Kursi i leksioneve me makinë elektrike të automatizuar. Makinë elektrike asinkrone me frekuencë të ndryshueshme - kurs leksionesh

transkript

1 A.V. Romanov ELECTRIC DRIVE Kursi i leksioneve Voronezh 006 0

2 Universiteti Teknik Shtetëror Voronezh A.V. Romanov ELECTRIC DRIVE Miratuar nga Këshilli Redaktues dhe Botues i Universitetit si libër shkollor Voronezh 006 1

3 UDC 6-83(075.8) Romanov A.V. Makinë elektrike: Kursi i leksioneve. Voronezh: Voronezh. shteti teknologjisë. un-t, s. Kursi i leksioneve trajton çështjet e ndërtimit të disqeve elektrike me rrymë të drejtpërdrejtë dhe alternative, analizën e karakteristikave elektromekanike dhe mekanike të makinave elektrike, parimet e kontrollit në një makinë elektrike. Publikimi është në përputhje me kërkesat e Standardit Arsimor Shtetëror të Arsimit të Lartë Profesional në drejtimin "Inxhinieri Elektrike, Elektromekanikë dhe Elektroteknologji". Kursi i leksioneve është i destinuar për studentët e vitit të dytë të specialitetit "Elektrikë dhe Automatizimi i Instalimeve Industriale dhe Komplekseve Teknologjike" të arsimit me kohë të plotë mbi bazën e arsimit të mesëm profesional. Publikimi ka për qëllim studentët e specialiteteve teknike, studentë të diplomuar dhe specialistë të përfshirë në zhvillimin e disqeve elektrike. Tab. 3. I sëmurë. 7. Bibliografia: 6 tituj. Redaktor shkencor teknologjisë. shkencave, prof. Yu.M. Frolov Recensentë: Departamenti i Automatizimit të Proceseve Teknologjike, Universiteti Shtetëror i Arkitekturës dhe Inxhinierisë së Ndërtimit në Voronezh (Shef i Departamentit, Doktor i Shkencave Inxhinierike, Prof. VD Volkov); Dr.tekn. shkencave, prof. A.I. Shiyanov Romanov A.V., 006 Dizajn. GOUVPO "Universiteti Teknik Shtetëror Voronezh", 006

4 HYRJE Makina elektrike (ED) luan një rol të rëndësishëm në zbatimin e detyrave të rritjes së produktivitetit të punës në sektorë të ndryshëm të ekonomisë kombëtare, automatizimit dhe mekanizimit kompleks të proceseve të prodhimit. Rreth 70% e energjisë elektrike të prodhuar shndërrohet në energji mekanike nga motorët elektrikë (EM), të cilët vënë në lëvizje makina dhe mekanizma të ndryshëm. Një makinë moderne elektrike dallohet nga një shumëllojshmëri e gjerë mjetesh kontrolli të përdorura nga pajisjet komutuese konvencionale te kompjuterët, një gamë e madhe e fuqisë së motorit, një diapazon kontrolli shpejtësie deri në 10,000: 1 ose më shumë, si dhe përdorimi i shpejtësisë së ulët dhe atyre me shpejtësi të ulët dhe motorë elektrikë me shpejtësi ultra të lartë. Një makinë elektrike është një sistem i vetëm elektromekanik, pjesa elektrike e të cilit përbëhet nga një motor elektrik, konvertues, pajisje kontrolli dhe informacioni, dhe pjesa mekanike përfshin të gjitha masat lëvizëse të shoqëruara të makinës dhe mekanizmit. Prezantimi i gjerë i makinës elektrike në të gjitha industritë dhe kërkesat gjithnjë në rritje për karakteristikat statike dhe dinamike të disqeve elektrike vendosin kërkesa në rritje për trajnimin profesional të specialistëve në fushën e lëvizjes elektrike. Duhet të theksohet se duke qenë se studentëve me kohë të plotë në bazë të arsimit të mesëm të specializuar u jepet një numër minimal i orëve studimore për zotërimin e një specialiteti sipas planprogramit, përparimi në njohuritë profesionale varet shumë nga puna e pavarur e studentëve. Në veçanti, në fund të këtij botimi ka një listë bibliografike të literaturës shkencore dhe teknike të rekomanduar për studim, përveç shënimeve të propozuara të leksioneve. Përveç kësaj, përveç kursit të ligjëratave, u publikua një punëtori laboratorike për ngasjen elektrike, e cila trajton çështjet e kërkimit eksperimental 3

5 disqe elektrike me rrymë direkte dhe alternative. Për përvetësim më të suksesshëm të disiplinës, studentët këshillohen që paraprakisht të studiojnë tekstin e ligjëratave dhe përmbajtjen e punës laboratorike. Standardi Shtetëror Arsimor i Arsimit të Lartë Profesional i Federatës Ruse rregullon temat e mëposhtme të detyrueshme për kursin e trajnimit në disiplinën "Drive elektrike". EKSTRAKT nga standardi shtetëror arsimor i arsimit të lartë profesional të kërkesave shtetërore për përmbajtjen dhe nivelin minimal të formimit të një inxhinieri të certifikuar në drejtimin "Inxhinieri Elektrike, Elektromekanike dhe Elektroteknologji", i specializuar në "Elektrikë dhe Automatizimi i Instalimeve Industriale dhe Teknologjik". Komplekset" OPD.F. 09. "Electric drive" Elektriksia si sistem; bllok diagrami i makinës elektrike; pjesa mekanike e kanalit të fuqisë së makinës elektrike; proceset fizike në disqet elektrike me makina DC, makina asinkrone dhe sinkrone; pjesa elektrike e kanalit të fuqisë së makinës elektrike; parimet e kontrollit në njësinë elektrike; baza elementare e kanalit të informacionit; sinteza e strukturave dhe parametrave të kanalit të informacionit; elementet e projektimit të makinës elektrike. Materiali i këtij kursi të leksioneve është plotësisht në përputhje me këtë temë. 4

6 LEKTURA 1 HISTORIA E ZHVILLIMIT TË MJETES ELEKTRIKE SI DEGË E SHKENCËS DHE TEKNOLOGJISË Çështjet e trajtuara në leksion. 1. Sfond i shkurtër historik mbi zhvillimin e disqeve elektrike AC dhe DC Punime të shkencëtarëve vendas dhe të huaj. 3. Roli i makinës elektrike në ekonominë kombëtare. 4. Struktura dhe elementët kryesorë të një makinerie elektrike moderne të automatizuar. Makina elektrike është një degë relativisht e re e shkencës dhe teknologjisë, me pak më shumë se një shekull që nga zbatimi i saj praktik. Shfaqja e EP është për shkak të punës së shumë shkencëtarëve vendas dhe të huaj në inxhinierinë elektrike. Kjo seri e shkëlqyer përfshin emrat e shkencëtarëve të tillë të shquar si danezi H. Erested, i cili tregoi mundësinë e ndërveprimit midis një fushe magnetike dhe një përcjellësi me rrymë (180), francezi A. Ampère, i cili e zyrtarizoi matematikisht këtë ndërveprim në të njëjtin 180, anglezi M. Faraday, ndërtoi në vitin 181 një instalim eksperimental që vërtetoi mundësinë e ndërtimit të një motori elektrik. Këta janë akademikët vendas B.S. Jacobi dhe E.H. Lenz, i cili së pari arriti të krijojë një motor elektrik me rrymë të drejtpërdrejtë në 1834. Vepra e B.S. Jacobi në krijimin e motorit fitoi famë të gjerë botërore, dhe shumë vepra të mëvonshme në këtë fushë ishin një variacion ose zhvillim i ideve të tij, për shembull, në 1837 amerikani Davenport ndërtoi motorin e tij elektrik me një komutator më të thjeshtë. Në 1838 B.S. Jacobi përmirësoi dizajnin e ED, duke futur në të pothuajse të gjithë elementët e një makine elektrike moderne. Ky motor elektrik, me fuqi 1 kf, përdorej për të drejtuar një varkë, e cila me 1 pasagjerë lëvizte me shpejtësi deri në 5 km/h kundrejt rrymës He-5.

7 ju. Prandaj, viti 1838 konsiderohet viti i lindjes së makinës elektrike. Tashmë në këtë model të parë, ende të papërsosur të makinës elektrike, u zbuluan avantazhet e tij shumë domethënëse në krahasim me mekanizmat e avullit që mbizotëronin në atë kohë - kjo është mungesa e një kazani me avull, karburant dhe furnizim me ujë, d.m.th. tregues dukshëm më të mirë të peshës dhe madhësisë. Megjithatë, papërsosmëria e ED-së së parë, dhe më e rëndësishmja, burimi joekonomik i energjisë elektrike të baterisë galvanike, që u zhvillua nga italiani L. Galvani (), ishin arsyeja që puna e B.S. Jacobi dhe ndjekësit e tij nuk morën menjëherë zbatim praktik. Kërkohej një burim i thjeshtë, i besueshëm dhe ekonomik i energjisë elektrike. Dhe rruga e daljes u gjet. Në vitin 1833, akademiku E.Kh. Lenz zbuloi parimin e kthyeshmërisë së makinave elektrike, i cili më vonë kombinoi zhvillimin e motorëve dhe gjeneratorëve. Dhe në 1870, një punonjës i kompanisë franceze "Alliance" Z. Gramm krijoi një lloj industrial të gjeneratorit elektrik DC, i cili i dha një shtysë të re zhvillimit të makinës elektrike dhe futjes së saj në industri. Ketu jane disa shembuj. Bashkatdhetari ynë inxhinier elektrik V.N. Chikolev () krijon në 1879 një EP për llambat me hark, disqet elektrike për një makinë qepëse (188) dhe një tifoz (1886), të cilave iu dhanë medalje ari në ekspozitat gjithë-ruse. Ekziston një futje e rrymës elektrike të rrymës së drejtpërdrejtë në marinë: një ngritës municioni në betejën "Sisoi i Madh" (), pajisje e parë drejtuese në betejën "1 Apostujt" (199). Në 1895 A.V. Shubin zhvilloi sistemin "injektor-motor" për drejtimin, i cili më vonë u instalua në luftanijet "Prince Suvorov", "Slava" dhe të tjerë. një numër i konsiderueshëm motorësh DC. 6

8 Ka raste të përdorimit të një makine elektrike në transportin urban, linjat e tramvajit në qytetet Kiev, Kazan dhe Nizhny Novgorod (189) dhe pak më vonë në Moskë (1903) dhe Shën Petersburg (1907). Megjithatë, sukseset e raportuara kanë qenë modeste. Në 1890, makina elektrike përbënte vetëm 5% të fuqisë totale të mekanizmave të përdorur. Përvoja praktike e shfaqur kërkonte analizë, sistemim dhe zhvillim të një kuadri teorik për mbulimin e mëvonshëm të zhvillimit të PE. Një rol të madh këtu luajti puna shkencore e bashkatdhetarit tonë, inxhinierit më të madh elektrik D.A. Lachinov (), botuar në 1880 në revistën "Elektrike" me titullin "Puna elektromekanike", e cila hodhi themelet e para të shkencës së lëvizjes elektrike. PO. Lachinov vërtetoi bindshëm avantazhet e shpërndarjes elektrike të energjisë mekanike, për herë të parë dha një shprehje për karakteristikat mekanike të një motori DC me ngacmim serik, dha një klasifikim të makinave elektrike sipas metodës së ngacmimit dhe mori parasysh kushtet për Furnizimi i motorit nga një gjenerator. Prandaj viti 1880, viti i botimit të veprës shkencore “Puna elektromekanike”, konsiderohet viti i lindjes së shkencës së lëvizjes elektrike. Së bashku me makinën elektrike DC, hapni rrugën tuaj në jetë dhe në diskun AC. Në 1841, anglezi C. Whitson ndërtoi një motor elektrik sinkron njëfazor. Por ai nuk gjeti aplikim praktik për shkak të vështirësive gjatë nisjes. Në 1876, P.N. Yablochkov () zhvilloi disa modele të gjeneratorëve sinkron për të fuqizuar qirinjtë që ai shpiku, dhe gjithashtu shpiku një transformator. Hapi tjetër në rrugën drejt AC EP ishte zbulimi në vitin 1888 nga italiani G. Ferraris dhe jugosllavi N. Tesla i fenomenit të një fushe magnetike rrotulluese, e cila shënoi fillimin e projektimit të motorëve elektrikë shumëfazorë. Ferraris dhe Tesla 7

