema mehanskega dela električnega pogona Glede na vrsto prenosa in zasnove delovnega stroja razlikujejo (slika 3.1): EP rotacijskega gibanja, ki zagotavlja rotacijsko gibanje izvršilnega telesa RM; izhodni parametri moment IO mehanizem M io in kotna frekvenca vrtenja ω io; EP translacijskega gibanja, ki zagotavlja translacijsko linearno gibanje IO delovnega stroja; izhodni parametri sila F io in linearna hitrost V io.

22 Upoštevajte, da obstaja tudi poseben ED, imenovan oscilatorni električni pogon, ki zagotavlja povratno (vibracijsko) gibanje (kotno in linearno) izvršilnega telesa RM. V mehanskem delu EP so različne vrste sil, momentov, ki se razlikujejo po naravi delovanja. Natančneje, statični momenti so reaktivni M cf in aktivni M ca. Reaktivni momenti nastanejo s silo trenja, silami stiskanja, napetosti, torzije neelastičnih teles. Klasičen primer tukaj je suho trenje (slika 3.). Sile trenja vedno nasprotujejo gibanju, pri obrnjenem električnem pogonu pa tudi torni moment zaradi teh sil spremeni smer in funkcija M c (ω) pri hitrosti ω = 0 doživi diskontinuiteto. Sile trenja se kažejo v zobnikih elektromotorja in delovnih strojev. F m V F tr ω F tr V m F M sr M sr M s 3.. Odvisnost statičnega momenta sil suhega trenja od hitrosti Aktivne (potencialne) momente ustvarjajo gravitacija, stiskanje, napetost, torzijske sile elastičnih teles. V MCH EA nastanejo aktivni momenti v obremenjenih elementih (gredi, zobniki itd.) med njihovo deformacijo, saj mehanske povezave niso popolnoma toge. Značilnosti delovanja potencialnih trenutkov se jasno kažejo na primeru gravitacije. Pri dvigovanju ali 1

23, ko je tovor spuščen, smer teže F j ostane konstantna. Z drugimi besedami, ko je električni pogon obrnjen, ostane smer aktivnega momenta M sa nespremenjena (slika 3.3). ω M s VV M sa ga ohranja konstantno. Delovne stroje, kljub široki paleti izvedbe in izvedenih operacij, lahko razvrstimo glede na vrsto odvisnosti statičnega momenta od številnih dejavnikov. Obstaja 5 skupin mehanizmov na razširjeni osnovi. V prvo skupino spadajo mehanizmi, pri katerih statični moment ni odvisen od vrtilne hitrosti, to je M c (ω) = const. To pomeni, da je mehanska značilnost delovnega stroja, odvisnost statičnega momenta od vrtilne hitrosti, ravna črta, vzporedna z osjo kotne hitrosti ω, in je podvržena prekinitvi pri ω = 0 za reaktivne statične momente (kot je prikazano na sliki 3.), na primer za tračni transporter z enakomerno linearno obremenitvijo. F j m

24 Za aktivno Ms (kot je prikazano na sliki 3.3) je mehanska lastnost neodvisna od smeri gibanja. Tipičen primer je dvižni mehanizem. Druga skupina mehanizmov je precej reprezentativna [, 3]. Tu je M c odvisen od hitrosti vrtenja RM: () = M + (M + M) Ms c0 sn c0 a ω ωn ω, (3.1) kjer je M od trenutka mehanskih izgub zaradi trenja; M SN statični moment delovnega stroja pri nazivni hitrosti ω n; ω trenutna hitrost vrtenja; in faktor sorazmernosti. Pri a = 0 imamo M c (ω) = M cn, torej dobimo mehansko karakteristiko strojev prve skupine. Pri a = 1 imamo linearno odvisnost statičnega navora od hitrosti, ki je lastna na primer enosmernim generatorjem G, ki delujejo s konstantnim uporom R (slika 3.4). ~ U 1, f 1 GR ω M s (ω) U ov OB M s0 M s ventilatorji, propelerji, centrifugalne črpalke in drugi podobni mehanizmi). 3

25 ~ U 1, f 1 ω М с (ω) М с0 zmanjša hitrost obdelave dela ω (slika 3.6). М с ~ U 1, f 1 ω V ω М с (ω) Tretja skupina mehanizmov je skupina strojev, pri katerih je statični moment funkcija kota vrtenja gredi PM α, to je M c = f(α). To je na primer značilno za ojnice-ročice (slika 3.7) in ekscentrične mehanizme, pri katerih se vrtilno gibanje z vrtilno frekvenco ω pretvori v povratno gibanje s hitrostjo V. Delovni hod mehanizma, pri katerem se 4 M s0 M s je dosežen

26 je največji statični moment M cmax, obstaja na primer pri 0 α π povratno gibanje z največjim momentom pri π α π. M cmax, хх ω М s M cmax М s (α) M cmax, хх V М s na hitrost gibanja, t.j. М с = f(α, ω) Podobno odvisnost opazimo, ko se električni transport premika po zaokroženem odseku proge. Peta skupina mehanizmov je skupina RM, v kateri se statični moment naključno spreminja v času. Vključuje geološke vrtalne naprave, grobe drobilce in druge podobne mehanizme (slika 3.8). α М с ω М с (t) 0 t

27 PREDAVANJE 4 ELEKTRIČNI STROJI DC Vprašanja, obravnavana na predavanju. 1. Zasnova enosmernih strojev.. Osnovni parametri in elektromehanska pretvorba energije v enosmernih strojih. 3. Klasifikacija enosmernih motorjev. 4. Približna določitev upornosti armature. Električni stroj DC (MPT) ima posebno zasnovo. Shematično z uporabo elektromotorja P-9 kot primera je prikazano na sliki. Fiksni del (stator) vsebuje glavne poli 1 s tuljavami, ki tvorijo induktor ali vzbujevalni sistem stroja. Polovi so enakomerno razporejeni na notranji površini okvirja 3, ki združuje funkcije mehanskega dela (ohišja) in aktivnega dela (jarem statorskega magnetnega vezja). Ker skozi okvir (jarem) prehaja stalen magnetni tok, ki v njem ne povzroča vrtinčnih tokov, je izdelan iz monolitnega jekla. Jedra glavnih drogov so najpogosteje laminirana: sestavljena so iz posameznih plošč, ki so med seboj povezane z zakovicami, zatiči itd.. Takšna konstrukcijska rešitev se ne uporablja za omejevanje vrtinčnih tokov, temveč jo narekuje udobje izdelave droga. . Poleg vzbujevalnih navitij (OB) lahko glavni poli MPT vsebujejo kompenzacijsko navitje, zasnovano za kompenzacijo demagnetizirajočega učinka lastnega magnetnega polja armature (reakcija armature), kot tudi stabilizacijsko navitje, ki se uporablja za nizke hitrosti. motorji velike moči, ko je treba začasno povečati hitrost za 5-krat. Za zagotovitev preklapljanja brez isker je stroj opremljen z dodatnimi poli 4, katerih navitja so zaporedno povezana z vezjem rotorja. 6

28 Slika DC stroja tipa P-9 Rotor MPT se pogosteje imenuje armatura. Nosi glavno navitje stroja, skozi katerega teče njegov glavni tok. Sidrno navitje 5 se nahaja v utorih magnetnega vezja 6. Sklepi 7

29 navitij je priključenih na kolektorske plošče 7. Magnetno vezje in kolektor sta nameščena na skupno gred 8. Za normalno delovanje enosmernega stroja morajo biti utori magnetnega vezja strogo usmerjeni glede na plošče 7. Kolektorske krtače so pritisnjeni na zunanjo (aktivno) površino kolektorja. (premog, grafit, kompozit itd.). Ena skupina lahko vsebuje eno ali več ščetk, odvisno od toka, ki poteka skozi kontakt. Pomembna je kontaktna površina (zaželeno je zagotoviti prileganje blizu 100%) in sila pritiskanja krtače na zbiralnik. Krtače so nameščene v držala za ščetke, ki orientirajo in pritisnejo krtačo. Sama držala ščetk so nameščena na posebne zatiče traverze 9, nameščene na notranji strani ležajnega ščita 10. Premik se lahko vrti okoli osi stroja in pritrdi v poljubnem izbranem položaju, kar omogoča po potrebi nastavitev položaj ščetk na kolektorju iz pogoja minimalnega iskrenja v kontaktu ščetke. DC stroji se pogosteje uporabljajo kot motorji, imajo visok zagonski navor, možnost širokega prilagajanja hitrosti, se zlahka obrnejo, imajo skoraj linearne krmilne karakteristike in so ekonomični. Te prednosti MPT jih pogosto postavljajo iz konkurence pri pogonih, ki zahtevajo široke in natančne nastavitve. Pomembna prednost MPT je tudi možnost njihove regulacije z nizkotokovnimi vzbujevalnimi vezji. Vendar se ti stroji uporabljajo le tam, kjer ni mogoče najti enakovredne zamenjave. To je posledica prisotnosti sklopa ščetke-zbiralnika, ki povzroča večino pomanjkljivosti MPT: poveča stroške, skrajša življenjsko dobo, ustvarja radijske motnje, zvočni šum. Iskrenje pod ščetkami pospešuje obrabo ščetk in komutatorskih plošč. Obrabni izdelki pokrivajo notranjo votlino 8

30 stroj s tanko prevodno plastjo, ki poslabša izolacijo prevodnih vezij. Za delovanje elektromotorja in enosmernega generatorja so značilne naslednje osnovne količine: M je elektromagnetni moment, ki ga razvije elektromotor, N m; M c uporni moment (obremenitev, statični moment), ki ga ustvari proizvodni mehanizem, N m, se običajno zmanjša na gred motorja (redukcijske formule so obravnavane v 14. predavanju); I I armaturni tok elektromotorja, A; U napetost na sidrni verigi, V; E elektromotorna sila (EMF) enosmernega stroja (pri elektromotorju se imenuje proti-emf, saj je v elektromotorju usmerjena proti napetosti U in preprečuje pretok toka), V; F magnetni tok, ki nastane v elektromotorju, ko vzbujevalni tok teče skozi OF, Wb; R I upornost armaturnega tokokroga, Ohm; ω je kotna frekvenca (hitrost) vrtenja EM armature, s -1 (namesto ω se pogosto uporablja vrednost n, rpm), 60 ω n =. (4.1) π R moč motorja, W, ločimo med mehansko (uporabno) močjo na gredi EM R meh in polno (električno) močjo R meh = M ω, (4.) R el = U I i; (4.3) η faktor učinkovitosti MPT, enak razmerju med uporabno močjo in skupno; λ koeficient preobremenitvene zmogljivosti, razlikovanje med preobremenitveno zmogljivostjo za tok λ I in navorom λ M: 9

31 λ I \u003d I max / I n; λ M = M max / M n. Razmerje med parametri MPT se odraža v naslednjih štirih formulah: 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) kjer je J vztrajnostni moment električnega pogonskega sistema, kg m; dω/dt kotni pospešek gredi motorja, c -1 ; K je konstrukcijska konstanta elektromotorja, pn N K =, (4.8) π a kjer je pn število parov glavnih polov; N je število aktivnih armaturnih prevodnikov; a je število parov vzporednih armaturnih vej. Formula (4.4) je spremenjen zapis osnovne enačbe gibanja električnega pogona dω M Mc = J. (4.9) dt Upoštevajte, da je osnovna enačba gibanja analog Newtonovega zakona a = F/m. Edina razlika je v tem, da se pri rotacijskem gibanju linearni pospešek nadomesti s kotnim pospeškom ε = dω/dt, masa m se nadomesti z vztrajnostnim momentom J, sila F pa z dinamičnim momentom M dyn, ki je enak razliki med momentom elektromotorja M in statičnega momenta M s. Formula (4.5) odraža princip delovanja enosmernega generatorja, ki temelji na zakonu elektromagnetne indukcije. Da se pojavi EMF, je dovolj, da v magnetnem toku F zavrtite armaturo z določeno hitrostjo ω. 30

32 EMF E v stroju ni mogoče dobiti, če manjka vsaj ena od veličin: ω (motor se ne vrti) ali Ф (stroj ni vzbujen). Formula (4.6) kaže, da tok I i v armaturnem tokokrogu teče v motorju pod vplivom napetosti U, ki je priložena armaturi. Vrednost tega toka je omejena s proti-emf, ki nastane med vrtenjem elektromotorja. in skupni upor armaturnega tokokroga. Formula (4.7) pravzaprav ponazarja princip delovanja enosmernega toka ED, ki temelji na zakonu interakcije med tokom v prevodniku in magnetnim poljem (Ampèrov zakon). Za nastanek navora je potrebno ustvariti magnetni tok F in prenesti tok I I skozi navitje armature. Zgornje formule opisujejo vse glavne procese v enosmernem motorju. MPT se razlikuje po tem, kako je navitje glavnih polov (vzbujevalno navitje) vključeno v električni tokokrog. 1. DC stroji z neodvisnim vzbujanjem. Bistvo izraza je, da je električni tokokrog vzbujevalnega navitja (OV) neodvisen od napajalnega tokokroga EM rotorja. Za generatorje je to edina praktična možnost za rešitev vezja, ker. vzbujevalno vezje krmili delovanje MPT. Vzbujanje v enosmernih motorjih z neodvisnim vzbujanjem (DPT NV) se lahko izvede na trajnih magnetih. DPT NV s tradicionalnim OF ima dva kanala za krmiljenje napetosti rotorja in napetosti vzbujevalnega navitja. DPT NV so najbolj priljubljeni enosmerni električni stroji Elektromotorji z vzporednim vzbujanjem (DPT PV). Zanje je značilna vključitev OB vzporedno z armaturnim vezjem ED. Po svojih značilnostih so blizu DPT NV. 3. ED s sekvenčnim vzbujanjem (DPT Seq.V). Navitje statorja je zaporedno povezano z navitjem rotorja, kar povzroča odvisnost magnetnega toka od toka.