9, janë zhvilluar disa modele të motorëve AC dyfazorë. Sidoqoftë, rryma dyfazore në Evropë nuk përdoret gjerësisht. Arsyeja për këtë ishte zhvillimi nga inxhinieri elektrik rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky () në 1889 për një sistem më të avancuar të rrymës alternative trefazore. Në të njëjtin vit, 1889, më 8 mars, ai patentoi një motor elektrik asinkron me një rotor të kafazit të ketrit (qark i shkurtër AD), dhe disi më vonë me një rotor fazor. Tashmë në 1891, në ekspozitën elektrike në Frankfurt am Main, M.O. Dolivo-Dobrovolsky demonstroi motorë elektrikë asinkronë me fuqi 0,1 kW (tifoz); 1.5 kW (gjenerator DC) dhe 75 kW (pompë). Dolivo-Dobrovolsky gjithashtu zhvilloi një gjenerator sinkron 3-fazor dhe një transformator 3-fazor, dizajni i të cilit mbetet praktikisht i pandryshuar në kohën tonë. Marcel Despres në vitin 1881 vërtetoi mundësinë e transmetimit të energjisë elektrike në distancë dhe në vitin 188 u ndërtua linja e parë e transmetimit me një gjatësi prej 57 km dhe fuqi 3 kW. Si rezultat i punimeve të mësipërme, u eliminuan pengesat e fundit themelore teknike për përhapjen e transmetimit të energjisë elektrike dhe u krijua elektromotori më i besueshëm, i thjeshtë dhe më i lirë, i cili aktualisht po gëzon një shpërndarje të jashtëzakonshme. Më shumë se 50% e të gjithë energjisë elektrike konvertohet në fuqi mekanike me anë të makinës elektrike më masive të bazuar në qarkun e shkurtër AD. AC e parë 3-fazore AC në Rusi u instalua në 1893 në Shepetovka dhe në uzinën Kolomensky, ku deri në vitin 1895 u instaluan 09 motorë elektrikë me një kapacitet total prej 1507 kW. E megjithatë, ritmi i futjes së makinës elektrike në industri mbeti i ulët për shkak të prapambetjes së Rusisë në fushën e prodhimit elektrik 8

10 (.5% e prodhimit botëror) dhe prodhimi i energjisë elektrike (vendi i 15-të në botë) edhe gjatë lulëzimit të Rusisë cariste (1913). Pas fitores së Revolucionit të Madh të Tetorit në vitin 190, u ngrit çështja e një riorganizimi rrënjësor të të gjithë ekonomisë kombëtare. U zhvillua plani GOELRO (plani shtetëror për elektrifikimin e Rusisë), i cili parashikon krijimin e 30 termocentraleve dhe hidrocentraleve me një kapacitet total prej 1 milion 750 mijë kW (deri në vitin 1935, rreth 4.5 milion kW u vunë në punë). Duke punuar në planin GOELRO, V.I. Lenini vuri në dukje se "makina elektrike siguron në mënyrë më të besueshme çdo shpejtësi dhe lidhje automatike të operacioneve në fushën më të gjerë të punës". Pse iu kushtua kaq shumë vëmendje makinës elektrike dhe elektrifikimit? Çështja është e qartë se motori elektrik është baza e fuqisë për kryerjen e punës mekanike dhe automatizimin e proceseve të prodhimit me efikasitet të lartë, ndërsa motori elektrik krijon të gjitha kushtet për punë shumë produktive. Këtu është një shembull i thjeshtë. Dihet se gjatë ditës së punës një person mund të gjenerojë rreth 1 kW / orë me ndihmën e energjisë muskulare, kostoja e prodhimit të së cilës është (me kusht) 1 kopeck. Në industritë shumë të elektrizuara, fuqia e instaluar e motorëve elektrikë për punëtor është 4-5 kW (ky tregues quhet fuqia elektrike e punës). Me një ditë pune tetë orëshe, marrim një konsum prej 3-40 kW/h. Kjo do të thotë që punëtori kontrollon mekanizmat, puna e të cilëve për turn është e barabartë me punën e 3-40 personave. Një efikasitet edhe më i madh i EP-së vërehet në industrinë minerare. Për shembull, në një ekskavator në këmbë të tipit ESH-15/15, që ka një shigjetë prej 15 metrash dhe një kovë me një kapacitet 15 metra kub, fuqia e një motori asinkron është 8 MW. Në mullinjtë e petëzimit 9

11 Fuqia e instaluar e ED është më shumë se 60 MW, dhe shpejtësia e rrotullimit është 16 km/h. Kjo është arsyeja pse ishte kaq e rëndësishme për të siguruar futjen e gjerë të makinës elektrike në ekonominë kombëtare. Në mënyrë sasiore, kjo karakterizohet nga një koeficient elektrifikimi i barabartë me raportin e fuqisë së motorëve elektrikë me fuqinë e të gjithë motorëve të instaluar, përfshirë ata jo elektrikë. Dinamika e rritjes së koeficientit të elektrifikimit në Rusi mund të gjurmohet në tabelën 1.1 Vlera e koeficientit të elektrifikimit, % në vit, për fuqitë kryesore botërore. Aktualisht, EP ka zënë një pozicion dominues në ekonominë kombëtare dhe konsumon rreth një të tretën e totalit të energjisë elektrike të prodhuar në vend (rreth 1.5 trilion kW/h). Pra, çfarë është një makinë elektrike? Sipas GOST R, një makinë elektrike është një sistem elektromekanik që përbëhet, në rastin e përgjithshëm, nga konvertuesit e fuqisë ndërvepruese, konvertuesit elektromekanikë dhe mekanikë, pajisjet e kontrollit dhe informacionit dhe pajisjet ndërfaqe me sisteme të jashtme elektrike, mekanike, kontrolli dhe informacioni, të krijuara për të vendosur Makina pune e organeve ekzekutive në lëvizje (IO ) 10

12 Rrjeti elektrik Pajisja e konvertuesit Pajisja e motorit elektrik Pajisja e informacionit të kontrollit Pajisja e transmetimit Makina e punës Lidhja elektrike e trupit ekzekutiv lidhje mekanike Ky përkufizim është ilustruar në Fig. Le të deshifrojmë komponentët. Një pajisje konvertuese (konvertuesi i energjisë elektrike) është një pajisje elektrike që konverton energjinë elektrike me një vlerë parametri dhe/ose tregues të cilësisë në energji elektrike me vlera të tjera parametrash dhe/ose tregues të cilësisë. (Vini re se parametrat mund të konvertohen sipas llojit të rrymës, tensionit, frekuencës, numrit të fazave, fazës së tensionit, sipas GOST 18311). Konvertuesit klasifikohen sipas rrymës (DC dhe AC), si dhe konvertuesit e tiristorit dhe transistorit sipas bazës së elementit. njëmbëdhjetë

13 Pajisja me motor elektrik (konvertuesi elektromekanik) është një pajisje elektrike e krijuar për të kthyer energjinë elektrike në energji mekanike ose energjinë mekanike në energji elektrike. Motorët elektrikë të përdorur në makinën elektrike mund të jenë me rrymë alternative dhe të drejtpërdrejtë. Sipas fuqisë, makinat elektrike mund të ndahen me kusht në: mikromakina deri në 0,6 kW. makina me fuqi të ulët deri në 100 kW. makina me fuqi mesatare deri në 1000 kW. fuqi e lartë mbi 1000 kW. Sipas shpejtësisë së rrotullimit: me shpejtësi të ulët deri në 500 rpm. shpejtësi mesatare deri në 1500 rpm. me shpejtësi të lartë deri në 3000 rpm. shpejtësi ultra të lartë deri në rpm. Sipas tensionit të vlerësuar, ekzistojnë motorë me tension të ulët (deri në 1000 V) dhe motorë me tension të lartë (mbi 1000 V). Pajisja e informacionit të kontrollit. Pajisja e kontrollit është krijuar për të gjeneruar veprime kontrolli në makinën elektrike dhe është një grup elementësh elektromagnetikë, elektromekanikë, gjysmëpërçues të ndërlidhur funksionalisht. Në rastin më të thjeshtë, pajisja e kontrollit mund të reduktohet në një ndërprerës konvencional që ndez ED në rrjet. ED me precizion të lartë përmban mikroprocesorë dhe kompjuterë në pajisjen e kontrollit. Pajisja e informacionit ka për qëllim marrjen, konvertimin, ruajtjen, shpërndarjen dhe lëshimin e informacionit në lidhje me variablat e makinës elektrike, procesin teknologjik dhe sistemet përkatëse për përdorim në sistemin e kontrollit të makinës elektrike dhe sistemet e informacionit të jashtëm. Pajisja e transmisionit përbëhet nga një transmision mekanik dhe një pajisje ndërfaqe. Një transmetim mekanik është një konvertues mekanik i krijuar për të transmetuar 1

14 chi energjia mekanike nga ED në organin ekzekutiv të makinës së punës dhe koordinimi i llojit dhe shpejtësisë së lëvizjes së tyre. Pajisja e ndërfaqes është një grup elementësh elektrikë dhe mekanikë që sigurojnë ndërveprimin e makinës elektrike me sistemet ngjitur dhe pjesët individuale të makinës elektrike me njëra-tjetrën. Zvogëluesit, ngasësit e rripit V dhe zinxhirit, tufat elektromagnetike të rrëshqitjes, etj. mund të veprojnë si një pajisje transmetimi. Një makinë pune është një makinë që ndryshon formën, vetitë, gjendjen dhe pozicionin e objektit të punës. Organi ekzekutiv i një makine pune është një element lëvizës i një makine pune që kryen një operacion teknologjik. Këto përkufizime duhet të plotësohen. Sistemi i kontrollit të makinës elektrike është një grup i pajisjeve të kontrollit dhe informacionit dhe pajisjeve të ndërfaqes ED të krijuara për të kontrolluar konvertimin elektromekanik të energjisë në mënyrë që të sigurohet lëvizja e specifikuar e trupit ekzekutiv të makinës së punës. Sistemi i kontrollit të makinës elektrike është një sistem kontrolli i nivelit më të lartë, i jashtëm i makinës elektrike, i cili siguron informacionin e nevojshëm për funksionimin e makinës elektrike. trembëdhjetë

15 LEKTURA ELEKTRIKE DRIVE ELEMENTI KRYESOR I MEKANIZIMIT TË INTEGRUAR DHE AUTOMATIVE TË PROCESEVE TEKNOLOGJIKE NË PRODHIMIN E MAKINAVE Çështjet e diskutuara në leksion. 1. Evolucioni strukturor i disqeve elektrike Llojet e ndryshme të disqeve elektrike të përdorura në industri dhe bujqësi. 3. Tendencat kryesore në zhvillimin e disqeve elektrike. 4. Struktura e EP nga këndvështrimi i "Teorisë së lëvizjes elektrike". Gjatë viteve të ekzistencës së tij, makina elektrike ka pësuar ndryshime thelbësore. Para së gjithash, u përmirësuan metodat e transferimit të energjisë mekanike nga motorët në makinat e punës. Për shembull, në vendin tonë, para fillimit të planit të parë pesëvjeçar (198), një makinë elektrike grupore "një makinë elektrike me një motor elektrik që siguron lëvizjen e organeve ekzekutive të disa makinave punuese ose disa IO të një. makina e punës" dominonte, por në fund të planit të parë pesëvjeçar (193) ajo u tërhoq nga industria. Fig..1 tregon një diagram funksional të një grupi elektrik të një ndërmarrjeje. E veçanta e kësaj skeme është në shpërndarjen mekanike të energjisë në të gjithë ndërmarrjen dhe, në përputhje me rrethanat, në kontrollin mekanik të procesit, d.m.th. menaxhimi i punës së organeve ekzekutive të makinave punuese. Figura .. tregon një diagram tjetër të një lëvizjeje elektrike grupore të një ngasjeje elektrike grupore të makinave të punës. Ndryshe nga skema e mëparshme, energjia elektrike këtu furnizohet drejtpërdrejt në RM, dhe tashmë në to shpërndahet mekanikisht. Ruhet kontrolli mekanik i veprës. Ndër disavantazhet e zakonshme të një disku elektrik grupor janë: kontrolli i shpejtësisë së hapit; katërmbëdhjetë

16 Rrjeti elektrik U, I energjia elektrike EM Boshti i transmisionit M, ω energjia mekanike RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Fig..1. Ngasja elektrike grupore e ndërmarrjes Rrjeti elektrik ED 1 ED RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Fig... Elektrikë grupore e makinerive të punës me diapazon të vogël kontrolli; kushtet e rrezikshme të punës; performancë të ulët. Makina elektrike grupore u zëvendësua nga një makinë elektrike individuale më premtuese dhe ekonomike, kjo është "EC, duke siguruar lëvizjen e një organi ekzekutiv të makinës së punës", diagrami funksional është paraqitur 15

17 në Fig..3. Në këtë version të makinës elektrike, shpërndarja e energjisë elektrike ndodh deri në trupat e punës. Gjithashtu bëhet e mundur kontrollimi i energjisë mekanike në mënyrë elektrike. Për më tepër, një makinë individuale bën të mundur në disa raste thjeshtimin e dizajnit të RM, pasi ED është shpesh strukturor një trup pune (tifoz, stërvitje elektrike, etj.). Rrjeti elektrik RM ED 1 ED ED 3 IO 1 IO IO 3 Fig..3. Makinë elektrike individuale Aktualisht, një makinë elektrike individuale është lloji kryesor i makinës elektrike të përdorur industrialisht. Por jo i vetmi. Në një numër mekanizmash prodhimi, përdoret një makinë elektrike e ndërlidhur - këto janë "dy ose më shumë disqe elektrike të ndërlidhura elektrike ose mekanikisht, gjatë funksionimit të të cilave një raport i caktuar i shpejtësive dhe (ose) ngarkesave të tyre dhe (ose) pozicioni i organet ekzekutive të makinave të punës” mbahet. Ky lloj i makinës elektrike kombinon dy lloje të disqeve elektrike - një makinë elektrike me shumë motorë dhe një bosht elektrik. Makinë elektrike me shumë motorë (Fig..4) "një makinë elektrike që përmban disa motorë elektrikë, lidhja mekanike ndërmjet të cilave kryhet përmes organit ekzekutiv të makinës së punës". Në një numër rastesh, një makinë e tillë elektrike bën të mundur reduktimin e forcave në trupin e punës, shpërndarjen e tyre më të barabartë dhe pa shtrembërime në mekanizëm dhe rritjen e besueshmërisë dhe produktivitetit të instalimit. gjashtëmbëdhjetë

18 Rrjeti elektrik ED 1 RM ED Fig..4. Makinë elektrike me shumë motorë Një makinë elektrike me shumë motorë përdoret në ngritësit e minierave, në veçanti, ajo u përdor për herë të parë në Shepetivka në fund të shekullit të 19-të. Bosht elektrik "një makinë elektrike e ndërlidhur që siguron lëvizje sinkrone të dy ose më shumë organeve ekzekutive të një makine pune që nuk kanë lidhje mekanike". Shembujt përfshijnë disqet e kanaleve dhe linjat e gjata të transportuesit. Fig..5 tregon një diagram të një transportuesi në EM asinkron me një rotor fazor, duke shpjeguar parimin e funksionimit të një boshti elektrik. Shpejtësitë e rrotullimit ω 1 dhe ω, për shkak të lidhjes elektrike të rotorëve të motorëve elektrikë, do të jenë të njëjta ose sinkrone. ω 1 shirit transportues ω EM 1 bosht elektrik EM Fig..5. Ilustrim i funksionimit të boshtit elektrik

Gama e fuqisë 19 EM nga fraksionet e një vat në kW, diapazoni i kontrollit të shpejtësisë deri në 10,000:1 ose më shumë, duke përdorur të dy motorët me shpejtësi të ulët (qindra rpm) dhe ato me shpejtësi të lartë (deri në rpm). EP është baza për automatizimin e objekteve teknologjike në industri, bujqësi dhe hapësirë; duke realizuar detyrën më të rëndësishme të kohës sonë, rritjen e produktivitetit të punës. Aktualisht, makina elektrike karakterizohet nga një tendencë për të përdorur teknologji të kursimit të energjisë. Për sistemet tradicionale që lejojnë kthimin e energjisë në rrjet (ky proces quhet rikuperim), siç është sistemi gjenerator-motor (sistemi G-D), një kaskadë elektrike (një makinë elektrike e rregullueshme me një IM me një rotor fazor, në të cilin energjia e rrëshqitjes kthehet në rrjetin elektrik), kaskada elektromekanike (makinë elektrike e rregullueshme me IM me një rotor fazor, në të cilën energjia e rrëshqitjes shndërrohet në energji mekanike dhe transferohet në boshtin EM), ka një zëvendësim masiv të një elektrike të parregulluar. vozitni me një të rregullueshme. Si pasojë, dizajni i EA bëhet pa shpejtësi, gjë që rrit efikasitetin e përgjithshëm të makinës. Përparimi në hartimin e teknologjisë së konverterëve, veçanërisht për konvertuesit e frekuencës, stimulon zëvendësimin e motorëve DC dhe EM-ve sinkronë me EM-të asinkronë më të lirë dhe më të besueshëm me një rotor me kafaz ketri. Nëse marrim parasysh sistemet e shtytjes elektrike nga pikëpamja e teorisë së lëvizjes elektrike, atëherë si objekt studimi është një sistem elektromekanik, i cili është një grup pajisjesh mekanike dhe elektromekanike të bashkuara nga qarqet elektrike me fuqi të përbashkët dhe (ose) qarqet e kontrollit, projektuar për të zbatuar lëvizjen mekanike të objektit. Në makinën elektrike, tre pjesë kombinohen në një tërësi të vetme (Fig. 6): pjesa mekanike, motori elektrik dhe sistemi i kontrollit. tetëmbëdhjetë

20 Email Email i rrjetit motori M, ω Mek. pjesë Punë e dobishme mekanike ECS EMP RD PU IM DOS M mekanizëm në DOS ISU nga DOS Sistemi i kontrollit nga memoria Fig..6. Diagrami funksional i makinës elektrike nga pikëpamja e teorisë së makinës elektrike Pjesa mekanike përfshin të gjithë elementët lëvizës të mekanizmit të rotorit të motorit RD, pajisjen e transmetimit PU, aktivizuesin IM, tek i cili momenti i dobishëm mekanik M. mekanizmi transmetohet. Pajisja e motorit elektrik përfshin: një konvertues elektromekanik të energjisë EMF, i cili konverton fuqinë elektrike në fuqi mekanike dhe rotorin e motorit RD, i cili ndikohet nga çift rrotullimi elektromagnetik M i motorit në një frekuencë rrotullimi (shpejtësi këndore) ω. Sistemi i kontrollit (CS) përfshin pjesën energjetike të ECS dhe pjesën e informacionit të IMS. ISU merr sinjale nga pajisjet kryesore të memories dhe sensorët e reagimit DOC. nëntëmbëdhjetë

21 LEKTURA 3 PJESA MEKANIKE E DISTORIT ELEKTRIK Çështjet e diskutuara në leksion. 1. Qëllimi dhe përbërësit kryesorë mekanikë të EP Momentet statike aktive dhe reaktive. 3. Ngarkesat tipike të pjesës mekanike të makinës elektrike. Funksioni kryesor i makinës elektrike është vënia në lëvizje e makinës së punës në përputhje me kërkesat e regjimit teknologjik. Këtë lëvizje e kryen pjesa mekanike e ngasjes elektrike (MCH EP), e cila përfshin rotorin e elektromotorit, pajisjen transmetuese dhe makinën punuese (Fig. 3.1). Treguar në fig. 3.1 parametrat tregojnë M in, M rm, M io momente në boshtin e motorit, makinës së punës, organit ekzekutiv; ω in, ω rm, ω io shpejtësitë këndore të boshtit EM, makinës punuese, organit ekzekutiv; F io, V io forca dhe shpejtësia lineare e organit ekzekutiv. Rotori M në ω në Pajisja transferuese M rm ω rm Makina punuese M io ω io F io V io Fig.3.1. Skema e pjesës mekanike të ngasjes elektrike Varësisht nga lloji i transmisionit dhe konstruksionet e makinës punuese dallohen (Fig. 3.1): EP e lëvizjes rrotulluese, e cila siguron, përkatësisht, lëvizjen rrotulluese të organit ekzekutiv RM; parametrat e daljes momenti IO mekanizmi M io dhe frekuenca këndore e rrotullimit ω io; EP e lëvizjes përkthimore, e cila siguron lëvizje lineare përkthimore të IO të makinës së punës; parametrat e daljes forca F io dhe shpejtësia lineare V io.

22 Vini re se ekziston gjithashtu një ED special, i quajtur një makinë elektrike oshiluese, e cila siguron lëvizje reciproke (dridhëse) (si këndore ashtu edhe lineare) të organit ekzekutiv të RM. Në pjesën mekanike të EP-së, ekzistojnë lloje të ndryshme forcash, momentesh, të cilat ndryshojnë në natyrën e veprimit. Në mënyrë të veçantë, momentet statike janë M cf reaktive dhe M ca aktive. Momentet reaktive krijohen nga forca e fërkimit, forcat e shtypjes, tensioni, përdredhja e trupave joelastikë. Një shembull klasik këtu është fërkimi i thatë (Fig. 3.). Forcat e fërkimit gjithmonë kundërshtojnë lëvizjen, dhe kur lëvizja elektrike është e kundërt, momenti i fërkimit për shkak të këtyre forcave gjithashtu ndryshon drejtim dhe funksioni M c (ω) me një shpejtësi ω = 0 pëson një ndërprerje. Forcat e fërkimit manifestohen në ingranazhet e motorit elektrik dhe të makinave të punës. F m V F tr ω F tr V m F M sr M sr M s 3.. Varësia e momentit statik të forcave të fërkimit të thatë nga shpejtësia Momentet aktive (potenciale) krijohen nga graviteti, shtypja, tensioni, forcat e përdredhjes së trupave elastikë. Në MCH EA, momentet aktive lindin në elementët e ngarkuar (boshte, ingranazhe, etj.) gjatë deformimit të tyre, pasi lidhjet mekanike nuk janë absolutisht të ngurtë. Veçoritë e veprimit të momenteve potenciale manifestohen qartë nga shembulli i gravitetit. Gjatë ngritjes ose 1

23 kur ngarkesa ulet, drejtimi i gravitetit F j mbetet konstant. Me fjalë të tjera, kur lëvizja elektrike është e kundërt, drejtimi i momentit aktiv M sa mbetet i pandryshuar (Fig. 3.3). ω M s V V M sa e mban konstant. Makinat e punës, pavarësisht nga shumëllojshmëria e gjerë e projektimeve dhe operacioneve të kryera, mund të klasifikohen sipas llojit të varësisë së momentit statik nga një sërë faktorësh. Ekzistojnë 5 grupe mekanizmash në një bazë të zgjeruar. Grupi i parë përfshin mekanizma në të cilët momenti statik nuk varet nga shpejtësia e rrotullimit, domethënë M c (ω) = konst. Kjo do të thotë që karakteristika mekanike e makinës së punës, varësia e momentit statik nga shpejtësia e rrotullimit është një vijë e drejtë paralele me boshtin e shpejtësisë këndore ω, dhe i nënshtrohet një ndërprerjeje në ω = 0 për momentet statike reaktive (siç tregohet në Fig. 3.), Për shembull, për një rrip transportues me ngarkesë lineare uniforme. F j m

24 Për Ms aktive (siç tregohet në Fig. 3.3) karakteristika mekanike është e pavarur nga drejtimi i lëvizjes. Një shembull tipik është mekanizmi i ngritjes. Grupi i dytë i mekanizmave është mjaft përfaqësues [, 3]. Këtu, M c varet nga shpejtësia e rrotullimit të RM: () = M + (M + M) Mc c0 cn c0 a ω ωn ω, (3.1) ku M nga momenti i humbjeve të fërkimit mekanik; Momenti statik M SN i makinës së punës me shpejtësinë nominale ω n; ω shpejtësia e rrotullimit aktual; dhe faktori i proporcionalitetit. Në a = 0, kemi M c (ω) = M cn, domethënë marrim karakteristikën mekanike të makinave të grupit të parë. Me a = 1, kemi një varësi lineare të çift rrotullues statik nga shpejtësia, e cila është e natyrshme, për shembull, në gjeneratorët DC G që veprojnë me një rezistencë konstante R (Fig. 3.4). ~ U 1, f 1 G R ω M s (ω) U ov OV M s0 M s ventilatorë, helikë, pompa centrifugale dhe mekanizma të tjerë të tillë). 3