33 sider (pravzaprav iz tovora). Imajo nelinearne značilnosti in se v praksi redko uporabljajo. 4. Motorji z mešanim vzbujanjem so kompromisni EM z zaporednim in vzporednim vzbujanjem. V skladu s tem sta v ED dva OB - vzporedna in serijska. Če vrednost upora navitja armature ni znana, se lahko uporabi približna formula. Ob predpostavki, da je polovica izgub moči povezana z izgubami v bakru armaturnega navitja, zapišemo formulo M U n n η =. n ω I n n n n i; ali jaz. (4.11) V In R U n I R 3

34 PREDAVANJE 5 MEHANSKE IN ELEKTROMEHANSKE ZNAČILNOSTI NEODVISNO VZBUJENEGA DC MOTORJA Vprašanja, obravnavana v predavanju. 1. Naravne elektromehanske in mehanske lastnosti enosmernega motorja neodvisnega vzbujanja (DPT NV) .. Togost statične karakteristike. 3. Sistem relativnih enot. 4. Mehanske in elektromehanske značilnosti DPT NV v relativnih enotah. Preden nadaljujemo z obravnavo značilnosti DPT NV, damo nekaj definicij. Mehanske značilnosti (MX) motorja so odvisnosti vrtilne frekvence v ustaljenem stanju od navora n = f 1 (M) ali ω = f (M). Elektromehanske značilnosti (EMC) motorja so odvisnosti stabilne hitrosti od toka n \u003d f 3 (I) ali ω = f 4 (I). Tako MX kot EMC lahko predstavimo tudi z inverznimi funkcijami M = ϕ 1 (n) ali I = ϕ 4 (ω). Značilnosti se imenujejo naravne, če so pridobljene pri nazivnih pogojih moči (pri nazivni napetosti in hitrosti), nazivnem vzbujanju in odsotnosti dodatnih uporov v armaturnem tokokrogu. Lastnosti motorja se imenujejo umetne, če se spremeni kateri koli od zgoraj naštetih dejavnikov. Za izpeljavo elektromehanskih in mehanskih značilnosti enosmernega motorja z neodvisnim (vzporednim) vzbujanjem razmislimo o najpreprostejšem preklopnem vezju motorja (slika 5.1). 33

35 U + - IE DP KO R dodaj I v OB R DV + U in - Fig Shema električnega tokokroga enosmernega motorja neodvisnega vzbujanja Enosmerna omrežna napetost U c \u003d U se uporablja na armaturi elektromotorja, ki je v stabilnem stanju stanje je uravnoteženo z EMF (E) motorjem in padcem napetosti v armaturnem vezju (I I R yats). U \u003d E + I R yat, (5.1) kjer je R yat = R i + R dodajte + R dp + R k skupni upornosti armaturnega vezja, Ohm; R I upornost navitja armature, Ohm; R dodatna upornost v armaturnem tokokrogu, Ohm; R dp, R ko, upor navitja dodatnih polov in kompenzacijskih navitij, Ohm. Razred izolacije Tabela 5.1 Delovna temperatura, vozlišče С А 105 Е 10 В 130 F 155 Н 180 С. Prinašanje upora navitij v armaturnem vezju

36 do delovne temperature t, C, se izvede po naslednji formuli: R = R (1 + α θ), (5.) ; α temperaturni koeficient, (C) -1, za baker 3 običajno vzamemo α \u003d 4 10 (C) -1; θ je razlika med delovno temperaturo in t 0, C. Dodatni upor v sklopu krtačnega kolektorja se lahko upošteva kot razmerje padca napetosti na kontaktu krtača-kolektor U w = V in nazivnega armaturnega toka . Če nadomestimo vrednost E v enačbo (5.1) po (4.5) in izvedemo ustrezne transformacije glede na vrtilno hitrost ω, dobimo elektromehansko karakteristiko enosmernega elektromotorja neodvisnega (vzporednega) vzbujanja UIR n UR n ω = = I n. (5.3) Kfn Kfn Kfn Ko izrazimo vrednost toka armature skozi elektromagnetni navor (4.7) in nadomestimo tokovno vrednost v enačbo (5.3), najdemo mehansko karakteristiko enosmernega motorja z neodvisnim (vzporednim) vzbujanjem: UR ац ω = M. (5.4) KФ ( ) n KFn Z analizo enačb (5.3) in (5.4) vidimo, da sta to matematično enačbi premice, ki prečka os hitrosti v točki ω 0. Vrednost ω 0 = U / (K Fn) se imenuje idealna hitrost v prostem teku, razmerja R R jac Ib = M = ω c (5,5) KF KF () 35

37 se imenuje statična razlika hitrosti glede na ω 0, ki jo povzroči prisotnost statičnega momenta na gredi motorja. Velja naslednja formula: ω = ω 0 - ω s. (5.6) Za konstruiranje naravne mehanske karakteristike (EMH) je treba najti dve točki. Eden od njih je določen iz potnega lista motorja za nazivne vrednosti nn in M ​​n: ω n = π nn /30 = 0,105 nn, M n = P n / ω n, kjer je P n nazivna moč motor, W; n n nazivna hitrost EM, vrt./min. Druga točka ustreza idealnemu prostem teku, ko je I = 0; M = 0. Najdemo ga iz enačbe (5.3) pri zamenjavi potnih podatkov motorja: Un ω ω n 0 =. (5.7) Un In R I Konstrukcija naravne elektromehanske karakteristike (EEMH) poteka na podoben način z uporabo potne vrednosti nazivnega toka I n. EMX je mogoče konstruirati, če poznamo ω 0 in naklon karakteristike, ki je ravna črta. Vrednost naklona je določena z izpeljanko dm/dω = β s, imenovano statična togost mehanske karakteristike (KF) dm β s = =. (5.8) dω R jac V praksi se uporablja modul statične togosti β = β s. Vrednost β je odvisna od upora sidrnega vezja in vzbujalnega magnetnega toka. Glede na navedeno lahko enačbo mehanske značilnosti zapišemo kot ω = ω 0 M / β. (5.9) 36

38 Za primerjavo elektromotorjev, različnih po moči, toku, navoru, številu parov polov, omogoča predstavitev značilnosti EM v relativnih enotah. Sistem relativnih enot se precej pogosto uporablja v tehničnih izračunih in temelji na tem, da za osnovno vzamemo neko poljubno vrednost. Absolutne vrednosti parametrov iste fizične narave k i, ki se nanašajo na osnovno vrednost k baz, se lahko primerjajo med seboj. V relativnih enotah o k k i i =. (5.10) kbase Za analizo značilnosti enosmernega motorja neodvisnega vzbujanja bomo za osnovne vrednosti vzeli: U n nazivno napetost; I n nazivni tok motorja; M n nazivni navor motorja; ω 0 idealno število vrtljajev v prostem teku; F n nazivni magnetni tok. Osnovna vrednost upora je običajno definirana kot R base = U n / I n, (5.11) kjer ima R osnova naslednji fizični pomen - to je upor armaturnega tokokroga, ki omejuje tok armature na nazivno vrednost v zaviranem stanje (ω = 0) in uporabljeno nazivno napetost. Za izražanje elektromehanske karakteristike (5.3) v relativnih enotah je treba desno in levo stran enačbe deliti z idealno hitrostjo v prostem teku ω 0 EEMH. Kot rezultat dobimo izraz o o o U o R yc ω = I, (5.1) o o Ф Ф 37

39 ω kjer je 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 baza Enačbo mehanske karakteristike v relativnih enotah lahko dobimo iz enačbe (5.1), potem ko vanjo nadomestimo izraz I =, kjer je M =. o o M o M o M F n Naravne značilnosti DPT NV v relativnih enotah bodo v obliki: a) elektromehanske b) mehanske o o o R yat ω = 1 I, (5.13) o o o ω = 1 M R yat. (5.14) o o z I R o yc M o o yc Statična razlika hitrosti ω = = R, o o, od koder sledi, da je I = M. Tako v relativnih enotah naravne mehanske in elektromehanske karakteristike sovpadajo. Ko je M = M n in I = I n, je iz enačb (5.13) in (5.14) razvidno, da je statični padec pri nazivni obremenitvi enak upornosti armaturnega vezja v relativnih enotah, to je o \u003d R o ωsn yat. Vrednost yc je odvisna od moči motorja in je v mejah 0, 0,0 za DPT NV z močjo od 0,5 do 1000 kW. Če poznamo relativno upor armature, je enostavno določiti tok kratkega stika v relativnih enotah I k \u003d o Ik I o o o Ik U R Yats n. R o =, v absolutnih enotah je ta tok 38

40 PREDAVANJE 6 NADZOR HITNOSTI V DC MOTORJU Vprašanja obravnavana na predavanju. 1. Umetne elektromehanske (IEMH) in mehanske (IMH) značilnosti DCT NV s spremembo upora rotorja Umetne elektromehanske in mehanske karakteristike DCT NV s spremembo magnetnega pretoka. 3. Umetne elektromehanske in mehanske lastnosti DPT NV ob spremembi napajalne napetosti. Reostatsko krmiljenje hitrosti se izvede z uvedbo dodatnih aktivnih uporovnih uporov v armaturno vezje, t.j. R jac \u003d (R i + R ya) \u003d var za U \u003d U n, F = F n,. Kot je razvidno iz enačbe mehanske značilnosti (5.4), pri spreminjanju vrednosti dodatnega upora Rdya v armaturnem krogu ostane idealna hitrost prostega teka ω 0 konstantna, spreminja se le modul statične togosti β in s tem togost (strmina) značilnosti (slika 6.1) . Na primer, z uvedbo dodatnega upora z uporom R dya \u003d R i je statični modul togosti umetne mehanske karakteristike (IMC) β in dvakrat manjši kot pri naravni lastnosti β e, t.j. β in = 0,5 β e. V skladu s tem se bo statični padec hitrosti ω = ω + ω = ω podvojil. ne R v relativnih enotah, lahko reostatsko mehansko karakteristiko zapišemo o o o o o o o ω = 1 M R n = 1 M R n + R n

Pripis delovnega programa discipline smer priprava: 23.05.05 Sistemi za podporo železniškemu prometu težišče: Telekomunikacijski sistemi in omrežja železniškega prometa Disciplina:

Poglavje 2. ELEKTROMEHANIČNE IN NASTAVLJIVE LASTNOSTI DC POgonov 2.1. Mehanske značilnosti elektromotorjev in pogonskih mehanizmov Mehanske značilnosti elektromotorja

VSEBINA Uvodna beseda.................................................. 3 Uvod ................................................................... ... 5 Prvo poglavje Mehanski del električnega pogona..................... 7 1.1. Kratko

050202. Enosmerni motor z vzporednim vzbujanjem Namen dela: Seznaniti se z napravo, principom delovanja enosmernega motorja z vzporednim vzbujanjem. Odstranite njegove glavne značilnosti.

VPRAŠANJA VHODNE KONTROLE ZNANJA ŠTUDENTOV PRI DISCIPLINI "Prehodni procesi v elektroenergetskih sistemih" 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v, U = v 2. = 0v, U = 7 v 3. = 30v, U = v 8 2 Določite vrednost EMF

Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije Zvezna državna proračunska izobraževalna ustanova za visoko strokovno izobraževanje Državna tehnična univerza Nižni Novgorod. R. E.

DC STROJI (MPT) Namen, obseg in naprava MPT Generatorji enosmernega toka (GPT) Enosmerni motorji (DC motorji) 1 MPT so reverzibilni, torej lahko delujejo kot: a)

1 SPLOŠNE DOLOČBE ZA IZVAJANJE VSTOPNIH IZPIOV ZA VPIS V MAGISTRIJSKI ŠTUDIJ V SMERI 13.04.02 "Elektroenergetika in elektrotehnika" 1.1 Ta program, sestavljen v skladu z zveznimi

Teoretična vprašanja 1 Uporaba, naprava in vrste transformatorjev 2 Načelo delovanja transformatorja, načini delovanja 3 Ekvivalentno vezje transformatorja in njegove zunanje značilnosti 4 Poskusi brez obremenitve

Državna avtonomna poklicna izobraževalna ustanova Samarske regije "Novokuybyshevsky Petrochemical College"

Enosmerni motorji 2015 Politehnična univerza Tomsk, Oddelek za E&E Predavatelj: dr., izredna profesorica Olga Vladimirovna Vasiljeva 1 DC motor je električni stroj, ki pretvarja električne

Možnost 1. 1. Namen, razvrstitev in naprava transformatorja. 2. Absolutne in relativne napake merjenja. Razred točnosti merilne naprave. 3. S povečanjem frekvence vrtenja generatorja

UDK 621.3.031.: 621.6.052(575.2)(04) Kelebaev je razvil matematični model in metodo izračuna

Tema 8.1. Električni avtomobili. Generatorji enosmernega toka Vprašanja teme 1. Električni stroji enosmernega in izmeničnega toka. 1. Naprava in načelo delovanja DC generatorja. 2. EMF in vrtenje

Asinhroni stroji 2015 Politehnična univerza Tomsk, Oddelek za E&E Nosilec: dr., izredna profesorica Vasiljeva Olga Vladimirovna Asinhroni stroj je stroj, v katerem se vrti

VSEBINA Predgovor k drugi izdaji ........................................ 10 Predgovor do prve izdaje .................................................... 12 Poglavje 1. Uvod ........................................................