25 ~ U 1, f 1 ω М с (ω) М с0 zvogëlon shpejtësinë e përpunimit të pjesës ω (Fig. 3.6). М с ~ U 1, f 1 ω V ω М с (ω) Grupi i tretë i mekanizmave është një grup makinash në të cilat momenti statik është një funksion i këndit të rrotullimit të boshtit PM α, domethënë Mc = f(α). Kjo është tipike, për shembull, për mekanizmat e shufrës lidhëse (Figura 3.7) dhe mekanizmat ekscentrikë, në të cilët lëvizja rrotulluese me një frekuencë rrotullimi ω shndërrohet në një lëvizje reciproke me një shpejtësi V. Goditja e punës e mekanizmit, në të cilën Është arritur 4 M s0 M s

26 është momenti maksimal statik M cmax, ka, për shembull, në 0 α π, një lëvizje e kundërt me një moment maksimal në π α π. M cmax, хх ω М s M cmax М s (α) M cmax, хх V М s mbi shpejtësinë e lëvizjes, d.m.th. М с = f(α, ω) Një varësi e ngjashme vërehet kur transporti elektrik lëviz në një seksion të rrumbullakosur të trasesë. Grupi i pestë i mekanizmave është grupi RM, në të cilin momenti statik ndryshon rastësisht në kohë. Ai përfshin pajisje shpimi gjeologjike, thërrmues të trashë dhe mekanizma të tjerë të ngjashëm (Fig. 3.8). α М с ω М с (t) 0 t

27 LEKTURA 4 MAKINAT ELEKTRIKE DC Pyetjet e diskutuara në leksion. 1. Dizajni i makinave DC Parametrat bazë dhe shndërrimi i energjisë elektromekanike në makinat DC. 3. Klasifikimi i motorëve DC. 4. Përcaktimi i përafërt i rezistencës së armaturës. Makina elektrike DC (MPT) ka një dizajn specifik. Skematikisht, duke përdorur si shembull motorin elektrik P-9, është paraqitur në Fig. Pjesa e fiksuar (statori) përmban polet kryesore 1 me bobina që formojnë një sistem induktor ose ngacmues të makinës. Shtyllat shpërndahen në mënyrë të barabartë në sipërfaqen e brendshme të kornizës 3, e cila kombinon funksionet e pjesës mekanike (strehimi) dhe pjesës aktive (zgjedha e qarkut magnetik të statorit). Meqenëse një fluks magnetik i vazhdueshëm kalon përmes kornizës (zgjedha), e cila nuk shkakton rryma vorbull në të, ajo është bërë prej çeliku monolit. Bërthamat e shtyllave kryesore bëhen më shpesh të petëzuara: ato përbëhen nga pllaka individuale të lidhura së bashku me thumba, thumba ose të tjera. Një zgjidhje e tillë projektuese nuk përdoret për të kufizuar rrymat vorbull, por përkundrazi diktohet nga komoditeti i prodhimit të shtyllës. . Përveç mbështjelljeve të ngacmimit (OB), polet kryesore të MPT mund të përmbajnë një mbështjellje kompensimi të krijuar për të kompensuar efektin demagnetizues të fushës magnetike të vetë armaturës (reaksioni i armaturës), si dhe një mbështjellje stabilizuese që përdoret për shpejtësi të ulët. motorët me fuqi të lartë kur është e nevojshme të rritet përkohësisht shpejtësia me 5 herë. Për të siguruar kalimin pa shkëndijë, makina pajiset me shtylla shtesë 4, mbështjelljet e të cilave janë të lidhura në seri me qarkun e rotorit. 6

28 Fig Makina DC tip P-9 Rotori MPT më shpesh quhet armaturë. Ai mbart dredha-dredha kryesore të makinës, përmes së cilës rrjedh rryma kryesore e saj. Dredha e spirancës 5 ndodhet në brazda të qarkut magnetik 6. Përfundime 7

29 mbështjellje janë të lidhura me pllakat e kolektorit 7. Qarku magnetik dhe kolektori vendosen në një bosht të përbashkët 8. Për funksionimin normal të makinës DC, brazdat e qarkut magnetik duhet të jenë të orientuara në mënyrë strikte në lidhje me pllakat 7. Furçat e kolektorit shtypen në sipërfaqen e jashtme (aktive) të kolektorit. (qymyr, grafit, kompozit etj.). Një grup mund të përmbajë një ose më shumë furça, në varësi të rrymës që kalon përmes kontaktit. Zona e kontaktit është e rëndësishme (është e dëshirueshme të sigurohet një përshtatje afër 100%) dhe forca e shtypjes së furçës në kolektor. Furçat janë montuar në mbajtëse furçash që orientojnë dhe shtypin furçën. Vetë mbajtëset e furçave vendosen në kunjat e posaçme të traversës 9 të montuar në anën e brendshme të mburojës mbajtëse 10. Traversa mund të rrotullohet rreth boshtit të makinës dhe të fiksohet në çdo pozicion të zgjedhur, i cili lejon, nëse është e nevojshme, të rregullohet pozicioni i furçave në kolektor nga gjendja e ndezjes minimale në kontaktin e furçës. Makinat DC përdoren më shpesh si motorë, ato kanë një çift rrotullues të lartë fillestar, aftësinë për të rregulluar gjerësisht shpejtësinë, kthehen lehtësisht, kanë karakteristika kontrolli pothuajse lineare dhe janë ekonomike. Këto avantazhe të MPT shpesh i nxjerrin jashtë konkurrencës në disqet që kërkojnë rregullime të gjera dhe të sakta. Një avantazh i rëndësishëm i MPT-ve është gjithashtu mundësia e rregullimit të tyre nga qarqet e eksitimit me rrymë të ulët. Megjithatë, këto makina përdoren vetëm kur është e pamundur të gjendet një zëvendësues ekuivalent. Kjo është për shkak të pranisë së një asambleje kolektori furçash, e cila shkakton shumicën e mangësive të MPT: rrit koston, zvogëlon jetën e shërbimit, krijon ndërhyrje në radio, zhurmë akustike. Shkëndija nën furça përshpejton konsumimin e furçave dhe pllakave të komutatorit. Produktet e veshjes mbulojnë zgavrën e brendshme 8

30 makinë me një shtresë të hollë përcjellëse, duke degraduar izolimin e qarqeve përçuese. Funksionimi i motorit elektrik dhe gjeneratorit DC karakterizohet nga këto madhësi bazë: M është momenti elektromagnetik i zhvilluar nga motori elektrik, N m; M c momenti i rezistencës (ngarkesa, momenti statik) i krijuar nga mekanizmi i prodhimit, N m, zakonisht reduktohet në boshtin e motorit (formulat e reduktimit janë diskutuar në leksionin 14); I I rryma e armaturës së motorit elektrik, A; Tensioni U i aplikuar në zinxhirin e ankorimit, V; E forca elektromotore (EMF) e një makine DC (për një motor elektrik quhet kundër-emf, pasi në një motor elektrik drejtohet drejt tensionit U dhe pengon rrjedhën e rrymës), V; F fluksi magnetik i krijuar në motorin elektrik kur rryma e ngacmimit kalon nëpër OF, Wb; Rezistenca e qarkut të armaturës R I, Ohm; ω është frekuenca këndore (shpejtësia) e rrotullimit të armaturës EM, s -1 (në vend të ω, shpesh përdoret vlera n, rpm), 60 ω n =. (4.1) Fuqia e motorit π R, W, dallon fuqinë mekanike (të dobishme) në boshtin EM R mech dhe fuqinë e plotë (elektrike) P mech = M ω, (4.) R el = U I i; (4.3) η faktori i efikasitetit të MPT, i barabartë me raportin e fuqisë së dobishme ndaj totalit; λ koeficienti i kapacitetit të mbingarkesës, dalloni midis kapacitetit të mbingarkesës për rrymën λ I dhe çift rrotullues λ M: 9

31 λ I \u003d I max / I n; λ M = M max / M n. Marrëdhënia ndërmjet parametrave të MPT pasqyrohet në katër formulat e mëposhtme: dω M M = c dt J, (4.4) E = K Ф ω, (4.5) U E Ii =, R i (4.6) M = K Ф I i , (4.7) ku J është inercia e momentit të sistemit të lëvizjes elektrike, kg m; dω/dt nxitimi këndor i boshtit të motorit, c -1 ; K është konstanta e projektimit të motorit elektrik, pn N K =, (4.8) π a ku pn është numri i çifteve të poleve kryesore; N është numri i përçuesve aktivë të armaturës; a është numri i çifteve të degëve të armaturës paralele. Formula (4.4) është një regjistrim i modifikuar i ekuacionit bazë të lëvizjes së makinës elektrike dω M Mc = J. (4.9) dt Vini re se ekuacioni bazë i lëvizjes është një analog i ligjit të Njutonit a = F/m. I vetmi ndryshim është se për lëvizjen rrotulluese, nxitimi linear zëvendësohet nga nxitimi këndor ε = dω/dt, masa m zëvendësohet me momentin e inercisë J dhe forca F zëvendësohet me momentin dinamik M dyn, i barabartë me diferencën midis momentit. të elektromotorit M dhe momentit statik M s. Formula (4.5) pasqyron parimin e funksionimit të një gjeneratori DC bazuar në ligjin e induksionit elektromagnetik. Që të shfaqet EMF, mjafton të rrotullohet armatura me një shpejtësi të caktuar ω në fluksin magnetik F. 30

32 EMF E në makinë nuk mund të merret nëse mungon të paktën një nga sasitë: ω (motori nuk rrotullohet) ose Ф (makina nuk është e ngacmuar). Formula (4.6) tregon se rryma I i në qarkun e armaturës rrjedh në motor nën veprimin e tensionit U të aplikuar në armaturë. Vlera e kësaj rryme është e kufizuar nga kundër-emf i krijuar gjatë rrotullimit të motorit elektrik. dhe rezistenca totale e qarkut të armaturës. Formula (4.7) në fakt ilustron parimin e funksionimit të një rryme të vazhdueshme ED bazuar në ligjin e bashkëveprimit të rrymës në një përcjellës dhe një fushë magnetike (ligji i Amperi). Për shfaqjen e një çift rrotullues, është e nevojshme të krijohet një fluks magnetik F dhe të kalohet rryma I I përmes mbështjelljes së armaturës. Formulat e mësipërme përshkruajnë të gjitha proceset kryesore në një motor DC. MPT dallohet nga mënyra se si mbështjellja e poleve kryesore (dredha ngacmuese) përfshihet në qarkun elektrik. 1. Makinat DC me ngacmim të pavarur. Thelbi i termit është se qarku elektrik i mbështjelljes së ngacmimit (OV) është i pavarur nga qarku i fuqisë së rotorit EM. Për gjeneratorët, ky është opsioni i vetëm praktik për një zgjidhje qarku, sepse. qarku i ngacmimit kontrollon funksionimin e MPT-së. Ngacmimi në motorët DC me ngacmim të pavarur (DPT NV) mund të kryhet në magnet të përhershëm. DPT NV me OF tradicionale ka dy kanale për kontrollin e tensionit të rotorit dhe tensionit të mbështjelljes së ngacmimit. DPT NV janë makinat elektrike më të njohura DC. Motorët elektrikë me ngacmim paralel (DPT PV). Ato karakterizohen nga përfshirja e OB paralelisht me qarkun e armaturës ED. Sipas karakteristikave të tyre, ato janë afër DPT NV. 3. ED me ngacmim sekuencial (DPT Seq.V). Dredha-dredha e statorit është e lidhur në seri me mbështjelljen e rotorit, e cila shkakton varësinë e fluksit magnetik nga rryma.