ZVEZNA DRŽAVNA PRORAČUNSKA IZOBRAŽEVALNA USTANOVA VISOKOŠOLSKEGA ŠOLSTVA "KAZANSKA NACIONALNA RAZISKOVALNA TEHNIČNA UNIVERZA I. I. A.N. TUPOLEVA-KAI Inštitut za strojništvo Zelenodolsk

LABORATORIJSKO DELO 2 DC MOTOR VZPOREDNEGA VZBUJA Namen dela: 1. Preučiti princip delovanja in zasnovo enosmernih motorjev. 2. Seznanite se s preklopnim vezjem motorja

Tema 0. Osnove električnega pogona Vprašanja teme. Električni pogon: definicija, sestava, klasifikacija Nazivni parametri električnih strojev. 3. Načini delovanja elektromotorjev. 4. Izbira vrste in moči elektromotorja..

Seznam tem programa predmeta "Elektrotehnika" 1. Električna vezja enosmernega toka. 2. Elektromagnetizem. 3. Električna vezja izmeničnega toka. 4. Transformatorji. 5. Elektronske naprave in naprave.

TRIFAZNI ASINHRONI MOTOR Z BREZ ZAPRTIM ROTORJEM Namen dela: 1 Seznaniti se z zasnovo trifaznih asinhronih motorjev Preučiti princip delovanja asinhronih motorjev 3 Za začetek

UDK 6213031 (5752) (04) RAZVOJ IN RAZISKAVE ENERGETSKOGA ODSEKA ENERGETSKO VARČEVNEGA AVTOMATIZIRANOG SISTEMA KRMILJENJA ZA TURBO-MEHANIZME TE IV Bočkarjev Rezultati dela na ustvarjanju asinhronega

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE, ZNANOST IN MLADINA REPUBLIKE KRIM GOU SPO "Bakhchisaray College of Construction, Architecture and Design" Smernice in nadzorne naloge za elektrotehniko in elektroniko

Tema 9. Električni stroji na izmenični tok Tematska vprašanja .. Klasifikacija AC strojev .. Naprava in princip delovanja asinhronega motorja. 3. Ustvarjanje rotacijskega magnetnega polja. 4. Hitrost

Http://library.bntu.by/kacman-m-m-elektricheskie-mashiny Predgovor...3 Uvod... 4 V.1. Imenovanje električnih strojev in transformatorjev... 4 B.2. Električni stroji elektromehanski pretvorniki

Tema 7 Trifazna izmenična tokokroga Načrt 1. Splošni koncepti 2. Pridobivanje trifaznega toka 3. Povezave zvezda, trikot Ključni koncepti: trifazni tok fazni vod žica nevtralna žica

Kaj je električni motor? Elektromotor (elektromotor) je naprava za pretvorbo električne energije v mehansko energijo ter pogon strojev in mehanizmov. električni motor

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE REPUBLIKE TADŽIKISTAN POTVRŠUJEM dekana fakultete Dodkhudoeva M.D.

DELO 2 ŠTUDIJ DC MOTORJA Z VZPOREDNIM VZBUJANJEM Kazalo 1. Namen dela. 2 2. Program dela. 2 3. Osnove teorije motorja. 4. Eksperimentalna študija 3 4.1. Začni

1 Električni stroji Splošne informacije Predavanja profesorja Polevskega V.I. 1. predavanje Električni stroj je elektromehanska naprava, ki pretvarja mehansko in električno

MINISTRSTVO ZA ŠOLSTVO IN NUKA RUSKE ZVEZNE DRŽAVNE PRORAČUNSKE ZAVODE ZA VISOKO STROKOVNO IZOBRAŽEVANJE

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST RUJSKE FEDERACIJE Zvezna državna avtonomna izobraževalna ustanova za visoko strokovno izobraževanje "Nacionalna raziskovalna jedrska univerza

Uvod Pri sinhronih strojih je kotna hitrost vrtenja rotorja Ω = 2πn enaka sinhroni kotni hitrosti polja Ω s = 2πn 1 (izraz 37, str.15). Polja statorja in rotorja v sinhronih strojih (kot pri vseh

3 Vsebina Predgovor...5 Uvod...7 I. Elektromagnetni moment in elektromagnetna sila električnih strojev rotacijskega in translacijskega gibanja. 1. Splošni izraz za moment in silo. 14 2.

Splošne informacije o elektromotorjih Elektromotor. Vrste elektromotorjev in njihove oblikovne značilnosti. Naprava in načelo delovanja elektromotorja Elektromotor pretvarja električno energijo

METODOLOŠKA NAVODILA 2 sistemi in tehnologije” Tema 1. Linearna enosmerna vezja. 1. Osnovni pojmi: električni tokokrog, elementi električnega tokokroga, odsek električnega tokokroga. 2. Razvrstitev

Štirje zakoni elektromehanike Vsebina: 1. Splošni podatki 1.1. Pretvorba energije je povezana z rotacijskimi magnetnimi polji 1.2. Da bi zagotovili neprekinjeno pretvorbo energije, je to potrebno

1 Sinhroni električni stroji Splošne informacije in konstrukcijski elementi Predavanja profesorja Polevskega V.I. Sinhroni stroji so električni stroji z izmeničnim tokom, pri katerih je magnetno polje,

Uvod ODDELEK I Splošna elektrotehnika Poglavje 1. DC električni tokokrogi 1.1. Osnovni pojmi o elektromagnetnem polju 1.2. Pasivni elementi vezij in njihove značilnosti 1.3. Aktivni elementi

Okvirni tematski načrt in vsebina discipline "Elektrotehnika in elektronika" Tema .. DC električni tokokrogi Praktična vaja Izračun električnih vezij v seriji,

Katsman M. M. Izračun in načrtovanje električnih strojev: Učbenik za tehnične šole Recenzenti: N. G. Karelskaya, A. E. Zagorsky Katsman M. M. K 30 Izračun in načrtovanje električnih strojev: Učbenik.

Asinhroni stroji Asinhroni stroj je stroj, pri katerem se med delovanjem vzbuja vrtljivo magnetno polje, katerega rotor pa se vrti asinhrono, t.j. s hitrostjo, drugačno od hitrosti na terenu. 1 Predlaga ruščina

VSEBINA Predgovor... 3 Poglavje 1. Linearni električni tokokrogi enosmernega toka... 4 1.1. DC električne naprave... 4 1.2. Elementi enosmernega električnega tokokroga ... 5 1.3.

9. DC STROJI DC stroji so reverzibilni stroji, t.j. lahko delujejo tako v načinu generatorja kot v načinu motorja. DC motorji imajo prednosti

Tema 13 Sinhroni generatorji, motorji Načrt 1. Zasnova sinhronega generatorja 2. Načelo delovanja sinhronega generatorja 3. Zasnova sinhronega motorja 4. Načelo delovanja sinhronega motorja

VSEBINA SEZNAM IZOBRAŽEVALNE DISCIPLINE IN VSEBINA RAZDELKOV (MODULOV) DISCIPLINE p/n Modul discipline Predavanja, izredni 1 Uvod 0,25 2 Linearni enosmerni električni tokokrogi 0,5 3 Linearni električni tokokrogi

UDK 681.518.22+681.518.5: 621.313.333 V. Yu. OSTROVLYANCHIK, doktor tehničnih znanosti, profesor, vodja. kavarna AEP in PE (SibGIU) I. Yu. predavatelj na katedri AEP in PE (SibGIU) Novokuznetsk PRIMERJALNA

Predgovor 3 Uvod 5 Prvo poglavje. DC električni tokokrogi 10 1.1. Pridobivanje in uporaba enosmernega toka 10 1.2. Elementi električnih instalacij, električni tokokrogi in diagrami

MI KUZNETSOV TEMELJI ELEKTROTEHNIKE, PETA IZDAJA, REVIDIRANO PO IZDAJI KAND. TEH. ZNANOST S. V. STRAKHOVA Odobril Akademski svet za poklicno izobraževanje Glavnega direktorata

86 BILTEN GGTU IM. P. O. SUKHOGO 16

VSEBINA Predgovor ................................................................ .... 5 1. Izračun moči električnih pogonov kovinorezalnih strojev 1.1. Splošne informacije................................. 7 1.2. Skobeljni stroji .................................................

FAZhT FGOU SPO Visoka šola za železniški promet Alatyr, električne stroje

ZVEZNA AGENCIJA ZA IZOBRAŽEVANJE SIBIRSKE ZVEZE UNIVERZITETE POLITEHNIČNI INSTITUT ELEKTRIČNI POGON Kontrolni in merilni materiali Krasnojarsk SFU 2008 UDK 62-83(07) P12 Recenzent:

Oddelek za izobraževanje in znanost Tambovske regije TOGAPOU "Agro-industrijska šola" PM 3 "Vzdrževanje, odpravljanje težav in popravilo električne opreme in avtomatizirane

Nekomercialna delniška družba ALMATIJA UNIVERZA ZA ENERGETO IN KOMUNIKACIJE Oddelek za električni pogon in avtomatizacijo industrijskih inštalacij VARČEVANJE ENERGIJE S AVTOMATIZIRANIM ELEKTRIČNIM POGONOM

TEMA 1. ELEKTRIČNI STROJI DC Naloga 1. V skladu z možnostjo vaše naloge (tabela 1, stolpci 2, 3, 4) narišite skico prečnega prereza dvopolnega enosmernega stroja in pokažite

Vmesno spričevalo (v obliki izpita). Izpit poteka v obliki odgovorov na vstopnice. Vsaka vstopnica vsebuje 3 vprašanja o eni od nalog. Skupaj vstopnic 28. 28 vstopnic vesel študent izbere sam

UDK 621.313.323 O ZAKONAH FREKVENČNE REGULACIJE SINHRONSKIH MOTORJEV NA ČRPALNIH POSTAJAH ZA OLJE Shabanov V.A., Kabargina O.V. Elektronski naslov Državne naftne tehnološke univerze Ufa: ShabanovVA1@yandex.ru

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST RUSIJE Zvezna proračunska izobraževalna ustanova za visoko strokovno izobraževanje "Tomska državna univerza za arhitekturo in gradbeništvo" (TGASU) ZNAČILNOSTI DELOVANJA

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

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Uvod

1.1 Opredelitev pojma "električni
pogonska enota"
električni pogon
je nadzorovana elektromehanska naprava
sistem. Njegov namen je pretvorba električne energije
v mehansko in obratno ter upravljajte ta proces.
Električni pogon ima dva kanala - moč in informacijo
(risba
1.1).
Avtor
najprej
kanal
prepeljali
kabriolet
energije, skozi drugi kanal se izvaja
upravljanje pretoka energije, kot tudi zbiranje in obdelava informacij o
stanje in delovanje sistema, njegova diagnostika
napake.
Napajalni kanal je sestavljen iz dveh delov
električni in
mehansko in mora vsebovati
povezovalna povezava
elektromehanski pretvornik.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Slika 1.1. Splošna zgradba električnega pogona

avtomatiziran nadzorni sistem višjega nivoja
Povezovalni kanali
IP
Mreža
EP
kanal
električni pogon
EMF
poslanec
Delavec
organ
Električni del
Mehanski
Napajalni kanal električnega pogona
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
Procesna naprava
sistem
oskrba z električno energijo
Informativno

V električnem delu napajalnega kanala električnega pogona
vključuje električne pretvornike EP, oddajne
električne energije iz vira napajanja IP do
elektromehanski pretvornik EMF in obratno in
izvajanje transformacije parametrov električnega
energija.
Mehanski
del
električni pogon
vsebuje
od
gibljivo telo elektromehanskega pretvornika,
mehanski zobniki MP in delovno telo naprave, v
v katerem se mehanska energija koristno uresničuje.
električni pogon
sodeluje
Z
sistem
napajanje (ali vir električne energije),
tehnološke namestitve in preko informacij
IP pretvornik z informacijskim sistemom več kot
visoka stopnja.
Električni
pogonska enota
uporablja
v

gospodarstvo.
širok
Širjenje
električni pogon
N.I. Usenkov. Električni
pogojeno
Lastnosti
električni
energija:
sky drive

Električni pogon je eden najbolj energijsko intenzivnih
porabniki in pretvorniki energije. On porabi
več kot 60 % vse proizvedene električne energije.
Električni
pogonska enota
širok
uporablja
v
industrije, prometa in javnih služb
gospodarstvo.
Električni
pogonska enota
eno
od
večina
energijsko intenzivni porabniki in pretvorniki energije.
teorija
urejeno
električni pogon
prejeli
intenzivnega razvoja zahvaljujoč
izboljšave
tradicionalno in ustvarjanje nove moči nadzorovano
polprevodniške naprave (diode, tranzistorji in
tiristorji), integrirana vezja, razvoj digital
informacijske tehnologije in razvoja razlic
mikroprocesorski krmilni sistemi.
Lastništvo
teorijo
v
območja
urejeno
električni pogon
je
eno
od
najpomembnejše
komponenta strokovnega usposabljanja specialistov
N.I. Usenkov. Električni
smer "Elektrotehnika,
energije in tehnologije
sky drive

1.2. Sestava in funkcije električnega pogona

Funkcija
električni
pretvornik
EP
vsebuje
v
pretvorba električne energije iz omrežja C in
za katero sta značilna napetost Uc in tok Ic omrežja, v električno
enako energijo, ki jo potrebuje motor in je označena s količinami
U, jaz
Pretvorniki so neupravljani in upravljani. oni
imajo lahko enostransko (usmerniki) ali dvostransko (z
razpoložljivost
dve
kompleti
ventili)
prevodnost,
Pri
enosmerna prevodnost pretvornika in obratna (od
obremenitev) pretok energije uporablja dodaten ključ
element na tranzistorju za "odvajanje" energije v zavornem načinu
električni pogon.
EMI elektromehanski pretvornik (motor), vedno
prisoten v pogonu pretvarja električno
energije (U, I) v mehansko energijo (M,ω).
Mehanski pretvornik MP (menjalnik): menjalnik, par
vijačna matica, N.I.
bloki,
Usenkov.crank
Električni ročični mehanizem
koordinirati
moment M in hitrost ω motorja s
sky drive

Slika 1.2. Energetski kanal električnega pogona
P2
P1
Mreža
ΔPc
ΔPe
Mi, jaz s
∆Pr
ΔPm
ΔPem
U, jaz
Mm, ω m
M, ž
EMF
EP
Δ Pro
poslanec
∆Pr
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
RO

količine,
karakteriziranje
kabriolet
energija:
napetosti, tokovi momenti (sile) hitrosti položaj gredi v
prostor imenujemo koordinate pogona.
Glavna funkcija pogona je nadzor
koordinate, torej v njihovi prisilni smeri
spremeniti v skladu z zahtevami tehnološke
proces.
Koordinate je treba upravljati znotraj,
dovoljeno
strukture
elementov
električni pogon,
kako
zagotoviti zanesljivost sistema. Te so dovoljene
meje so običajno povezane z nazivnimi vrednostmi koordinat,
zagotavljanje optimalne uporabe opreme.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

avtomatiziran
električni pogon
(AEP)
to
elektromehanski sistem, sestavljen iz električnih
EM stroj, povezan z mehanskim prenosom
PU z delovnim mehanizmom RM, močnostnim pretvornikom SP,
Nadzorni sistem SU, senzorska enota BSU,
ki delujejo kot povratni senzorji
glavni
spremenljivke
države
EP
(parametri:
položaj gredi delovnega stroja, kotna hitrost, moment,
tok motorja) in zagotavljanje napajalnikov
napajanje navedenih električnih naprav.
Polprevodnik
skupno podjetje
služiti
za
usklajevanje
električni
parametrov
vir
električni
energija
(Napetost,
frekvenca)
Z
električni
parametri EM stroja in regulacija njegovih parametrov
(hitrost, napetost in obrat vrtenja
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Slika 1.3. Blok diagram avtomatiziranega
električni pogon
Vir moči
Signal
naloge
EM
SU
skupno podjetje
BSU
PU
RM
Informacijski kanal EP
Električni del EP
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
Mehanski del EP

Krmilni sistem je zasnovan za nadzor
močnostni pretvornik in je praviloma zgrajen na
čipi ali mikroprocesor. Na vhodu sistema
upravljanje
služil
signal
naloge
in
signali
negativne povratne informacije od senzorske enote
naprave.
sistem
upravljanje,
v
skladnost
Z
algoritem, ki je vgrajen vanj, generira signale
krmiljenje pretvornika moči, krmiljenje
električni stroj.
Večina
popolno
električni pogon
je
avtomatiziran
električni pogon
nastavljiv
električni pogon
Z
avtomatsko
ureditev
spremenljivke stanja.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Avtomatski električni pogon je razdeljen na:
EP, stabiliziran s hitrostjo ali navorom;
Programsko voden EP, ki se premika
delovni mehanizem v skladu s programom, vključenim v signal
naloge;
Follower EA, ki premika delovni mehanizem
glede na poljubno spreminjajoči se vhodni signal
pozicijski
EP,
zasnovan
regulacija položaja delovnega mehanizma
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
za

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Električni pogon na osnovi enosmernih motorjev
tok
uporablja
v
različno
industrije
industrija:
metalurgija,
inženiring,
kemični, premogovniški, lesnopredelovalni itd.
Uredba
kotna
hitrost
motorji
trajno
tok
vzame
pomembno
mesto
v
avtomatiziran električni pogon. Aplikacija z
ta namen tiristorskih pretvornikov je
eden izmed sodobnih načinov za ustvarjanje reguliranega
DC električni pogon.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Nadzor hitrosti DPT s HB izvajajo trije
načini:
1. Spreminjanje napetosti na armaturi motorja s konstantnim tokom v navitju
vzburjenost;
2. S spreminjanjem toka v navitju vzbujanja motorja s konstantno
napetost sidra;
3. Kombinirana sprememba napetosti armature motorja
vzbujevalno navitje.
in tok v
Napetost armature motorja ali tok v navitju polja se spremeni iz
z uporabo krmiljenih usmernikov, med katerimi je največja uporaba
prejeli enofazne in trifazne mostne usmernike.
Pri krmiljenju motorja skozi vezje navitja polja se krmili
usmernik je zasnovan za manjšo moč in ima boljše kazalnike teže, velikosti in stroškov.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Vendar zaradi velike časovne konstante
vzbujevalnih navitij, električni pogon ima najslabše
dinamično
lastnosti
(je
manj
visoke hitrosti) kot na vezju armature motorja. Torej
pot
izbira
verige
upravljanje
odločen
posebne zahteve za pogon.
Pri delu s proizvodnimi mehanizmi
(npr. glavni in pomožni mehanizmi
zobniki v obdelovalnih strojih, mehanizmi žerjavov,
dvigala) je treba spremeniti smer vrtenja
motor
(zavedati se
obratno).
Spremeni se
smeri vrtenja običajno spremljajo takšni
zahteve, kot je hiter (in hkrati gladek)
zaviranje in gladko pospeševanje.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Možno je doseči obrat smeri vrtenja pogonskega motorja
s spremembo polarnosti napetosti, ki se dovaja na armaturo, ali s spremembo
smer toka v navitju vzbujanja. V ta namen v sidrni verigi oz
vzbujevalna navitja vstopijo v kontaktno stikalo (reverser) oz
uporabljata se dva krmiljena tiristorska pretvornika.
Strukturni diagram reverzibilnega tiristorskega pretvornika z
kontaktno stikalo v vezju navitja armature je prikazano na sliki. V
to vezje, kot pri večini pretvornikov, zasnovanih za
pogon, način popravljanja se izmenjuje z invertnim načinom.
Tako na primer pri pospeševanju v zagonskem načinu in stabilizaciji
pogoji
dvigniti
obremenitve
na
gred
motor
tiristor
pretvornik deluje v načinu popravljanja in dovaja energijo
motor. Po potrebi zaviranje in kasnejša zaustavitev
oskrba motorja z energijo iz omrežja prek pretvornika
ustavi,
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

prevajanje
motor v invertnem načinu.
DC stroj pod inercialnim delovanjem
masa na svoji gredi preide v generatorski način,
vračanje shranjene energije skozi pretvornik
na AC omrežje (regenerativno zaviranje).
Blok diagram obratnega pretvornika
Mreža
380 V, 50 Hz
Usync
VS1
UZ1
VS6
SIFU
Uо.с
1
ID1
2
QS1
Uda
1
2
ID2
M1
LM1
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
Uz.s

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Tiristorski pretvornik-motorni sistem

Glavna vrsta pretvornikov, ki se uporabljajo v reguliranih
DC EP so polprevodniški statični
pretvorniki (tranzistor in tiristor). Zastopajo
krmiljeni vzvratni ali nereverzni usmerniki,
zbrani na nič ali premostitveni enofazni ali trifazni
sheme. Napajalni tranzistorji se uporabljajo predvsem za
regulacija impulzne napetosti v EP nizke moči.
Načelo delovanja, lastnosti in značilnosti sistema TP - D
Razmislite o primeru vezja, prikazanega na sl. 2.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

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

Vključuje krmiljeni usmernik (pretvornik).
ujemajoči se transformator T, ki ima dva sekundarna navitja,
dva tiristorja VS1 in VS2, gladilni reaktor s
induktivnost L in sistem za krmiljenje impulzne faze
SIFU. Vzbujevalno navitje motorja OBM se napaja sam
vir.
Usmernik omogoča regulacijo napetosti
motorja s spreminjanjem povprečne vrednosti njegove EMF EP. tole
dosežemo s pomočjo SIFU, ki se ob signalu UU spremeni
regulacijski kot tiristorja α (kot zakasnitve odpiranja
tiristorjev VS1 in VS2 glede na trenutek, ko je potencial vklopljen
njihove anode postanejo pozitivne v primerjavi z
potencial na katodi). Ko je α = 0, tj. tiristorji VS1 in VS2
sprejemanje krmilnih impulzov Uα iz SIFU v določenem trenutku,
pretvornik izvaja polnovalno usmerjanje
in polna napetost se dovaja na armaturo motorja. Če z
z uporabo SIFU dovajanje krmilnih impulzov na tiristorje VS1 in
VS2 se pojavi s premikom (zakasnitvijo) za kot α ≠ 0, nato EMF
pretvornik se zmanjša in posledično zmanjša
povprečna napetost, ki jo dovaja motor.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Odvisnost povprečne vrednosti EMF večfaznega pretvornika
iz kota krmiljenja tiristorja a ima obliko:
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
kjer je m število faz;
E - amplitudna vrednost EMF pretvornika;
ESR0 - EMF pretvornika pri α = 0.
Za zmanjšanje škodljivega učinka valovanja toka na tarčo armature
običajno je vklopljen gladilni reaktor, katerega induktivnost L
je izbran glede na dovoljeno raven valovanja toka.
Enačbe za elektromehanske in mehanske lastnosti
motor:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RY RP k
ECP 0 cos
k M RЯ
RP
k2
kje
- enakovredna odpornost
RP xT m 2 RT RL
pretvornik;
xT, RT - zmanjšano na sekundarno navitje
induktivna reaktanca puščanja in aktivna upornost
navitja transformatorja;
RL je aktivni upor gladilnega reaktorja.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

V zasenčenem območju motor deluje v načinu
intermitentni tok, ki določa opazno spremembo (zmanjšanje)
značilnosti togosti. Zaradi enosmerne prevodnosti
značilnosti pretvornika se nahajajo samo v prvem
(1...3 pri α = 0; 30, 60°) in četrti (4...7 pri α = 90, 120, 150, 180°)
kvadrantov. Manjši krmilni koti ustrezajo večjemu SP in,
zato višja hitrost motorja; pri α = π/2 EMF
UV EP = 0 in motor deluje v načinu dinamičnega zaviranja.
Na sl. 3 prikazuje diagram EA s trifaznim mostom
nepovratno UV.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

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

Za zmogljivost motorja v vseh štirih
kvadranti se uporabljajo reverzibilni krmiljeni usmerniki,
ki so sestavljeni iz dveh nereverzibilnih usmernikov, na primer s
ničelni izhod sl. 4.
a)
~ 380 V; 50 Hz
b)
T1
2
UC
U
U
Z
IN
F
Pri
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
+
maks
-
N.I. Usenkov.
Električni
Risanje
4
sky drive

Reverzibilno
poklical
pretvorniki,
dovoljuje
spremenite polarnost enosmerne napetosti in toka v bremenu.
Reverzibilni SW uporablja dva osnovna principa
krmiljenje sklopov ventilov: skupno in ločeno.
Skupni nadzor zagotavlja oskrbo iz sistema
impulzno-fazno krmiljenje tiristorskih krmilnih impulzov
Uα hkrati na tiristorjih obeh sklopov - VS1, VS3, VS5
(katodna skupina) in VS2, VS4, VS6 (anodna skupina). Hkrati pa zaradi
prisotnost kota premika med krmilnimi impulzi dveh nizov
tiristorji blizu π, eden od njih deluje v usmerniku
način in vodi tok, drugi pa, ki deluje v inverterskem načinu, tok
ne vodi. Za zagotovitev takšnega nadzora med povprečjem
Vrednosti EMF usmernika in pretvornika morajo obstajati
razmerje
, vendar zaradi razlike trenutnih vrednosti
EMF med sklopi tiristorjev teče t.i
izravnalni tok. Če ga želite omejiti v vezju, prikazanem na sl.
4a sta predvidena prenapetostna reaktorja L1 in L2.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Sheme pretvornikov ventilov,
zagotavlja spremembo smeri
pretok energije
V avtomatiziranih električnih pogonih
prilagodite hitrost pogonskega motorja.
zahtevano
Pri uporabi enosmernih strojev obstaja
naloga ni samo nadzor hitrosti vrtenja, (za
s spreminjanjem velikosti napajalne napetosti), pa tudi
sprememba smeri vrtenja (vzvratno). Za to
morate spremeniti tako polarnost napetosti
obremenitev in smer toka v bremenu.
Ta problem je rešen s posebnim
DC pretvornik brez uporabe
kontaktna oprema,
tako imenovano obratno
N.I. Usenkov. Električni
DC pretvornik
tok, sestavljen
sky drive

sestavljen iz dveh sklopov ventilov, od katerih vsak
omogoča, da tok teče skozi obremenitev samo v enem
smer.
Vse obstoječe sheme pretvornikov povratnih ventilov
lahko razdelimo v dva razreda:
navzkrižne ("osem") sheme in
nasprotno vzporedna vezja.
V križnih tokokrogih (slika a - nič in b - most)
transformator ima dve skupini izoliranih navitij ventilov,
iz katerega se napajata dva sklopa ventilov.
V vzporednih vezjih (slika c) samo ena
skupina navitij ventilov transformatorja.
Obratno
so:
pretvorniki
večina
trifazna ničla;
dvojna trifazna z izravnavo
reaktor in
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
razširjena