33 spiranca (në fakt nga ngarkesa). Ato kanë karakteristika jolineare dhe përdoren rrallë në praktikë. 4. Motorët me ngacmim të përzier janë një EM kompromisi me ngacmim seri dhe paralel. Prandaj, në ED ka dy OB - paralele dhe serike. Nëse vlera e rezistencës së mbështjelljes së armaturës është e panjohur, atëherë mund të përdoret një formulë e përafërt. Duke supozuar se gjysma e humbjeve të fuqisë shoqërohen me humbje në bakër të mbështjelljes së armaturës, shkruajmë formulën M U n n η =. n ω I n n n n i; ose mua. (4.11) Në R U n I R 3

34 LEKTURA 5 KARAKTERISTIKAT MEKANIKE DHE ELEKTROMEKANIKE TË MOTORIT DC TË EKSITUR TË PAVARUR Çështjet e diskutuara në leksion. 1. Karakteristikat natyrore elektromekanike dhe mekanike të një motori DC të ngacmimit të pavarur (DPT NV) .. Ngurtësia e karakteristikës statike. 3. Sistemi i njësive relative. 4. Karakteristikat mekanike dhe elektromekanike të DPT NV në njësi relative. Para se të kalojmë në shqyrtimin e karakteristikave të DPT NV, japim disa përkufizime. Karakteristikat mekanike (MX) të motorit janë varësia e shpejtësisë së gjendjes së qëndrueshme nga çift rrotullimi n \u003d f 1 (M) ose ω \u003d f (M). Karakteristikat elektromekanike (EMC) të motorit janë varësitë e shpejtësisë së gjendjes së qëndrueshme nga rryma n \u003d f 3 (I) ose ω \u003d f 4 (I). Si MX ashtu edhe EMC mund të përfaqësohen gjithashtu nga funksionet e anasjellta M = ϕ 1 (n) ose I = ϕ 4 (ω). Karakteristikat quhen natyrale nëse fitohen në kushte nominale të fuqisë (në tension dhe shpejtësi nominale), ngacmim nominal dhe mungesë të rezistencave shtesë në qarkun e armaturës. Karakteristikat e motorit quhen artificial kur ndonjë nga faktorët e listuar më sipër ndryshohet. Për të nxjerrë karakteristikat elektromekanike dhe mekanike të një motori DC me ngacmim të pavarur (paralel), merrni parasysh qarkun më të thjeshtë të ndërrimit të motorit (Fig. 5.1). 33

35 U + - I E DP KO R shtoni I në OB R DV + U në - Fig Skema e qarkut elektrik të një motori DC me ngacmim të pavarur Tensioni i rrjetit DC U c \u003d U aplikohet në armaturën e motorit elektrik, i cili në mënyrë të qëndrueshme gjendja balancohet nga motori EMF (E) dhe rënia e tensionit në qarkun e armaturës (I I R yats). U \u003d E + I R yat, (5.1) ku R yat = R i + R shton + R dp + R rezistencës totale të qarkut të armaturës, Ohm; Rezistenca e mbështjelljes së armaturës R I, Ohm; R rezistencë shtesë shtesë në qarkun e armaturës, Ohm; R dp, R ko përkatësisht, rezistenca e mbështjelljes së shtyllave shtesë dhe mbështjellja e kompensimit, Ohm. Klasa e izolimit Tabela 5.1 Temperatura e funksionimit, С А 105 Е 10 В 130 F 155 Н 180 С nyja. Sjellja e rezistencës së mbështjelljeve në qarkun e armaturës

36 në temperaturën e funksionimit t, C, kryhet sipas formulës së mëposhtme: R \u003d R (1 + α θ), (5.) ; Koeficienti i temperaturës α, (C) -1, për bakrin 3 zakonisht merr α \u003d 4 10 (C) -1; θ është diferenca midis temperaturës së funksionimit dhe t 0, C. Rezistenca shtesë në montimin e kolektorit të furçës mund të merret parasysh si raporti i rënies së tensionit në kontaktin furçë-mbledhës U w = V ndaj rrymës nominale të armaturës . Duke zëvendësuar vlerën e E në ekuacionin (5.1) sipas (4.5) dhe duke bërë transformimet e duhura në lidhje me shpejtësinë e rrotullimit ω, marrim karakteristikën elektromekanike të motorit elektrik DC të ngacmimit të pavarur (paralel) U I R n U R n ω = = I n. (5.3) Kfn Kfn Kfn Duke shprehur vlerën e rrymës së armaturës përmes çift rrotullues elektromagnetik (4.7) dhe duke zëvendësuar vlerën aktuale në ekuacionin (5.3), gjejmë karakteristikën mekanike të një motori DC me ngacmim të pavarur (paralel): U R ац ω = M. (5.4) KΦ ( ) n KFn Duke analizuar ekuacionet (5.3) dhe (5.4), shohim se matematikisht këto janë ekuacionet e një vije të drejtë që kalon boshtin e shpejtësisë në pikën ω 0. Vlera ω 0 = U / (K Fn) quhet shpejtësia ideale në boshe, dhe raportet R R jac Ib = M = ω c (5.5) KF KF () 35

37 quhet një ndryshim statik i shpejtësisë në lidhje me ω 0, i shkaktuar nga prania e një momenti statik në boshtin e motorit. Formula e mëposhtme është e vlefshme: ω = ω 0 - ω s. (5.6) Për të ndërtuar një karakteristikë mekanike natyrore (EMH), është e nevojshme të gjenden dy pika. Njëra prej tyre përcaktohet nga të dhënat e pasaportës së motorit për vlerat nominale n n dhe M n: ω n = π n n /30 = 0,105 n n, M n = P n / ω n, ku P n është fuqia e vlerësuar e motori, W; n n shpejtësia e vlerësuar e EM, rpm. Pika e dytë korrespondon me boshtin ideal kur I = 0; M = 0. Mund të gjendet nga ekuacioni (5.3) kur zëvendësohen të dhënat e pasaportës së motorit: Un ω ω n 0 =. (5.7) Un Në R I Ndërtimi i një karakteristike elektromekanike natyrore (EEMH) ndodh në mënyrë të ngjashme duke përdorur vlerën e pasaportës së rrymës nominale I n. EMX mund të ndërtohet duke ditur ω 0 dhe pjerrësinë e karakteristikës, e cila është një vijë e drejtë. Vlera e pjerrësisë përcaktohet nga derivati ​​dm/dω = β s, i quajtur ngurtësi statike e karakteristikës mekanike (KF) dm β s = =. (5.8) dω R jac Në praktikë përdoret moduli i ngurtësisë statike β = β s. Vlera e β varet nga rezistenca e qarkut të ankorimit dhe fluksi magnetik i ngacmimit. Duke pasur parasysh sa më sipër, ekuacioni i karakteristikave mekanike mund të shkruhet si ω = ω 0 M / β. (5.9) 36

38 Krahasimi i motorëve elektrikë të ndryshëm në fuqi, rrymë, çift rrotullues, numrin e çifteve të poleve lejon paraqitjen e karakteristikave të EM në njësi relative. Sistemi i njësive relative përdoret mjaft shpesh në llogaritjet teknike dhe bazohet në marrjen e një vlere arbitrare si bazë. Vlerat absolute të parametrave të së njëjtës natyrë fizike k i, referuar vlerës bazë të k bazave, mund të krahasohen me njëra-tjetrën. Në njësi relative o k k i i =. (5.10) kbazë Për të analizuar karakteristikat e një motori DC të ngacmimit të pavarur, do të marrim për vlerat bazë: U n tension nominal; Rryma e vlerësuar e motorit; M n çift rrotullues motorik i vlerësuar; ω 0 shpejtësia ideale boshe; F n fluks magnetik nominal. Vlera bazë e rezistencës zakonisht përcaktohet si bazë R = U n / I n, (5.11) ku baza R ka kuptimin fizik të mëposhtëm - kjo është rezistenca e qarkut të armaturës, e cila kufizon rrymën e armaturës në vlerën nominale në atë të frenuar. gjendjen (ω = 0) dhe tensionin nominal të aplikuar. Për të shprehur karakteristikën elektromekanike (5.3) në njësi relative, është e nevojshme të ndahet ana e djathtë dhe e majtë e ekuacionit me shpejtësinë ideale të boshtit ω 0 EEMH. Si rezultat, marrim shprehjen o o U o R ац ω = I, (5.1) o o Ф Ф 37

39 ω ku 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 bazë Ekuacioni i karakteristikës mekanike në njësi relative mund të merret nga ekuacioni (5.1) pasi të zëvendësohet shprehja I = në të, ku M =. o o M o M o M F n Karakteristikat natyrore të DPT NV në njësi relative do të marrin formën: a) elektromekanike b) mekanike o o o R yat ω = 1 I, (5.13) o o o ω = 1 M R yat. (5.14) o o me I R o yc M o o yc Ndryshimi statik i shpejtësisë ω = = R, o o nga rrjedh se I = M. Kështu, në njësi relative, karakteristikat natyrore mekanike dhe elektromekanike përputhen. Kur M \u003d M n dhe I \u003d I n, nga ekuacionet (5.13) dhe (5.14) mund të shihet se rënia statike në ngarkesën nominale është e barabartë me rezistencën e qarkut të armaturës në njësi relative, domethënë o \u003d R o ωsn yat. Vlera e yc varet nga fuqia e motorit dhe është brenda kufijve 0, 0,0 për DPT NV me fuqi nga 0,5 në 1000 kW. Duke ditur rezistencën relative të armaturës, është e lehtë të përcaktohet rryma e qarkut të shkurtër në njësitë relative I k \u003d o Ik I o o o Ik U R Yats n. R o =, në njësi absolute, kjo rrymë është 38

40 LEKTURA 6 KONTROLL I SHPEJTËSISË NË MOTOR DC Pyetjet e diskutuara në leksion. 1. Karakteristikat artificiale elektromekanike (IEMH) dhe mekanike (IMH) të DCT NV me një ndryshim në rezistencën e rotorit Karakteristikat artificiale elektromekanike dhe mekanike të DCT NV me një ndryshim në fluksin magnetik. 3. Karakteristikat artificiale elektromekanike dhe mekanike të DPT NV kur ndryshon tensioni i furnizimit. Kontrolli reostatik i shpejtësisë kryhet duke futur rezistorë shtesë të rezistencës aktive në qarkun e armaturës, d.m.th. R jac \u003d (R i + R ya) \u003d var për U \u003d U n, F \u003d F n,. Siç shihet nga ekuacioni i karakteristikave mekanike (5.4), kur ndryshoni vlerën e rezistencës shtesë Rdya në qarkun e armaturës, shpejtësia ideale e boshtit ω 0 mbetet konstante, ndryshon vetëm moduli i ngurtësisë statike β, dhe bashkë me të edhe ngurtësia. (pjerrësia) e karakteristikës (Fig. 6.1) . Për shembull, me futjen e një rezistence shtesë me një rezistencë R dya \u003d R i, moduli i ngurtësisë statike të karakteristikës mekanike artificiale (IMC) β dhe është dy herë më pak se për karakteristikën natyrore β e, d.m.th. β dhe = 0,5 β e. Prandaj, rënia e shpejtësisë statike ω = ω + ω = ω do të dyfishohet. jo R në njësi relative, karakteristika mekanike reostatike mund të shkruhet o o o o o o o ω = 1 M R n = 1 M R n + R n

Shënim i programit të punës së drejtimit të disiplinës së përgatitjes: 23.05.05 Sistemet mbështetëse të trafikut hekurudhor fokusi: Sistemet e telekomunikacionit dhe rrjetet e transportit hekurudhor Disiplina:

Kapitulli 2. VETITË ELEKTROMEKANIKE DHE RREGULLTUESE TË DRIVE DC 2.1. Karakteristikat mekanike të motorëve elektrikë dhe mekanizmat e funksionimit Karakteristikat mekanike të motorit elektrik

PËRMBAJTJA Parathënie................................................ 3 hyrje.......................................................... ... 5 Kapitulli i parë Pjesa mekanike e makinës elektrike..... ................ 7 1.1. E shkurtër

050202. Motori DC me ngacmim paralel Qëllimi i punës: Për t'u njohur me pajisjen, parimi i funksionimit të një motori DC me ngacmim paralel. Hiqni karakteristikat e tij kryesore.

PYETJE KONTROLLI TË HYRJES TË NJOHURIVE TË STUDENTIT MBI DISIPLINËN "Proceset kalimtare në sistemet e energjisë elektrike" 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v, U = v 2. = 0v, U = 7 v 3. = 30v, U = v 8 2 Përcaktoni vlerën EMF

Ministria e Arsimit dhe Shkencës e Federatës Ruse Institucioni Arsimor Buxhetor Shtetëror Federal i Arsimit të Lartë Profesional Universiteti Teknik Shtetëror Nizhny Novgorod. R. E.

MAKINA DC (MPT) Qëllimi, fushëveprimi dhe pajisja e gjeneratorëve të rrymës së drejtpërdrejtë MPT (GPT) Motorët DC (motoret DC) 1 MPT janë të kthyeshëm, d.m.th. mund të funksionojnë si: a)

1 DISPOZITA TË PËRGJITHSHME PËR KRYERJEN E TESTEVE TË HYRJES PËR PRANIM NË STUDIMIN MASTER NË DREJTIM 13.04.02 "Energjia elektrike dhe Inxhinieria Elektrike" 1.1 Ky Program, i hartuar në përputhje me Federale

Pyetje teorike 1 Zbatimi, pajisja dhe llojet e transformatorëve 2 Parimi i funksionimit të transformatorit, mënyrat e funksionimit 3 Qarku ekuivalent i transformatorit dhe karakteristikat e tij të jashtme 4 Eksperimente pa ngarkesë

Institucioni Autonom Shtetëror Arsimor Profesional i Rajonit Samara "Kolegji Petrokimik Novokuybyshevsky"

Motorët DC 2015 Universiteti Politeknik Tomsk, Departamenti i E&E Lektor: Ph.D., Profesor i asociuar Olga Vladimirovna Vasilyeva 1 Motori DC është një makinë elektrike që konverton energjinë elektrike

Opsioni 1. 1. Qëllimi, klasifikimi dhe pajisja e transformatorit. 2. Gabimet absolute dhe relative të matjes. Klasa e saktësisë së pajisjes matëse. 3. Me një rritje të frekuencës së rrotullimit të gjeneratorit

UDC 621.3.031.: 621.6.052 (575.2) (04) Kelebaev Zhvilloi një model matematikor dhe metodë llogaritjeje

Tema 8.1. Makina elektrike. Gjeneratorët e rrymës së vazhduar Pyetjet e temës 1. Makinat elektrike të rrymës së vazhduar dhe alternative. 1. Pajisja dhe parimi i funksionimit të gjeneratorit DC. 2. EMF dhe rrotullues

Makinat asinkrone 2015 Universiteti Politeknik Tomsk, Departamenti i E&E Lektor: Ph.D., profesor i asociuar Vasilyeva Olga Vladimirovna Një makinë asinkrone është një makinë në të cilën rrotullohet

PËRMBAJTJA Parathënie e botimit të dytë .......................................... 10 Parathënie te Botimi i Parë .......................................... 12 Kapitulli 1. Hyrje ......................................................

INSTITUCIONI ARSIMOR BUXHETAR SHTETËROR FEDERAL I ARSIMIT TË LARTË "UNIVERSITETI TEKNIK KËRKIMOR KOMBËTAR I KAZANIT me emrin I. A.N. Instituti i Inxhinierisë Mekanike TUPOLEVA-KAI Zelenodolsk

PUNË LABORATORIKE 2 MOTORI PARALEL DC EKSITIMI Qëllimi i punës: 1. Të studiojë parimin e funksionimit dhe projektimit të motorëve DC. 2. Njihuni me qarkun e ndërrimit të motorit

Tema 0. Bazat e makinës elektrike Pyetjet e temës. Ngasja elektrike: përkufizimi, përbërja, klasifikimi Parametrat nominalë të makinave elektrike. 3. Mënyrat e funksionimit të motorëve elektrikë. 4. Zgjedhja e llojit dhe fuqisë së motorit elektrik..

Lista e temave të programit të lëndës “Inxhinieri Elektrike” 1. Qarqet elektrike të rrymës së vazhduar. 2. Elektromagnetizmi. 3. Qarqet elektrike të rrymës alternative. 4. Transformatorët. 5. Pajisjet dhe pajisjet elektronike.

MOTORI ASINKRON TREFAZOR ME ROTOR TË MBYLLUR ME SHQIPËRI Qëllimi i punës: 1 Të njihemi me projektimin e motorëve asinkron trefazorë Të studiojmë parimin e funksionimit të motorëve asinkron 3 Të nisim

UDC 6213031 (5752) (04) ZHVILLIMI DHE KËRKIMI I SEKSIONIT TË ENERGJISË TË SISTEMIT TË KONTROLLIT TË KURSIMIT TË ENERGJISË PËR TURBO-MEKANIZMAT E TPP IV Bochkarev Rezultatet e punës për krijimin e një

MINISTRIA E ARSIMIT, SHKENCËS DHE RINISË E REPUBLIKËS SË KRIMES GOU SPO "Bakhchisaray College of Construction, Architecture and Design" Udhëzime dhe detyra kontrolli për inxhinierinë elektrike dhe elektronike

Tema 9. Makinat elektrike AC Pyetje teme .. Klasifikimi i makinave AC .. Pajisja dhe parimi i funksionimit të një motori asinkron. 3. Krijimi i një fushe magnetike rrotulluese. 4. Shpejtësia

Http://library.bntu.by/kacman-m-m-elektricheskie-mashiny Parathënie...3 Hyrje... 4 V.1. Emërimi i makinave elektrike dhe transformatorëve... 4 V.2. Makinat elektrike konvertues elektromekanik

Tema 7 Qarqet AC trefazore Plani 1. Koncepte të përgjithshme 2. Marrja e rrymës trefazore 3. Lidhjet yll, trefazore Konceptet kryesore: teli neutral i linjës së fazës së rrymës trefazore

Çfarë është një motor elektrik? Një motor elektrik (motor elektrik) është një pajisje për shndërrimin e energjisë elektrike në energji mekanike dhe drejtimin e makinave dhe mekanizmave. motor elektrik

MINISTRIA E ARSIMIT TË REPUBLIKËS SË TAXIKISTANIT CERTIFIKOJ Dekanin e Fakultetit Dodkhudoev M.D.

PUNA 2 STUDIM I MOTORIT DC ME EKSITIM PARALEL Përmbajtja 1. Qëllimi i punës. 2 2. Programi i punës. 2 3. Bazat e teorisë së motorit. 4. Studim eksperimental 3 4.1. Filloni

1 Makinat elektrike Informacione të përgjithshme Ligjërata nga Profesor Polevskiy V.I. Leksioni 1 Një makinë elektrike është një pajisje elektromekanike që konverton mekanikën dhe elektrike

MINISTRIA E ARSIMIT DHE NUKA E INSTITUCIONIT BUXHETAR SHTETËROR FEDERAL TË ARSIMIT TË LARTË PROFESIONAL

MINISTRIA E ARSIMIT DHE SHKENCËS E FEDERATËS RUSE Institucioni Arsimor Autonom Shtetëror Federal i Arsimit të Lartë Profesional "Universiteti Kombëtar i Kërkimeve Bërthamore

Hyrje Në makinat sinkrone, shpejtësia këndore e rrotullimit të rotorit, Ω = 2πn, është e barabartë me shpejtësinë këndore sinkrone të fushës, Ω s = 2πn 1 (termi 37, f.15). Fushat e statorit dhe rotorit në makinat sinkrone (si në të gjitha

3 Përmbajtja Parathënie...5 Hyrje...7 I. Momenti elektromagnetik dhe forca elektromagnetike e makinave elektrike të lëvizjes rrotulluese dhe përkthimore. 1. Shprehje e përgjithshme për momentin dhe forcën. 14 2.

Informacione të përgjithshme për motorët elektrikë Motor elektrik. Llojet e motorëve elektrikë dhe tiparet e tyre të projektimit. Pajisja dhe parimi i funksionimit të motorit elektrik Motori elektrik konverton energjinë elektrike

UDHËZIM METODOLOGJIK 2 sistemet dhe teknologjitë” Tema 1. Qarqet lineare DC. 1. Konceptet bazë: qark elektrik, elementë të qarkut elektrik, seksion i qarkut elektrik. 2. Klasifikimi

Katër ligjet e elektromekanikës Përmbajtja: 1. Informacion i përgjithshëm 1.1. Shndërrimi i energjisë shoqërohet me fusha magnetike rrotulluese 1.2. Për të siguruar konvertim të vazhdueshëm të energjisë, është e nevojshme që

1 Makinat elektrike sinkrone Informacione të përgjithshme dhe elemente strukturore Ligjërata nga Profesor Polevskiy V.I. Makinat sinkrone janë makina elektrike me rrymë alternative, në të cilat fusha magnetike,

Hyrje SEKSIONI I Inxhinieria elektrike e përgjithshme Kapitulli 1. Qarqet elektrike DC 1.1. Konceptet themelore të fushës elektromagnetike 1.2. Elementet pasive te qarqeve dhe karakteristikat e tyre 1.3. Elementet aktive

Plani dhe përmbajtja e përafërt tematike e disiplinës "Elektroteknika dhe Elektronika" Tema .. Qarqet elektrike DC Ushtrim praktik Llogaritja e qarqeve elektrike në seri,

Katsman M. M. Llogaritja dhe projektimi i makinave elektrike: Libër mësuesi për shkollat ​​teknike Recensuesit: N. G. Karelskaya, A. E. Zagorsky Katsman M. M. K 30 Llogaritja dhe projektimi i makinave elektrike: Teksti mësimor.

Makinat asinkrone Makina asinkrone është një makinë në të cilën një fushë magnetike rrotulluese ngacmohet gjatë punës, por rotori i së cilës rrotullohet në mënyrë asinkrone, d.m.th. me një shpejtësi të ndryshme nga ajo e fushës. 1 Sugjeruar nga Rusishtja

PËRMBAJTJA Parathënie... 3 Kapitulli 1. Qarqet elektrike lineare të rrymës së vazhduar... 4 1.1. Pajisjet elektrike DC... 4 1.2. Elementet e qarkut elektrik DC ... 5 1.3.

9. MAKINAT DC Makinat DC janë makina të kthyeshme, d.m.th. ato mund të funksionojnë si në modalitetin e gjeneratorit ashtu edhe në modalitetin e motorit. Motorët DC kanë përparësi

Tema 13 Gjeneratorë sinkron, motorë Plani 1. Projektimi i një gjeneratori sinkron 2. Parimi i funksionimit të një gjeneratori sinkron 3. Projektimi i një motori sinkron 4. Parimi i funksionimit të një motori sinkron

PËRMBAJTJA E LISTËS SË DISIPLINËS ARSIMORE DHE PËRMBAJTJA E SEKSIONET (MODULET) TË DISIPLINËS p / n Moduli i disiplinës Ligjërata, me kohë të pjesshme 1 Hyrje 0,25 2 Qarqet elektrike lineare DC 0,5 3 Qarqet elektrike lineare

UDC 681.518.22+681.518.5: 621.313.333 V. Yu. OSTROVLYANCHIK, Doktor i Shkencave Teknike, Profesor, Drejtor. kafene AEP dhe PE (SibGIU) I. Yu. mësues i departamentit AEP dhe PE (SibGIU) Novokuznetsk KRAHASUES

Parathënie 3 Hyrje 5 Kapitulli i parë. Qarqet elektrike DC 10 1.1. Marrja dhe aplikimi i rrymës së vazhduar 10 1.2. Elementet e instalimeve elektrike, qarqet elektrike dhe diagramet

MI KUZNETSOV FOUNDATIONS OF ELECTRICAL ENGINEERING EDICIONI FFITH, RIVISED NAS EDICION TË KAND. TEKNIK. SHKENCA S. V. STRAKHOVA Miratuar nga Këshilli Akademik për Arsimin Profesional të Drejtorisë kryesore

86 BULETINI GGTU IM. P. O. SUKHOGO 16

PËRMBAJTJA Parathënie................................................ .... 5 1. Llogaritja e fuqisë së ngasjeve elektrike të makinave metalprerëse 1.1. Informacion i përgjithshëm................................ 7 1.2. Makinat e planifikimit .....................................................