Trifazni vzvratni pretvornik
z ničelnim izhodom
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. Električni
LM1
sky drive
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Usync
Uzs

Za induktivnost se uporabljajo trifazna usmerniška vezja
obremenitev za napajanje vzbujevalnih navitij električnih strojev,
šestfazni
za pogon sidrnih verig motorja,
dvanajstfazni posebej močni električni pogoni.
Delovanje vzvratnega pretvornika
Predpostavimo, da je v začetnem trenutku stroj
vrti v smeri urinega kazalca s hitrostjo n vrt / min. Hkrati pa ona
razviti povratni EMF Ejak in tok I je tekel skozi sidrno vezje
(risba
). Stroj je bil napajan od prvega
komplet pretvorniških ventilov UZ1, ki delujejo v
način popravljanja. Za zmanjšanje hitrosti vrtenja
stroju, je treba zmanjšati napajalno napetost, ki se mu dovaja, nato
obstaja potreba po povečanju kota krmiljenja tiristorja
VS1,VS2,VS3 usmernika UZ1.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Hkrati zaradi vztrajnosti motorja njegov povratni EMF Ejak ne more
se močno spremeni in se izkaže za večjo od napetosti Ud1 na
vtičnico
pretvornik
(na
sidro
motor).
ventili
pretvornik UZ1 se hitro izklopi in obremenitveni tok se zmanjša
do ničle. Toda na sponkah sidrne verige električnega stroja,
vrteči se po vztrajnosti, se ohrani povratni EMF Eyak, ki
omogoča koristno uporabo kinetične energije vrtenja
pogon, ki ga pretvori v električni, hkrati pa hitro
upočasni električni avto.
Če želite to narediti, morate spremeniti prvi komplet ventilov v
inverterski način, to je povečati kot α1 > 90°. Ampak najprej
kompleta pretvornika UZ1 ni mogoče uporabiti v pretvorniku
način, saj je treba na stroju imeti obrnjeno polarnost
napetost Ud1. Zato drugo
ventilski komplet UZ2 (α2 > 90°), katerega izhod je priključen na
obremenitev vzporedno z izhodom prvega niza UZ1. Avto
deluje v generatorskem načinu, zato je njegova hitrost vrtenja
padci. Posledično povratni EMF Eyak, ki je
napajalna napetost N.I.
za Usenkova.
drugi električni
UZ2 komplet, ki deluje v
inverterski način. sky drive

n
Zaviranje
Motor e
Overclocking
način
Motor
način
0
t
Nazaj
jaz
E
0
t
<90
US2
V
IN
>90
IN
>90
<90
UZ1
V
UZ1
<90
V
Slika 1.2. Diagram načina delovanja
DC električni stroj
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Ko se električni stroj ustavi (Ejak=0; n=0), lahko
pretvorite drugi komplet ventilov UZ2 v usmernik
način (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
v motorni način in ga poganja drugi sklop ventilov
US2.
Smer
rotacija
avtomobili
spremembe
na
nasproti (motor vzvratno) in ponovno zažene
pospešiti (od n=0 do dane hitrosti, na primer do
n=nnom v tretjem kvadrantu pogonskih koordinat: n in I ali n
in M).
Če je spet potrebno obratno, potem
kota α2 drugega sklopa ventilov UZ2, so njegovi ventili zaprti.
Prvi sklop ventilov UZ1 se pretvori v pretvornik
način (α 1>90°), je smer toka armature Id obrnjena,
električni stroj deluje v generatorskem načinu do
popolna zaustavitev motorja.
V prihodnosti, z zmanjšanjem kota α1> 90°, prvi niz
ventili UZ1 se preklopi v način usmernika in
motor pospešuje do nastavljene hitrosti.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Regulacijska značilnost reverzibilnega
pretvornik
Uda
Ud0
Udα1
α1
način
usmernik
0
Udβ1
π
π/2
način
pretvornik
α2
β1
-Ud0
Udβ
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
α
β

Če so povprečne vrednosti napetosti na
izhodu UZ1 in UZ2 dobimo izraz
Udocosα1 = Udocosβ2.
Zato je potrebno, da je α1= β2. Od ob
inverterski način β =180°- α, nato pogoj enakosti
povprečne vrednosti napetosti v izravnalnem vezju
lahko predstavimo kot α1+ α2 =180°, kjer sta α1 in α2 kota
krmiljenje tiristorjev prvega in drugega sklopa
ventili, šteto od točke naravnega
odklepanje tiristorjev.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Zunanje značilnosti reverzibilnega
pretvornik
Zunanje značilnosti usmernika in pretvornika
nizi so v tem primeru nadaljevanje enega
drugega in damo linearno nastalo zunanjo
značilnosti vzvratnega pretvornika
Uda
β1
α1
β1 > β
2
α2 > α
β3 > β
2
1
α3 > α
2
način
pretvornik
način
usmernik
0
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
ID

Skupni nadzor ventila
kompleti
Če so krmilni impulzi uporabljeni hkrati na
ventili obeh sklopov UZ1 in UZ2 ter regulacijski koti
tiristorji izpolnjujejo pogoj
α1 + α2 = π,
nadzor
ventil
strinjal.
skupine
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
poklical

Ločeno krmiljenje ventila
kompleti
Da bi dobili električni pogon, ki deluje v vseh štirih
kvadrantih polja: ω - I ali ω - M, je treba uporabiti obratno
tiristorski pretvornik, ki zagotavlja tok armaturnega toka
motor v obe smeri.
Reverzni pretvorniki vsebujejo dve skupini tiristorjev,
povezani vzporedno nasproti drug drugemu.
V tej shemi sta dva sklopa ventilov UZ1 in UZ2, vsaka sestavljena v skladu z
trifazno mostno vezje, povezano vzporedno med seboj z
nasprotna polarnost na strani popravljenega toka.
Uporabite odklepne impulze hkrati na obe skupini tiristorjev
ni mogoče, ker bo prišlo do kratkega stika. Zato v tej shemi
lahko samo deluje
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

ena skupina tiristorjev UZ1 ali UZ2; druga skupina
tiristorji morajo biti zaprti (odpiralni impulzi
odstranili).
Tako povratni pretvorniki s
ločen nadzor - to so pretvorniki, v
kateri kontrolni impulzi pridejo samo do enega
iz sklopov ventilov, ki prevajajo tok. impulzi
nadzor drugega sklopa ventilov v tem trenutku ni
so dobavljeni in njegovi ventili so zaprti. Reaktor Lur v shemi
morda manjka. Glej Gorby243s
Z ločenim krmiljenjem ventilov,
samo tisto skupino tiristorjev, ki je trenutno
mora voditi tok v bremenu. Izbira te skupine
odvisno od smeri gibanja aktuatorja ("Naprej" oz
"Nazaj") in iz načina delovanja pogona: motor
način ali regenerativno zaviranje.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Tabela 1 - Izbira kompleta ventilov
Način delovanja EP
Motor
Zavora
Smer
gibi
"naprej"
UZ1
US2
"nazaj"
US2
UZ1
V nadzornih sistemih EA izbira in vključitev želene skupine
tiristorji se proizvajajo samodejno s pomočjo logičnega
stikalna naprava LPU, katere princip konstrukcije
prikazano na sliki.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Pri delu "Naprej" sprejmemo smer toka armature
motorni način za pozitiv. S pozitivnim signalom
nastavitev hitrosti ωset, ki ustreza gibanju
"Naprej" in
signal napake hitrosti, ki je tudi v motornem načinu
bo (ωset- ω)≥0, signal, ki prihaja v LPU iz trenutnega regulatorja,
bo imel znak (+). V skladu s tem bo zdravstvena ustanova vklopila elektronsko
ključ QS1, ki dovaja odklepne impulze na tiristor
skupina UZ1. Krmilni kot α1 nastavi sistem
avtomatska regulacija glede na izhodni signal
regulator toka RT. Oba SIFU (1) in (2) delujeta usklajeno, tako da
kolikšna je vsota vsote kotov
α1 + α2 = π.
(1)
Tako za skupino tiristorjev, ki deluje v
usmerjevalni način, se sprožilni impulzi uporabljajo s kotom α1 =
0…π/2. Hkrati SIFU2 ustvarja impulze
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

krmilni kot α2 = π - α1, t.j. krmilni kot,
relevantno
pretvornik
režim
delo
pretvornik UZ2. Ker pa elektronski ključ
QS2 je odprt, krmilni impulzi na tiristorje skupine
UZ2 niso prejeti.
Pretvornik UZ2 je zaprt, vendar
pripravljen za delovanje v inverterskem načinu.
Takšne
načelo
strinjal
upravljanje
kompleti ventilov, opredeljeni z (1), dovoljuje
ustreza mehanskim lastnostim pogona
motorni in zavorni načini, kot je prikazano v
slika.
Pri
potrebujejo
zaviranje
voziti
referenčni signal hitrosti ωset se zmanjša. Napaka po
hitrost spreminja predznak (ωass - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
signal se spremeni iz (+) v (-), glede na to
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Kontakt QS1 se izklopi in kontakt QS2 se vklopi. ampak
vklop kontakta QS2 ne pride takoj, ampak pri nekaterih
časovni zamik, potreben, da tok armature do
zmanjšal na nič in tiristorji UZ1 so obnovili blokado
lastnosti. Padec toka na nič nadzoruje tokovni senzor DT in
nični organ VENDAR (v drugih shemah v ta namen,
senzorji prevodnosti ventilov).
Ko tok po določeni zamudi pade na nič
čas, se ključ QS2 vklopi in pretvornik začne delovati
UZ2, že pripravljen za delovanje v inverterskem načinu. Pogonska enota
vstopi v način regenerativnega zaviranja, skupni čas
preklop tiristorskih skupin je 5 - 10 ms, kar je
sprejemljivo za zagotavljanje visoke kakovosti nadzora ES.
Pri delu v motornem načinu v smeri "Nazaj" se znak
referenca hitrosti je negativna in absolutna vrednost
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

napake hitrosti |ωset - ω | pozitivno, torej
vhod LPU prejme negativni signal in se vklopi
ključ
QS2.
Deluje
pretvornik
US2
v
način popravljanja. Logična pravila dela
LPU so prikazane v tabeli 2.
Uporabljajo se tudi druge sheme zdravstvenih ustanov.
Mehanske značilnosti vzvratnega pogona TP-D
z ločenim krmiljenjem so prikazane na sliki.
Z neprekinjenim tokom
so opisane z enačbo (1).
sidra
motor
oni
V načinu prekinitvenih tokov v območju majhnih
vrednosti navora, je linearnost lastnosti kršena.
V sodobnih tokovnih in hitrostnih zaprtih sistemih
regulacije, zahvaljujoč uporabi prilagodljivih
krmilnikov, je mogoče linearizirati mehansko
značilnosti EP iN.I.
priUsenkov.
majhen električni
trenutne vrednosti.
sky drive

Tabela 2 - Logika dela zdravstvene ustanove
Podpiši
Podpiši
Podpiši
Vklopljen
Deluje
način
ωrit
|ωrit- ω|
pri vhodu
ključ
delo
zdravstveni ustanovi
QS
Pretvorba
eh
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
US2
-
+
-
QS2
US2
-
-
+
QS1
UZ1
N.I. Usenkov. Električni
sky drive
električni pogon
a
Motor
th
Zavora
Motor
th
Zavora

Zunanja značilnost usmernika
Uda
Ud0
Ud1
0
ID
jaz d1
Jaz k.z
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

7. Električni pogon in avtomatizacija industrijskih instalacij in tehnoloških kompleksov

Tehnična izvedba
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Naloga 1. Določite vrednosti zmanjšanih momentov J in Ms pri
dvigovanje bremena (slika 1), če je znano: Jd = 3,2 kg m2; Jr.o.=3,6 kg m2;
prestavno razmerje menjalnika p=0,96; Učinkovitost izvršilnega organa
(boben) B=0,94; kotna hitrost motorja ω=112 rad/s; hitrost
dvižna obremenitev v=0,2 m/s; masa tovora m=1000 kg.
Pojasnilo.
Zmanjšan statični moment:
Mc
F p . o. p . o.
p B D
m g p.o.
p B D
1000 9,81 0,2
19,41 H m
0,96 0,94 112
Zmanjšani vztrajnostni moment J:
J
J D J po
i p2
m(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3,3 kg m2.
2
D
112
6,14
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Jd, np, ip, str
M, d, Jd
D
PU
Mpo, po, jpo
RO (b) in shema 3. Seznanite se
MatLab7/Simulink3.
knjižnica
major
blokov
v
program
4. Sestavite blokovni model laboratorijske postavitve za izvedbo
raziskati v skladu z dano temo in podati kratek opis
uporabljene funkcionalne naprave in virtualno merjenje
aparati.
5. Raziščite postavitev virtualnega laboratorija in vnesite začetnico
podatkov v pogovornih oknih programa. Oblikujte načrt
eksperiment.
6. Po končanem delu sestavite poročilo o strukturi:
Naslov dela in namen dela;
Opis laboratorijskega stojala;
Analiza oscilogramov eksperimentalnih odvisnosti;
Zaključki.
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Delo št. N. Raziskave električnega pogona po
struktura "usmernik-pretvornik-sinhroni motor"
Blok model električnega pogona z asinhronim motorjem
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

Rezultati simulacije
N.I. Usenkov. Električni
sky drive

N.I. Usenkov. Električni
sky drive

MINISTRSTVO ZA ŠOLSTVO IN ZNANOST

RUSKA FEDERACIJA
ZVEZNA AGENCIJA ZA IZOBRAŽEVANJE
DRŽAVNA IZOBRAŽEVNA USTANOVA

VISOKA STROKOVNA IZOBRAŽEVANJA
DRŽAVNO OLJE UFIMSKY

TEHNIČNA UNIVERZA

V.I.BABAKIN

Tečaj predavanj iz discipline:

"Standardni avtomatski električni pogon

proizvodnih mehanizmov in tehnoloških

kompleksi."
2. del.