Kolegji FAZhT FGOU SPO Alatyr i Makinave Elektrike të Transportit Hekurudhor

AGJENCIA FEDERALE PËR EDUKIM INSTITUTI POLITEKNIK I UNIVERSITETIT FEDERAL SIBERIAN ELECTRIC DRIVE Materialet e kontrollit dhe matjes Krasnoyarsk SFU 2008 UDC 62-83(07) P12 Rishikues:

Departamenti i Arsimit dhe Shkencës i Rajonit Tambov TOGAPOU "Kolegji Agro-Industrial" PM 3 "Mirëmbajtja, zgjidhja e problemeve dhe riparimi i pajisjeve elektrike dhe të automatizuara

Shoqëria aksionare jo-tregtare ALMATY UNIVERSITETI I ENERGJISË DHE KOMUNIKACIONIT Departamenti i lëvizjes elektrike dhe automatizimit të instalimeve industriale KURSIMI I ENERGJISË ME MJETET E AUTOMATIVE ELEKTRIKE

TEMA 1. MAKINAT ELEKTRIKE DC Detyra 1. Në përputhje me versionin tuaj të detyrës (Tabela 1, kolonat 2, 3, 4), vizatoni një skicë të një seksion kryq të një makine DC me dy pol dhe tregoni

Certifikimi i ndërmjetëm (në formën e një provimi). Provimi merr formën e përgjigjeve të biletave. Çdo biletë përmban 3 pyetje për një nga çdo detyrë. Totali i biletave 28. 28 bileta studenti i lumtur zgjedh vetë

UDC 621.313.323 PËR LIGJET E RREGULLIMIT TË FREKUNCËS SË MOTORËVE SINKRONË NË STACIONET E POMPIMIT TË VAFIT Shabanov V.A., Kabargina O.V. Email i Universitetit Shtetëror Teknologjik të Naftës Ufa: ShabanovVA1@yandex.ru

MINISTRIA E ARSIMIT DHE SHKENCËS SË RUSISË Institucioni Arsimor Buxhetor Federal i Arsimit të Lartë Profesional "Universiteti Shtetëror Tomsk i Arkitekturës dhe Inxhinierisë Civile" (TGASU) KARAKTERISTIKAT E PERFORMANCËS

S=UI
P=Mω
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Prezantimi

1.1 Përkufizimi i konceptit "Elektrik
njësia e makinës"
makinë elektrike
është një elektromekanik i kontrolluar
sistemi. Qëllimi i tij është shndërrimi i energjisë elektrike
në mekanike dhe anasjelltas dhe menaxhoni këtë proces.
Makina elektrike ka dy kanale - fuqi dhe informacion
(Foto
1.1).
Nga
së pari
kanal
të transportuara
e konvertueshme
energjia, përmes kanalit të dytë kryhet
menaxhimi i rrjedhës së energjisë, si dhe mbledhja dhe përpunimi i informacionit rreth
gjendjen dhe funksionimin e sistemit, diagnostikimin e tij
gabimet.
Kanali i energjisë përbëhet nga dy pjesë
elektrike dhe
mekanike dhe duhet të përmbajë
lidhje lidhëse
konvertues elektromekanik.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Figura 1.1. Struktura e përgjithshme e makinës elektrike

Sistemi i automatizuar i kontrollit të nivelit të lartë
Kanalet e lidhjes
IP
Rrjeti
EP
kanal
makinë elektrike
EMF
deputet
Punëtor
organ
Pjesa elektrike
Mekanike
Kanali i fuqisë së makinës elektrike
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
Impianti i procesit
Sistemi
furnizimi me energji elektrike
Informative

Në pjesën elektrike të kanalit të fuqisë së makinës elektrike
përfshin konvertuesit elektrikë EP, transmetues
energjisë elektrike nga burimi i energjisë IP në
konverteri elektromekanik EMF dhe anasjelltas dhe
duke kryer transformimin e parametrave të elektricitetit
energji.
Mekanike
pjesë
makinë elektrike
të përbëra
nga
trupi lëvizës i konvertuesit elektromekanik,
ingranazhet mekanike MP dhe trupi i punës i instalimit, në
në të cilin energjia mekanike realizohet në mënyrë të dobishme.
makinë elektrike
ndërvepron
me
sistemi
furnizimi me energji elektrike (ose burim i energjisë elektrike),
instalimit teknologjik dhe nëpërmjet informacionit
Konvertuesi IP me sistem informacioni më shumë se
nivel të lartë.
Elektrike
njësi lëvizëse
të përdorura
në

ekonomisë.
i gjerë
Përhapet
makinë elektrike
N.I. Usenkov. Elektrike
kushtëzuar
veçoritë
elektrike
energji:
makinë qielli

Makina elektrike është një nga më intensivet me energji
konsumatorët dhe konvertuesit e energjisë. Ai konsumon
më shumë se 60% e të gjithë energjisë elektrike të prodhuar.
Elektrike
njësi lëvizëse
i gjerë
të përdorura
në
industrisë, transportit dhe shërbimeve publike
ekonomisë.
Elektrike
njësi lëvizëse
një
nga
shumica
konsumatorët me energji intensive dhe konvertuesit e energjisë.
Teoria
e rregulluar
makinë elektrike
marrë
zhvillim intensiv falë
përmirësime
tradicionale dhe krijimi i pushtetit të ri të kontrolluar
pajisje gjysmëpërçuese (dioda, tranzistorë dhe
tiristorët), qarqet e integruara, zhvillimi i dixhitalit
teknologjinë e informacionit dhe zhvillimin e të ndryshme
sistemet e kontrollit të mikroprocesorit.
Pronësia
teori
në
zonave
e rregulluar
makinë elektrike
eshte nje
një
nga
më e rëndësishmja
komponent i formimit profesional të specialistëve
N.I. Usenkov. Elektrike
drejtimi "Inxhinieri Elektrike,
energjinë dhe teknologjinë
makinë qielli

1.2. Përbërja dhe funksionet e makinës elektrike

Funksioni
elektrike
konvertues
EP
të përbëra
në
shndërrimi i energjisë elektrike të furnizuar nga rrjeti C dhe
karakterizohet nga tensioni Uc dhe rryma Ic e rrjetit, në elektrike
të njëjtën energji që kërkon motori dhe karakterizohet nga sasitë
U, Unë.
Konvertuesit nuk menaxhohen dhe menaxhohen. Ata janë
mund të ketë të njëanshëm (ndreqës) ose të dyanshëm (me
disponueshmëria
dy
komplete
valvulat)
përçueshmëri,
Në
përcjellja njëkahëshe e transduktorit dhe anasjelltas (nga
ngarkesë) rrjedha e energjisë përdor një çelës shtesë
element në tranzistor për "kullimin" e energjisë në modalitetin e frenimit
makinë elektrike.
Konverter elektromekanik EMI (motor), gjithmone
i pranishëm në ngasje konverton elektrike
energjia (U, I) në energji mekanike (M,ω).
Transformatori mekanik MP (transmisioni): kuti ingranazhi, çift
dado me vidë, N.I.
blloqe,
Usenkov.makinë
Mekanizmi elektrik i fiksimit
koordinoj
momenti M dhe shpejtësia ω e motorit me
makinë qielli

Figura 1.2. Kanali i energjisë i makinës elektrike
P2
P1
Rrjeti
ΔPc
ΔPe
Ne, unë s
∆Pr
ΔPm
ΔPem
U, Unë
Mm, ω m
M, w
EMF
EP
Δ Pro
deputet
∆Pr
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
RO

sasive,
duke karakterizuar
e konvertueshme
energji:
tensionet, rrymat momentet (forcat) shpejtësitë pozicioni i boshtit në
hapësirë ​​quhen koordinatat e ngasjes.
Funksioni kryesor i aktuatorit është të kontrollojë
koordinatat, pra në drejtimin e tyre të detyruar
ndryshim në përputhje me kërkesat e teknologjisë
procesi.
Koordinatat duhet të menaxhohen brenda,
lejohet
strukturat
elementet
makinë elektrike,
si
garantojnë besueshmërinë e sistemit. Këto të lejueshme
kufijtë zakonisht lidhen me vlerat nominale të koordinatave,
sigurimi i përdorimit optimal të pajisjeve.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

i automatizuar
makinë elektrike
(AEP)
Kjo
sistemi elektromekanik i përbërë nga elektrike
Makinë EM e lidhur me transmetim mekanik
PU me mekanizëm pune RM, konvertues fuqie SP,
Sistemi i kontrollit SU, njësia sensor BSU,
të cilët veprojnë si sensorë reagimi
kryesore
variablave
shteteve
EP
(opsione:
pozicioni i boshtit të makinës së punës, shpejtësia këndore, momenti,
rryma e motorit) dhe furnizimi me energji elektrike
furnizimi me energji elektrike i pajisjeve elektrike të specifikuara.
Gjysmëpërçues
sipërmarrje e përbashkët
shërbejnë
për
harmonizimin
elektrike
parametrave
burimi
elektrike
energji
(tensioni,
frekuenca)
me
elektrike
parametrat e makinës EM dhe rregullimi i parametrave të saj
(shpejtësia, tensioni dhe kthimi i rrotullimit
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Figura 1.3. Bllok diagrami i automatizuar
makinë elektrike
Burimi i fuqisë
Sinjali
detyrat
EM
SU
sipërmarrje e përbashkët
BSU
PU
RM
Kanali i informacionit të PE
Pjesa elektrike e EP
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
Pjesa mekanike e EP

Sistemi i kontrollit është krijuar për të kontrolluar
konvertues i energjisë dhe është ndërtuar, si rregull, në
çipa ose mikroprocesor. Në hyrje të sistemit
menaxhimi
shërbyer
sinjal
detyrat
dhe
sinjale
reagime negative nga njësia e sensorit
pajisje.
Sistemi
menaxhimi,
në
pajtueshmërisë
me
algoritmi i ngulitur në të, gjeneron sinjale
kontrolli i konvertuesit të fuqisë, kontrolli
makinë elektrike.
Shumica
perfekte
makinë elektrike
eshte nje
i automatizuar
makinë elektrike
e rregullueshme
makinë elektrike
me
automatike
rregullore
variablat e gjendjes.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Makina elektrike e automatizuar ndahet në:
EP e stabilizuar me shpejtësi ose çift rrotullues;
EP e kontrolluar nga softueri që lëviz
mekanizmi i punës në përputhje me programin e përfshirë në sinjal
detyrat;
Ndjekësi EA, i cili lëviz mekanizmin e punës brenda
sipas ndryshimit arbitrar të sinjalit hyrës
Pozicionale
EP,
projektuar
rregullimi i pozicionit të mekanizmit të punës
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
për

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Makinë elektrike e bazuar në motorë DC
aktuale
të përdorura
në
të ndryshme
industritë
industria:
metalurgji,
inxhinieri,
kimike, qymyrguri, druri etj.
Rregullore
këndore
shpejtësia
motorët
të përhershme
aktuale
merr
e rëndësishme
vend
në
makinë elektrike e automatizuar. Aplikimi me
ky qëllim i konvertuesve të tiristorit është
një nga mënyrat moderne për të krijuar një të rregulluar
Makinë elektrike DC.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Kontrolli i shpejtësisë së DPT me HB kryhet nga tre
mënyra:
1. Ndryshimi i tensionit në armaturën e motorit me një rrymë konstante në mbështjellje
zgjim;
2. Me ndryshimin e rrymës në mbështjelljen e ngacmimit të motorit në një konstante
tensioni i ankorimit;
3.Ndryshim i tensionit të armaturës së motorit të kombinuar
dredha-dredha ngacmuese.
dhe aktuale në
Tensioni i armaturës së motorit ose rryma në mbështjelljen e fushës ndryshohet nga
duke përdorur ndreqës të kontrolluar, nga të cilët aplikacioni më i madh
mori ndreqës urë njëfazor dhe trefazor.
Kur kontrolloni motorin përmes qarkut të dredha-dredha të fushës, kontrollohet
ndreqësi është projektuar për fuqi më të ulët dhe ka tregues më të mirë të peshës, madhësisë dhe kostos.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Megjithatë, për shkak të konstantës së madhe kohore
dredha-dredha ngacmuese, ngasja elektrike ka më të keqen
dinamike
Vetitë
(eshte nje
më pak
me shpejtësi të lartë) sesa në qarkun e armaturës së motorit. Kështu që
rruga
zgjedhje
zinxhirë
menaxhimi
të përcaktuara
kërkesat specifike të makinës.
Kur punoni me mekanizmat e prodhimit
(p.sh. mekanizmat kryesorë dhe ndihmës
ingranazhet në makinat përpunuese, mekanizmat e vinçave,
ashensorët) është e nevojshme të ndryshohet drejtimi i rrotullimit
motorri
(kuptoni
anasjelltas).
Ndryshimi
drejtimet e rrotullimit zakonisht shoqërohen me të tilla
kërkesa si të shpejta (dhe në të njëjtën kohë të qetë)
frenimi dhe nxitimi i qetë.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Mund të arrihet kthimi i drejtimit të rrotullimit të motorit të makinës
duke ndryshuar polaritetin e tensionit të furnizuar në armaturë ose duke ndryshuar
drejtimi i rrymës në mbështjelljen e ngacmimit. Për këtë qëllim, në zinxhirin e ankorimit ose
mbështjelljet e ngacmimit hyjnë në një çelës kontakti (mbrapsht) ose
përdoren dy konvertues të kontrolluar të tiristorit.
Diagrami strukturor i një konverteri tiristorësh të kthyeshëm me
çelësi i kontaktit në qarkun e mbështjelljes së armaturës është paraqitur në figurë. AT
ky qark, si në shumicën e konvertuesve të projektuar për
ngasja, mënyra e korrigjimit alternohet me mënyrën e përmbysjes.
Kështu, për shembull, kur përshpejtoni në modalitetin e fillimit dhe e stabilizoni atë
kushtet
ngre
ngarkesat
në
bosht
motorri
tiristor
konverteri funksionon në modalitetin e korrigjimit, duke furnizuar energji
motorri. Nëse është e nevojshme, frenoni dhe ndaloni më pas
furnizimin me energji të motorit për të nga rrjeti përmes konvertuesit
ndalo,
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

duke përkthyer
motori në modalitetin e përmbysur.
Makinë DC nën veprimin e inercisë
masa në boshtin e saj shkon në modalitetin e gjeneratorit,
duke e kthyer energjinë e ruajtur përmes konvertuesit
në rrjetin AC (frenimi rigjenerues).
Diagrami i bllokut të konvertuesit të kundërt
Rrjeti
380 V, 50 Hz
Përdorimi i sinkronizimit
VS1
UZ1
VS6
SIFU
Uо.с
1
ID1
2
QS1
Uda
1
2
ID2
M1
LM1
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
Uz.s