Ufa 2007

1.AED z asinhronim motorjem 4

1.1AEP z IM z reostatskim nadzorom 4

1.2AEP z AKZD z nastavljivo napetostjo, ki se napaja na stator AD 5

2. Trenutno stanje AED z AC motorji 7

2.1 Težave sinteze in nadzora AED 7

3. Avtomatiziran asinhroni električni pogon z uporabo sinhronega

Frekvenčni pretvorniki električnih strojev 9

4. Avtomatski asinhroni električni pogon z uporabo asinhronega

Frekvenčni pretvorniki električnih strojev 11

5. Avtomatiziran električni pogon z izmeničnim motorjem s statičnimi frekvenčnimi pretvorniki (SFC) 11

5.1 Frekvenčni pretvornik z vmesnim tokokrogom 12

13

7. AEPT s PE, ki ima v konstrukciji krmiljen usmernik………………………… .14

8. Nadzor hitrosti v AED z FC z UV………………………………………………… ...17

9. Začni v AED s FC s SW…………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………

10. Zaviranje v AED s SW…………………………………………………………………………………..19

10.1. Zaviranje z vzvratno močjo (RT)…………………………………………………………… ..19

10.2.Dinamično zaviranje………………………………………………………………… 19

10.3.Vzvratno …………………………………………………………………………………………………. ..dvajset

11. Prednosti in slabosti AED z FC s SW………………………………………………………… .20

12. Avtomatiziran električni pogon z uporabo pretvornika s WIDE……………………….20

13. Regulacija hitrosti, zagonsko zaviranje v AED z WID…………………………… ...21

13.1 Krmiljenje hitrosti v AED z WID…………………………………………………………… …21

13.2 Zagon v AED z SHIRD………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………

13.3 Zaviranje v AED z SHIR……………………………………………………………………………… 22

14 Avtomatiziran električni pogon z uporabo PWM pretvornika……………………………….22

15 Načelo delovanja pretvornika s PWM…………………………………………………………………………..23

16 Shematski diagrami pretvornika s PWM…………………………………………………………24

17 FC s PWM na osnovi tiristorjev, ki jih ni mogoče zakleniti………………………………………………………..25

18 Elementna osnova sodobnih frekvenčnih pretvornikov………………………………26

18.1 Napajalni filtri………………………………………………………………………………………27

18.2 Značilnosti sodobnih močnih napajalnih stikal z dvostranskim hladilnikom

19 Glavni diagrami pretvornikov na osnovi IGBT tranzistorjev…………………………………………….29

20 Krmiljenje hitrosti v AED z FC s PWM………………………………………………………….29

21 Začetek v AED z FC s PWM………………………………………………………………………………..29

22 Zaviranje v AED s PWM pretvornikom………………………………………………………… .29

23 Načini v sili v AED z FC s PWM………………………………………………………29

24 Vpliv dolžine montažnega kabla na prenapetost na sponkah motorja……….30

25 Načela in osnove vektorskega nadzora…………………………………………………………34

26 Realizacija vektorskega krmiljenja……………………………………………………………………..36

27 Avtomatiziran AC električni pogon z direktno pretvorbo

Frekvenčna lopatica (LFC)…………………………………………………………………… ..38

28 Avtomatizirani AC pogon v kaskadnih tokokrogih………….40

29 Avtomatizirani električni pogoni s kaskadami elektromotorjev………………………………………………………………………………………………………… 42

30 Avtomatizirani električni pogoni z elektromehanskimi elektrostrojnimi kaskadami………………………………………………………………………………………………………..43

31 Avtomatizirani električni pogoni z asinhronimi ventilskimi stopnjami (AVK).44

32 Avtomatizirani AC pogoni s stroji z dvojnim napajanjem

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

33 Avtomatizirani AC pogoni s stroji z dvojno močjo v sinhronem načinu…………………………………………………………………………………… 46

34 Avtomatizirani AC pogoni s stroji z dvojnim napajanjem

Niya v asinhronem načinu…………………………………………………………………………………..48

35 Avtomatizirani AC električni pogoni z brezkrtačnim motorjem …50

36 Avtomatizirani servo AC pogoni……… …….52
1. AED z asinhronim motorjem
1.1 AED z IM z reostatsko regulacijo.

Te sheme se uporabljajo za IM s faznim rotorjem.

Načelo delovanja: S spreminjanjem aktivnega upora rotorskega vezja s tem vplivamo na zdrs, medtem ko spreminjamo kotno hitrost.

Eden najpomembnejših kazalcev kakovosti regulacije je gladkost. V tem primeru je odvisno od števila korakov dodatnega upora, ki se vnese v vezje rotorja, ki pa je omejeno s standardno krmilno opremo, ki uporablja vezja relejnega kontakta. Povečanje števila stopenj bo povzročilo povečanje števila relejev in kontaktov, kar bo posledično povzročilo zmanjšanje hitrosti in zanesljivosti sistema kot celote. Poleg tega imajo takšni električni pogoni nizko energijsko zmogljivost, nizko učinkovitost na področju globoke regulacije, z znatnim povečanjem dodatnega upora se togost lastnosti močno zmanjša, kar bo vplivalo na stabilnost električnega pogona.

Za večjo gladkost regulacije se uporablja impulzna parametrična regulacija. Bistvo te metode je v izmeničnem uvajanju in odstranjevanju dodatnega upora v rotorskem krogu, medtem ko je povprečna vrednost enaka:

kjer je t 1 - trajanje zaprtega stanja ključa;

T 2 - trajanje odprtega stanja ključa.

sl.2

ω se bo v prehodu gladko spreminjal med dvema mejnima karakteristikama ε=1 in ε=0

Obseg nadzora hitrosti v EA z reostatskim nadzorom je omejen na:

1. 
   Velike izgube moči (nizka učinkovitost)
2. 
   Nizka stabilnost (D=1,5÷1).

^ 1.2 AED z AKZD z nastavljivo napetostjo, ki se napaja na stator IM.
Načelo delovanja takšnih električnih pogonov je, da ko se napetost, ki se dovaja na stator, zmanjša sorazmerno s kvadratom napetosti, se elektromagnetni navor zmanjša in hitrost vrtenja ω zmanjša.
Regulacija se izvaja z napetostnimi regulatorji, ki so vključeni v statorsko vezje. Obstajata dve vrsti regulacije:

• 
  impulz;
• 
  neprekinjeno.

Do nedavnega so se uporabljale predvsem metode impulznega nadzora.

Najenostavnejši diagram impulznega krmiljenja:
sl.3
V tem primeru je pogostost zapiranja in odpiranja sorazmerna s frekvenco omrežja f ≤ 200 Hz. Ko se delovni cikel krmilnih impulzov spremeni, se efektivna vrednost napetosti spremeni:
Pri ε=1 motor deluje po naravni mehanski lastnosti, medtem ko so ključi K stalno zaprti. Ko se ε zmanjša, se kotna hitrost zmanjša. V tem primeru se kritični moment M CR zmanjša, posledično se zmanjša preobremenitvena zmogljivost (togost) delovnega dela mehanske značilnosti. Pri majhnih vrednostih delovnega cikla, t.j. pri nizkih hitrostih je pogon nestabilen.

pomanjkljivosti:

• 
  Nizka energetska zmogljivost, ki je povezana s povečanjem napetosti in hitrosti, pa tudi s prehodnimi elektromagnetnimi procesi, ki nastanejo zaradi vklopa in izklopa navitij statorja motorja.
• 
  Takšni električni pogoni lahko delujejo le v neprekinjenem načinu, ker. ne zagotavljajo kratkotrajnega zagona in zaustavitve motorja.

Nekoliko bolje, v tem pogledu imajo kazalniki električne pogone z regulacijo impulzne napetosti in menjavo faz impulza.

KN se vklopi v intervalih izklopljenega stanja tipk KV, pri ε=0 impulzi, ki krmilijo tipke KV. EA bo deloval v načinu zaviranja proti stikalu. Družina mehanskih lastnosti v takem EA bo v delovnem delu bolj toga (preobremenitvena zmogljivost je manjša).

Razlika v mehanskih lastnostih pri regulaciji impulzne napetosti in menjavanju faze impulza (v delovnem delu električni pogon deluje bolj stabilno). Pri zelo majhnih vrednostih ε lastnosti preidejo v območje zaviranja s protižičnimi povezavami, kar omogoča hitro zaustavitev motorja. Takšni električni pogoni so za prekinitvene načine, vendar imajo ti električni pogoni še nižjo energijsko zmogljivost, tk. vsiljevanje motornega in zavornega načina povzroča skoraj neprekinjene elektromagnetne prehode, ki jih spremljajo velike izgube moči.

pomanjkljivosti:

Zmanjšanje napajalne napetosti pri konstantni moči na gredi motorja bo povzročilo zmanjšanje napetosti na sponkah rotorja, povečanje toka rotorja, zmanjšanje faktorja moči motorja in zmanjšanje učinkovitosti.

Kazalniki kakovosti:

1. 
   Nizka energetska učinkovitost;
2. 
   Nizka stabilnost regulacije:
3. 
   Območje krmiljenja D=1,5÷1;
4. 
   Gladkost je visoka;
5. 
   Smer posamezne povezave "navzdol";

Priporočljivo je urediti M=konst Ker to vam delno omogoča, da se znebite prve pomanjkljivosti.

Trenutno se pogosto uporabljajo EP z neprekinjeno regulacijo napetosti:

• 
  RN-AD;
• 
  TRN-AD.

Takšni električni pogoni imajo veliko boljšo energijsko zmogljivost kot ED z IRN, vse ostale zmogljivosti pa so enake.
V zadnjem času so takšni električni pogoni prejeli nerazumno široko oglaševanje. Predlagana je njihova uporaba za mehanizme, ki delujejo v ponavljajočem se kratkoročnem načinu. Regulacija ω v sistemu TRN-IM se izvaja s spreminjanjem napetosti na statorskem priključku s spreminjanjem vžiga kota tiristorjev. sl.5

^ Prednosti EP po sistemu TRN-AD: Glede na začetne stroške je 30-40% cenejši od EP s frekvenčnim pretvornikom; stroški vzdrževanja se zmanjšajo za 20-50%.

^ Slabosti EP po sistemu TRN-AD: Nizko območje krmiljenja D=2÷1.

To pomanjkljivost je mogoče do neke mere odpraviti z uporabo AED z nastavljivim EMF v navitju statorja, t.j. ne regulacija napetosti, ampak EMF.

^ 2. Trenutno stanje AED z AC motorji.

2.1 Problemi sinteze in nadzora AED.
Nadzorni predmet -

1. 
   ED (elektromehanski pretvornik);
2. 
   SP (električni pretvornik moči);
3. 
   IP (merilni pretvornik).

1) ED(elektromehanski pretvornik).

Najširši razred elektromotorjev, ki se uporabljajo v sodobnem električnem pogonu AKZD za splošne industrijske namene. Ti motorji so zasnovani za uporabo v pogonih s spremenljivo hitrostjo, za neposredno povezavo z industrijskim omrežjem. V bistvu so spremembe na tem področju v naravi nekatere oblikovne izboljšave pri elektromotorju. Razvijajo se in se serijsko proizvajajo posebne modifikacije AKZD, namenjene za uporabo v frekvenčno krmiljenem električnem pogonu (Siemens je AKZD razvijal in serijsko proizvaja pet let za uporabo pri nizkih in visokih napajalnih frekvencah 500-1000 Hz ). Poleg tega se povečuje proizvodnja LED diod z vzbujanjem iz trajnih magnetov (brezkontaktno). Ti elektromotorji imajo izboljšane kazalnike teže, velikosti in cene ter niso slabši glede tehničnih in energetskih kazalnikov. Med obetavnimi EM je induktorski motor, ki ima po mnenju razvijalcev veliko boljše tehnične in energetske lastnosti in zahteva zelo preprost pretvornik moči (strošek električnega pogona je precej nižji). Sinhroni reluktantni elektromotor ima kazalnike teže in velikosti, ki so v intervalu med IM in SM ter hkrati bistveno višjo energijsko učinkovitost ob precej nižji ceni.
2) SP(električni pretvornik moči);

Na področju SP v električnem pogonu z enosmernimi motorji se trenutno uporabljajo predvsem pretvorniki, ki imajo strukturo usmernika - AVI. Poleg tega, če pred letom 2000 zahteve za kakovost popravljanja niso bile urejene, so se trenutno pojavili številni regulativni dokumenti, ki strogo urejajo prisotnost usmerniških naprav v strukturi skupnega podjetja. To so standardi IEEE-519, IEC555 – integracijski standardi; GOST 13109. Za izboljšanje kazalnikov kakovosti sodobnih skupnih podjetij, zlasti za izboljšanje kakovosti porabe energije, in sicer za povečanje faktorja moči, se trenutno uporabljajo usmerniki na popolnoma nadzorovanih električnih stikalih s stabilizacijo izhodne napetosti. Tokokrogi z dodatno induktivnostjo, vezja s preklopnim vhodnim ključem so izvedena s pomočjo pametne tehnologije. Vendar se zdi, da so SP-ji z ​​nenadzorovanimi usmerniki učinkovitejši in cenejši. JV trenutno uporablja sodobno bazo, ki uporablja sodobne elektronske naprave, kot so tiristorji MGT ali IGST, pa tudi popolnoma nadzorovane IGBT tranzistorje. Poleg tega se trenutno razvijajo tranzistorji z napetostno ločljivostjo 6-10 kV.

Trenutno najbolj obetaven način delovanja SP je visokofrekvenčni PWM način z modulacijsko frekvenco 20 kHz in vektorskim krmiljenjem (vpliv preko komponente statorskega toka, ki tvori navor in tvori tok). Ta način je najbolj ugoden za motorje z nazivno frekvenco 500-1000 Hz. v tem primeru je problem ujemanja frekvence modulacije s frekvenco napetosti, ki napaja motor, veliko lažje rešen. Trenutno je obetavna vrsta skupnega podjetja tudi NFC, ki ima matrično strukturo z matričnim nadzornim sistemom. Prednost takšnih pretvornikov je odsotnost reaktivnih elementov, t.j. kapacitivnosti in induktivnosti v močnostnem tokokrogu, skoraj sinusno obliko izhodne napetosti in toka, pa tudi zmožnost dela v vodilnem načinu cosφ.
3) IP(merilni pretvornik).

Tradicionalno znana sredstva se trenutno uporabljajo kot primarni merilniki, ki vključujejo komercialno dostopne tokovne in napetostne senzorje, Hallove senzorje, tahogeneratorje, fotopulze in senzorje premika in položaja kode, elektromagnetne revolverje, selsyne itd. Obseg uporabe tako sodobnih senzorjev, kot je kapacitivni laser, je praktično enak nič. Najbolj obetavna vrsta IP so posredni merilniki, pri katerih na podlagi enostavno merljivih parametrov, kot so aktivni in induktivni upor motorja, hitrost in položaj rotorja itd. Pri uporabi takšnih merilnih sistemov ni potrebe po uporabi velikega števila senzorjev in zlasti senzorja hitrosti vrtenja. Takšni merilni sistemi se imenujejo brezsenzorni.
^ Naloge krmiljenja električnega pogona:

Najpogostejši tip težav pri krmiljenju je problem neposrednega nadzora hitrosti vrtenja EA. Poleg tega obstajajo posebej krmiljeni pogoni, ki opravljajo naloge regulacije elektromagnetnega navora, moči, pospeška, uravnavanja položaja rotorja in regulacije katerega koli tehnološkega parametra. Poleg tega obstajajo naloge stabilizacije, sledenja, pozicioniranja, zagotavljanja invariantnosti (je zagotavljanje neodvisnosti ali šibke odvisnosti od nenadzorovanih motenj), zagotavljanja avtonomije (zagotavljanje neodvisnosti katerega koli parametra objekta od drugih parametrov).

Sinteza upravljanja ED je reducirana na iskanje dovolj pogojenega modela ED, ki je trenutno v večini primerov sistem Kirchhoffovih enačb po drugem Elejevem zakonu elektromagnetnih vezij ED in SP. Običajno so te enačbe napisane za enakovredni dvofazni stroj, kot tudi sistem Newtonovih enačb za mehanska vezja EP.

Glavna težava pri ustvarjanju modela EP:

• 
  Obračunavanje nasičenosti magnetnega vezja motorja;
• 
  Obračun elastičnih mehanskih vezi;
• 
  Obračunavanje nelinearnih razmerij.

^ 3. Avtomatiziran asinhroni električni pogon z uporabo sinhronih električnih strojnih frekvenčnih pretvornikov.
AED z električnimi strojnimi FC imajo pomembno prednost: združljivost z elektroenergetskim sistemom, t.j. ne onesnažujejo omrežja.

Obstajata dve vrsti električnih pretvornikov:

1. 
   elektromašinski sinhroni IF (EMSPCh);
2. 
   Elektrostrojni asinhroni FC (EMASCH).

AED z elektrostrojnim SFC.

Glavni element takega sistema je trifazni sinhroni generator, ki je po moči usklajen s pogonom AD. V tem primeru sta izhodno napetost in frekvenco določeni s kotno hitrostjo gredi generatorja in velikostjo vzbujalnega magnetnega toka. Ko se hitrost spremeni, se spremeni izhodna napetost. Če vzamemo napetost na sponkah faze statorskega navitja, je očitno, da kdaj F=konst s povečanjem hitrosti vrtenja gredi, hkrati s povečanjem frekvence, se bo povečala tudi efektivna vrednost izhodne napetosti. V tem primeru se lahko izvaja le zakon o proporcionalnem nadzoru.

sl.6

PC vključuje:

• 
  Glavna povezava je trifazni sinhroni generator (G2);
• 
  DPT NV (D2) izhod sistema G-D je povezan s pomočjo gredi na SG;
• 
  Pomožni pogonski motor AKZ (D1) z neregulirano hitrostjo.

Faktor sorazmernosti C izhodnega generatorja (G2) lahko spremenite tako, da spremenite I B3 z uporabo upora R 3 . Hitrost vrtenja gredi generatorja G 2 uravnava I V1 generatorja (G1) z reostatom R 1, pa tudi I V2 motorja (D2) z reostatom R 2. V tem sistemu se krmiljenje hitrosti je možno v obe smeri od nazivne. Vendar se zgornje območje nadzora hitrosti redko uporablja, ker motor deluje pri napetosti, ki je večja od nazivne napetosti. Pri popolnoma izvlečenih reostatih R 1 in R 2 sta napetost in hitrost vrtenja enaki nazivni.
Kazalniki kakovosti:

• 
  
• 
  Nizka učinkovitost, visok cosφ;
• 
  P set min = 400 %

Prednosti AED z ESCH:

• 
  
• 
  Enostavnost nadzora.

• 
  Slabosti AED z ESCH:
• 
  Nizka učinkovitost;
• 
  
• 
  
• 
  Sposobnost urejanja le po proporcionalnem zakonu.

^ 4. Avtomatiziran asinhroni električni pogon z uporabo frekvenčnih pretvornikov asinhronih električnih strojev.
Glavni element takšnega sistema je trifazni asinhroni generator, ki je po moči usklajen s pogonom AD.

sl.7

Kazalniki kakovosti:

• 
  Dvoconska regulacija, gladka, stabilna;
• 
  Nizka učinkovitost, visok cosφ;
• 
  P ust min = 200-400 %

Prednosti AED z ESCH:

• 
  Brez negativnega vpliva na omrežje;
• 
  Enostavnost nadzora.

Slabosti AED z ESCH:

• 
  Nizka učinkovitost;
• 
  Prisotnost velikega števila vrtljivih delov;
• 
  Nezadovoljivi kazalniki teže in velikosti;
• 
  Sposobnost urejanja katerega koli zakona.
• 
  Potreba po avtotransformatorjih.

^ 5. Avtomatski električni pogon z AC motorjem s statičnimi frekvenčnimi pretvorniki (SFC).
Trenutno je SFC najbolj razširjena in obetavna vrsta frekvenčnega pretvornika kot del avtomatiziranega električnega pogona z izmeničnim motorjem.

HRC je razvrščen po naslednjih merilih:

1. 
   Glede na strukturo pretvorbe energije.

• 
  FH z neposredno pretvorbo.
• 
  SFC s povezavo DC.

1. 
   Po vrsti so pretvorniki razdeljeni na:

• 
  FC z omrežno gnanimi pretvorniki.

Napajalna stikala takih pretvornikov se zaklenejo, ko se na anodo dovaja negativni polovični val napajalne napetosti.

• 
  FC z avtonomnim pretvornikom

Napajalna stikala takšnih pretvornikov so zaklenjena bodisi, ko so preklopni kondenzatorji izpraznjeni, bodisi s pomočjo krmilnih impulzov.

• 
  ČE z AIN
• 
  FC z AIT
• 
  AI pretvornik z nadomestnim preklopom (delni napetostni pretvornik)
• 
  AI inverter z individualnim preklopom (napetostno nadzorovan pretvornik)

^ 5.1 Frekvenčni pretvornik z vmesnim tokokrogom
Trenutno je ta vrsta frekvenčnih pretvornikov najbolj razširjena in se za razliko od NP+Ch dobavlja kot samostojen element električnega pogona.

sl.8

Kjer je U 1 trifazna izmenična napetost s konstantno amplitudo.

P 1 - krmiljen ali nenadzorovan usmernik, ki je zasnovan za pretvorbo vhodne sinusne napetosti v izhodno konstantno (pulzirajočo) napetost.

F - tokovni ali napetostni filter je zasnovan tako, da zgladi valovanje iz izhoda usmernika.

P 2 je avtonomni tokovni ali napetostni pretvornik, zasnovan za pretvarjanje zglajenega enosmernega toka ali napetosti v trifazni izmenični.

M - trifazni AC motor z rotorjem z veverico.
V predlaganem blokovnem diagramu lahko blok P 1 deluje v nadzorovanem in neupravljanem načinu. Hkrati v prvem primeru AI opravlja funkcije spreminjanja samo izhodne frekvence pretvornika, funkcije vplivanja na amplitudo izhodne napetosti pa izvaja usmernik. V drugem primeru AI opravlja funkcije spreminjanja izhodne frekvence in efektivne vrednosti izhodne napetosti.

Možnost HC ima nesporno prednost, ki je kljub prisotnosti CU precejšnja poenostavitev krmilnega sistema. V tem primeru je celoten sistem bistveno cenejši.

Pri različici LV se bistveno izboljša združljivost celotnega sistema z električnim omrežjem. Vendar pa v tem primeru postane nadzorna shema veliko bolj zapletena in s tem celoten sistem postane veliko dražji.
^ 6. Avtonomni pretvorniki (AI).
Glede na stopnjo obvladljivosti AI delimo na:

• 
  AI z izmeničnim preklopom.
• 
  AI z individualnim preklopom.

Razlika med tema dvema pretvornikoma je v tem, da pri AI s serijskim preklapljanjem delujejo vsa napajalna stikala. Pri AI z individualnim preklapljanjem ima vsako delujoče stikalo za napajanje vsaj eno pomožno stikalo. Druga možnost je običajno bolj funkcionalna, a hkrati veliko dražja in manj zanesljiva. Trenutno so skoraj vse AI razvrščene kot serijsko preklopljene AI.

Razmislimo o načelu delovanja MT z izmeničnim preklopom na primeru enofaznega MT, v katerem so napajalna stikala zaklenjena s preklopnim kondenzatorjem.

T 1, T2 - delujoči tiristorji

Naj je v času t = 0 T2 odprt, T1 zaprt; vhodna napetost se nanese na Rn2, po časovnem obdobju, ki je enako preklopnemu obdobju T2, se na T1 uporabi impulz za odklepanje. V tem primeru se vhodna napetost nanese na Rn1, prek odprtega tokokroga T1, Rn1, Rn2 pa se na T2 dovede povratna napetost s Sk, zaradi česar je T2 zaklenjen itd. Preklopno obdobje je trajanje odpiranja ključa.

Glede na obliko izhodne napetosti in toka se Ai deli na: V AIT je oblika izhodne napetosti odvisna tako od zaporedja in trajanja preklopnih napajalnih stikal kot od narave obremenitve in oblike izhoda tok je odvisen le od zaporedja in trajanja preklopa močnostnih stikal.

Pri AIP je oblika izhodnega toka odvisna tako od zaporedja in trajanja preklopa močnostnih stikal kot od narave obremenitve, oblika izhodne napetosti pa je odvisna samo od zaporedja in trajanja preklopa močnostnih stikal.

Zunanja razlika med AIT in AIP: AIT ima vhodni L - filter in vhodni L ali LC filter. Poleg tega, če se v vezju pretvornika uporabljajo ne popolnoma nadzorovana napajalna stikala, potem je za vsako fazo AIT en kondenzator, AIP pa ima en stikalni kondenzator za vsako napajalno stikalo.

Razmislite o delovanju enofaznega AIT.

T1, T3 - napajalna stikala anodne skupine

T2, T4 - napajalna stikala katodne skupine

C K - preklopni kondenzator

L je vhodni filter.
V prvem trenutku sta dve navzkrižni napajalni stikali v odprtem stanju - prvo iz anodne skupine, drugo iz katodne skupine. V trenutku odklepanja drugih dveh tipk za vklop sta prva dva zaklenjena itd. V tem primeru, če sta ključa T3 in T2 odprta, se kondenzator polni v smeri naprej, pri odprtih tipkah T1 in T4 pa se kondenzator polni v nasprotni smeri.

sl.11

V času t = 0 se na T1 in T4 uporabi impulz za odklepanje. kondenzator Ck je v tem trenutku prednapolnjen, in ko sta T1 in T4 odprta, se izprazni na T3 in T2 v smeri negativne polarnosti, s čimer se zapreta T3 in T2. v naslednjem časovnem obdobju, ki je enako preklopnemu obdobju T1 in T4, bo tok skozi obremenitveni upor tekel v pozitivni smeri. Po določenem času se kondenzator napolni v nasprotni smeri. V tem trenutku se na T3 in T2 uporabi impulz za odklepanje, kondenzator se izprazni v smeri negativne polarnosti, zaklene T1 in T4, tok teče skozi T4, Zn in odprt T2 in bo imel negativno smer.

^ 7. AEPT z izrednim stanjem, ki ima v svoji strukturi krmiljen usmernik.
Trenutno obstaja težnja po razširitvi področja uporabe krmiljenih usmernikov v strukturi FC, zlasti pri tistih električnih pogonih, ki zaradi tehnoloških razmer potrebujejo pogosto zaviranje (tj. za električni pogon, ki deluje v presledkih način). To je posledica dejstva, da ima SW tako pomembno lastnost, kot je dvostranska prevodnost. To omogoča uporabo tako energetsko učinkovite vrste zaviranja, kot je regenerativno. Toda negativnih lastnosti ogljikovodikov ni mogoče popolnoma odpraviti. Trenutno se uporabljajo pretvorniki, ki vsebujejo dva vhodna bloka: prvi je nenadzorovani usmernik, ki sodeluje pri delovanju pogona v motornem načinu; drugi je SW, ki sodeluje pri delovanju pretvornika v zavornem načinu.

Razmislite o shemi in načelu delovanja pretvornika s tiristorskim SW in tiristorskim AIT, pri katerem se preklapljanje napajalnih stikal izvaja s preklopnimi kondenzatorji.

-sl.12

Vhodna enota pretvornika je SW, zgrajen po šesttaktnem mostnem trifaznem rektifikacijskem vezju. Glavna funkcija SW je poleg popravljanja regulacija efektivne vrednosti izhodne napetosti pretvornika. Za izravnavo valovanja izhodnega toka usmernika se uporablja serijski L-filter.

AIT je sestavljen iz šestih napajalnih stikal, od katerih imajo tri T1, T3, T5 skupno anodo in tvorijo anodno skupino; ostali trije T2, T4, T6 imajo skupno katodo in tvorijo katodno skupino. Načelo delovanja AIT temelji na dejstvu, da sta v prvem trenutku v odprtem stanju dve navzkrižni napajalni stikali: eno iz anodne skupine, drugo iz katodne skupine. Odklepanje vklopnih ključev se izvede v času dobave krmilnih impulzov iz BUI (večkanalni krmilni sistem). V tem primeru zaporedje uporabe impulzov na vsak ventil ustreza njihovi serijski številki. Zaklepanje napajalnih stikal se izvede, ko se kateri koli od treh kondenzatorjev izprazni v smeri negativne polarnosti in ustreza tudi vrstnemu redu menjave številk napajalnih stikal.

Pri izhodni frekvenci f 2 = 50Hz pretvornik deluje v naslednjem načinu: razmik med dvema sosednjima krmilnima impulzoma je
, bo trajanje odpiranja vsakega ključa 120 0 . V tem primeru morajo imeti blokirni kondenzatorji C1, C2, C3 takšno kapaciteto, da čas, enak 60 0, zadrži naboj, potreben za zaklepanje naslednjega ključa.
Delovanje pretvornika bomo prikazali s pomočjo diagrama:

1. 
   Tok iz izhoda usmernika ima idealno popravljeno obliko.
2. 
   Smer tokov v fazah montažnega kabla inverter-motor
   • 
     od P do D - pozitivno.
   • 
     od D do P - negativno.

sl.13

1. t = 0 Odpri T1, T6. Tok tokokroga teče skozi vklopno stikalo T1, faza A kabla in se vrne v fazo C skozi odprt T6. Hkrati se C3 prednapolni, v časovnem intervalu 0-60 0 C1 se napolni, C3 pa ohrani svoj naboj.

2. t = 60 0 Na T2 se uporabi impulz za odklepanje. Hkrati se C3 izprazni v T6 in ga zaklene. V časovnem intervalu 60 0 - 120 0 sta odprta T1 in T2. Tok teče skozi fazo A do motorja in skozi fazo B od motorja do pretvornika. . V tem času se C2 napolni, C1 pa ohrani svoj naboj.

3. t = 120 0 Na T3 se uporabi impulz za odklepanje. V tem primeru se C1 izprazni v T1 in ga zaklene. V časovnem intervalu 120 0 - 180 0 sta odprta T2 in T3. Tok teče skozi fazo B do motorja in skozi fazo C od motorja do pretvornika. . V tem času se C3 napolni, C2 pa ohrani svoj naboj.

4. t = 180 0 Na T4 se uporabi impulz za odklepanje. V tem primeru se C2 izprazni v T2 in ga zaklene. V časovnem intervalu 180 0 - 240 0 sta odprta T3 in T4. Tok teče skozi fazo B do motorja in skozi fazo A od motorja do pretvornika. . V tem času se C1 napolni, C3 pa ohrani svoj naboj.

5. t = 240 0 Na T5 se uporabi impulz za odklepanje. Hkrati se C3 izprazni v T3 in ga zaklene. V časovnem intervalu 240 0 - 300 sta odprta T4 in T5. Tok teče skozi fazo C do motorja in skozi fazo A od motorja do pretvornika. . V tem časovnem obdobju se C2 polni, C1 varuje svoj naboj.

6. t = 300 0 Na T6 se uporabi impulz za odklepanje. V tem primeru se C1 izprazni v T4 in ga zaklene. V časovnem intervalu 300 0 - 360 sta odprta T5 in T6. Tok teče skozi fazo C do motorja in skozi fazo B od motorja do pretvornika. . V tem času se C3 polni, C2 varuje svoj naboj.

Za povečanje izhodne frekvence je potrebno zmanjšati interval med krmilnimi impulzi, za to povečamo kontrolni kot β. V skladu s tem se bo s krmilnim zakonom spremenila efektivna vrednost izhodne napetosti, zlasti s proporcionalnim krmilnim zakonom, s povečanjem frekvence se bo krmilni kot α usmernika zmanjšal sorazmerno s povečanjem kota β.

Pomembna pomanjkljivost obravnavanega vezja je potreba po uporabi kondenzatorjev velike zmogljivosti, ki so potrebni za vzdrževanje polnjenja v intervalu med dvema preklopoma. Delno se znebite te pomanjkljivosti omogoča uporabo AI z rezalnimi diodami.

sl.14

Tu so izklopne diode D1, D3, D5 in D2, D4, D6 zaporedno povezane v katodnih in anodnih vezjih napajalnih stikal. Njihovo število je enako številu ključev. Te diode preprečujejo praznjenje kondenzatorjev med preklopnim obdobjem ključa in zaradi tega bistveno izboljšajo odčitke pretvornika.

^ 8. Nadzor hitrosti v AED s FC s SW.
V AED s frekvenčnim pretvornikom in z nadzorovanim usmernikom v strukturi se nadzor hitrosti ω izvaja v širokem razponu, hkrati pa zagotavlja dovolj visoko kakovostne kazalnike. Regulacija ω se izvaja z delovanjem na AI s pomočjo BIM-a ob hkratnem delovanju na SW s pomočjo BWM v skladu z zakonodajo o ureditvi. V tem primeru je možna dvoconska regulacija. Vendar pa za mehanizme z M C = konst, in za mehanizme z linearno naraščajočim M Z regulacija navzgor je omejena na tisto, kar je za to potrebno hkrati s povečanjem frekvence glede na f NOM, povečati napetost. Posledično lahko pride do zloma izolacije. Prilagoditev ω navzgor se uporablja veliko manj pogosto kot v območju navzdol in v majhnih prehodih.

V splošnem primeru bo družina kontrolnih značilnosti izgledala tako:

sl.15
Regulativni kazalniki kakovosti:

1. 
   Stabilnost z regulacijo frekvence je visoka. značilnosti delovnega dela imajo enako togost.
2. 
   Gladkost je praktično neomejena.
3. 
   Visok izkoristek pa z globoko regulacijo navzdol od osnovne frekvence, kar zahteva znatno zmanjšanje regulacijskega kota α usmernika in je v tem primeru lahko faktor moči pogona kot celote zelo nizek.
4. 
   Ureditev se v glavnem izvaja s M C = konst na gredi motorja.
5. 
   Smer je dvoobmočna, v glavnem se uporablja regulacija navzdol.
6. 
   Območje krmiljenja D=100÷1.

^ 9. Začetek v AED z FC z UV.
Zagon se prične pri znižani napetosti in pri minimalni frekvenci, kar ustrezno zagotavlja brez vklopnega toka ali minimalnega toka in hkrati visoke zagonske momente. V tem primeru pretvornik deluje z dolgimi preklopnimi obdobji vklopnih stikal, SW pa s krmilnim kotom α = P/2. Energetska učinkovitost zagona v takem sistemu se zmanjša zaradi dejstva, da pogon na začetku zagona porabi veliko reaktivne komponente.

sl.16

Predavanja iz discipline "Avtomatiziran električni pogon" Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Tečaj splošnega električnega pogona (EP).-6. izd. -M.: Energoizdat, - 576 str. 2. Moskalenko V.V. Električni pogon - M .: Mojstrstvo; Višja šola, -368 str. 3. Moskalenko V.V. Električni pogon: Učbenik za elektrotehniko. specialist. -M.: Višje. šola, - 430 str. 4. Priročnik o avtomatiziranem električnem pogonu / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Šijanski.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 str. 5. Moskalenko V.V. Avtomatski električni pogon: Učbenik za univerze.- M.: Energoatomizdat, str. 6. Klyuchev V.I. Teorija električnega pogona. - M.: Energoatomizdat, str. 7. GOST R-92. Električni pogoni. Pogoji in definicije. Gosstandart Rusije. 8. Priročnik inženirja elektrotehnike z.-x. proizvodnja / Vadnica.-M.: Informagrotech, str. 9. Smernice za izvajanje laboratorijskega dela o osnovah elektromotorja za študente Kmetijske fakultete za elektrifikacijo. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 str. 10. Savchenko P.I. Delavnica o električnem pogonu v kmetijstvu. – M.: Kolos, str. Priporočena spletna mesta na internetu: Predavanja iz discipline "Avtomatiziran električni pogon" Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Tečaj splošnega električnega pogona (EP).-6. izd. -M.: Energoizdat, - 576 str. 2. Moskalenko V.V. Električni pogon - M .: Mojstrstvo; Višja šola, -368 str. 3. Moskalenko V.V. Električni pogon: Učbenik za elektrotehniko. specialist. -M.: Višje. šola, - 430 str. 4. Priročnik o avtomatiziranem električnem pogonu / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Šijanski.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 str. 5. Moskalenko V.V. Avtomatski električni pogon: Učbenik za univerze.- M.: Energoatomizdat, str. 6. Klyuchev V.I. Teorija električnega pogona. - M.: Energoatomizdat, str. 7. GOST R-92. Električni pogoni. Pogoji in definicije. Gosstandart Rusije. 8. Priročnik inženirja elektrotehnike z.-x. proizvodnja / Vadnica.-M.: Informagrotech, str. 9. Smernice za izvajanje laboratorijskega dela o osnovah elektromotorja za študente Kmetijske fakultete za elektrifikacijo. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 str. 10. Savchenko P.I. Delavnica o električnem pogonu v kmetijstvu. – M.: Kolos, str. Priporočena spletna mesta na internetu:

Vir električne energije (IEE) Krmilna naprava (CU) Pretvorna naprava (PRB) Elektromotorna naprava (EM) M Prenosna naprava (TRD) Porabnik mehanske energije (PME) U,I,f d F d, V d M m ( F m), ω m (V m) naloge Slika 3 - Strukturni diagram AED

3 Učinkovitost AED Kot za vsako elektromehansko napravo je pomemben kazalnik učinkovitost AED = PRB · ED · PRD pri nazivni obremenitvi 60-95%.

4 Prednosti AED 1) nizka raven hrupa med delovanjem; 2) odsotnost onesnaženja okolja; 3) širok razpon moči in kotnih hitrosti vrtenja; 4) razpoložljivost regulacije kotne hitrosti vrtenja in s tem zmogljivosti procesne enote; 5) relativna enostavnost avtomatizacije, namestitve, delovanja v primerjavi s toplotnimi motorji, na primer z notranjim zgorevanjem.