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Sistemi konvertues-motor tiristor

Lloji kryesor i konvertuesve të përdorur në rregulluar
EP-të DC janë gjysmëpërçuese statike
konvertuesit (transistor dhe tiristor). Ata përfaqësojnë
ndreqës të kontrolluar kthimi ose jo kthimi,
mbledhur në zero ose urë njëfazore ose trefazore
skemat. Transistorët e fuqisë përdoren kryesisht për
rregullimi i tensionit të pulsit në EP me fuqi të ulët.
Parimi i funksionimit, vetitë dhe karakteristikat e sistemit TP - D
Konsideroni shembullin e qarkut të paraqitur në Fig. 2.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

à)
á)
~ U1
i1
T1
e2.1
VS1
Ud
+
M2
+
Ia1
ID
Uo1
Uo
2
e2.2
LM
3
VS2
Unë
0
L
1
Ia2
4
5
6
Uo2
Ñ È Ô Ó
UÑ
Foto
2
N.I. Usenkov.
Elektrike
makinë qielli
7
M

Ndreqësi (konvertuesi) i kontrolluar përfshin
transformatori i përputhshëm T, që ka dy mbështjellje dytësore,
dy tiristorë VS1 dhe VS2, reaktor zbutës me
induktiviteti L dhe një sistem kontrolli me fazë impulse
SIFU. Dredha-dredha ngacmuese e motorit OBM mundësohet nga vetja
burimi.
Ndreqësi siguron rregullimin e tensionit në
motori duke ndryshuar vlerën mesatare të EP të tij EMF. Kjo është
arrihet me ndihmën e SIFU, e cila, në sinjal UU, ndryshon
këndi i kontrollit të tiristorit α (këndi i vonesës së hapjes
tiristorët VS1 dhe VS2 në lidhje me momentin kur aktivizohet potenciali
anoda e tyre bëhet pozitive në krahasim me
potencial në katodë). Kur α = 0, d.m.th. tiristorët VS1 dhe VS2
marrin impulse kontrolli Uα nga SIFU në një moment të caktuar,
konverteri kryen korrigjimin me valë të plotë
dhe në armaturën e motorit aplikohet tension i plotë. Nëse me
duke përdorur SIFU, furnizimi i pulseve të kontrollit për tiristorët VS1 dhe
VS2 ndodh me një zhvendosje (vonesë) me një kënd α ≠ 0, pastaj EMF
konverteri zvogëlohet, dhe rrjedhimisht zvogëlohet
Tensioni mesatar i furnizuar në motor.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Varësia e vlerës mesatare të EMF të një konverteri shumëfazor
nga këndi i kontrollit të tiristorit a ka formën:
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
ku m është numri i fazave;
E - vlera e amplitudës së EMF të konvertuesit;
ESR0 - konverteri EMF në α = 0.
Për të reduktuar efektin e dëmshëm të valëzimit aktual në objektivin e armaturës
zakonisht ndizet një reaktor zbutës, induktiviteti L i të cilit
zgjidhet në varësi të nivelit të lejueshëm të valëzimit aktual.
Ekuacionet për karakteristikat elektromekanike dhe mekanike
motori:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RY RP k
ECP 0 cos
k M RЯ
RP
k2
ku
- rezistencë ekuivalente
RP xT m 2 RT RL
konvertues;
xT, RT - respektivisht reduktohet në mbështjelljen dytësore
induktiviteti i rrjedhjes dhe rezistenca aktive
mbështjelljet e transformatorit;
RL është rezistenca aktive e reaktorit zbutës.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Në zonën me hije, motori po funksionon në modalitet
rrymë me ndërprerje, e cila përcakton një ndryshim të dukshëm (ulje)
karakteristikat e ngurtësisë. Për shkak të përcjelljes njëkahëshe
karakteristikat e transduktorit ndodhen vetëm në të parën
(1...3 në α = 0; 30, 60°) dhe e katërta (4...7 në α = 90, 120, 150, 180°)
kuadrantet. Këndet më të vogla të kontrollit korrespondojnë me një SP më të madh dhe,
pra shpejtësi më e lartë e motorit; në α = π/2 EMF
UV EP = 0 dhe motori funksionon në modalitetin dinamik të frenimit.
Në fig. 3 tregon një diagram të një EA me një urë trefazore
UV e pakthyeshme.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

~ 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.
Elektrike
Foto
3
makinë qielli
-

Për performancën e motorit në të katër
kuadrantët përdoren ndreqës të kontrolluar të kthyeshëm,
të cilat përbëhen nga dy ndreqës të pakthyeshëm, për shembull me
dalje zero fig. 4.
a)
~ 380 V; 50 Hz
b)
T1
2
UC
U
U
Me
Dhe
F
Në
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
+
maksimumi
-
N.I. Usenkov.
Elektrike
Foto
4
makinë qielli

E kthyeshme
thirrur
konvertuesit,
duke lejuar
ndryshoni polaritetin e tensionit DC dhe rrymës në ngarkesë.
SW e kthyeshme përdor dy parime bazë
Kontrolli i grupeve të valvulave: i përbashkët dhe i ndarë.
Kontrolli i përbashkët siguron furnizim nga sistemi
kontrolli i fazës së pulsit të pulseve të kontrollit të tiristorëve
Uα njëkohësisht në tiristorët e të dy grupeve - VS1, VS3, VS5
(grupi katodik) dhe VS2, VS4, VS6 (grupi i anodës). Në të njëjtën kohë, për shkak të
prania e një këndi zhvendosjeje midis pulseve të kontrollit të dy grupeve
tiristorët afër π, njëri prej tyre punon në një ndreqës
mode dhe përcjell rrymë, dhe tjetra, duke punuar në modalitetin inverter, rrymën
nuk kryen. Për të siguruar një kontroll të tillë ndërmjet mesatares
Vlerat EMF të ndreqësit dhe inverterit duhet të ekzistojnë
raport
, megjithatë, për shkak të ndryshimit të vlerave të menjëhershme
EMF midis grupeve të tiristorëve rrjedh të ashtuquajturat
rrymë balancuese. Për ta kufizuar atë në qarkun e treguar në Fig.
4a, janë dhënë reaktorët e mbitensionit L1 dhe L2.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Skemat e konvertuesve të valvulave,
duke siguruar ndryshimin e drejtimit
rrjedha e energjisë
Në disqet elektrike të automatizuara
rregulloni shpejtësinë e motorit të makinës.
kërkohet
Kur përdorni makina DC, ekziston
detyra nuk është vetëm kontrollimi i shpejtësisë së rrotullimit, (për
duke ndryshuar madhësinë e tensionit të furnizimit), por edhe
ndryshimi i drejtimit të rrotullimit (i kundërt). Për këtë
duhet të ndryshohet si polariteti i tensionit të ndezur
ngarkesën dhe drejtimin e rrymës në ngarkesë.
Ky problem zgjidhet me një të veçantë
Konvertuesi DC pa aplikim
pajisjet e kontaktit,
e ashtuquajtura e kundërt
N.I. Usenkov. Elektrike
konvertues dc
aktuale, e përbërë
makinë qielli

i përbërë nga dy grupe valvulash, secila prej të cilave
lejon që rryma të rrjedhë përmes ngarkesës vetëm në një
drejtim.
Të gjitha skemat ekzistuese të konvertuesve të valvulave të kundërta
mund të ndahet në dy klasa:
kryq ("tetë") skema dhe
qarqet kundërparalele.
Në qarqet kryq (figura a - zero dhe b - urë)
transformatori ka dy grupe të mbështjelljes së valvulave të izoluara,
nga të cilat ushqehen dy grupe valvolash.
Në qarqet e njëpasnjëshme (figura c), vetëm një
grupi i mbështjelljeve të valvulave të transformatorit.
Në të kundërt
janë:
konvertuesit
shumica
zero trefazore;
dyshe trefazore me barazimin
reaktor dhe
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
e përhapur

Konvertues kthimi trefazor
me prodhim zero
A
T1
C
Përdorimi i sinkronizimit
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. Elektrike
LM1
makinë qielli
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Përdorimi i sinkronizimit
Uzs

Qarqet ndreqëse trefazore përdoren për induktiv
ngarkesë për të fuqizuar mbështjelljet ngacmuese të makinave elektrike,
gjashtëfazore
për të fuqizuar zinxhirët e ankorimit të motorit,
disqet elektrike dymbëdhjetëfazore veçanërisht të fuqishme.
Funksionimi i konvertuesit të kundërt
Le të supozojmë se në momentin fillestar të kohës makina
rrotullohet në drejtim të akrepave të orës me një shpejtësi prej n rpm. Në të njëjtën kohë, ajo
zhvilluar prapa-EMF Ejak dhe rryma I rrodhi nëpër qarkun e ankorimit
(Foto
). Makina u fuqizua që në fillim
Kompleti i valvulave të konvertuesit UZ1 që funksionon në
mënyra e korrigjimit. Për të reduktuar shpejtësinë e rrotullimit
makinë, është e nevojshme të zvogëlohet tensioni i furnizimit të furnizuar me të, atëherë
ekziston nevoja për të rritur këndin e kontrollit të tiristorit
VS1, VS2, VS3 të ndreqësit UZ1.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Në të njëjtën kohë, për shkak të inercisë së motorit, Ejak i tij i pasmë-EMF nuk mundet
ndryshon ndjeshëm dhe rezulton të jetë më i madh se tensioni Ud1 i ndezur
prodhimit
konvertues
(në
spirancë
motor).
valvulave
konverteri UZ1 mbyllet shpejt dhe rryma e ngarkesës zvogëlohet
deri në zero. Por në kapëset e zinxhirit të ankorimit të makinës elektrike,
duke rrotulluar me inerci, ruhet mbrapa-EMF Eyak, i cili
lejon përdorimin e dobishëm të energjisë kinetike të rrotullimit
makinë, duke e kthyer atë në elektrike, dhe në të njëjtën kohë shpejt
ngadalësoni makinën elektrike.
Për ta bërë këtë, duhet të konvertoni kompletin e parë të valvulës në
modaliteti i inverterit, pra rritja e këndit α1 > 90°. Por së pari
Kompleti i konvertuesit UZ1 nuk mund të përdoret në inverter
modaliteti, pasi është e nevojshme të ketë polaritet të kundërt në makinë
tension Ud1. Prandaj, e dyta
grup valvulash UZ2 (α2 > 90°), priza e së cilës është e lidhur me
ngarkesë paralele me daljen e grupit të parë UZ1. Makina
funksionon në modalitetin e gjeneratorit, kështu që shpejtësia e rrotullimit të tij
bie. Rrjedhimisht, mbrapa-EMF Eyak, e cila është
Tensioni i furnizimit N.I.
për Usenkov.
Elektrike e dytë
Kompleti UZ2 funksionon në
modaliteti i inverterit. makinë qielli

n
Frenimi
Motorri e
Overclocking
modaliteti
Motorri
modaliteti
0
t
E kundërta
Unë
E
0
t
<90
US2
AT
Dhe
>90
Dhe
>90
<90
UZ1
AT
UZ1
<90
AT
Fig 1.2. Diagrami i mënyrës së funksionimit
Makinë elektrike DC
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Kur makina elektrike ndalon (Ejak=0; n=0), ju mundeni
konvertoni grupin e dytë të valvulave UZ2 në një ndreqës
modaliteti (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
në modalitetin e motorit dhe mundësohet nga një grup i dytë valvulash
US2.
Drejtimi
rrotullimi
makina
ndryshimet
në
përballë (motori mbrapa) dhe ajo fillon përsëri
përshpejtoni (nga n=0 në një shpejtësi të caktuar, për shembull, në
n=nnom në kuadrantin e tretë të koordinatave të ngasjes: n dhe I ose n
dhe M).
Nëse kërkohet përsëri një e kundërt, atëherë
këndi α2 i grupit të dytë të valvulave UZ2, valvulat e tij janë të mbyllura.
Grupi i parë i valvulave UZ1 konvertohet në inverter
modaliteti (α 1>90°), drejtimi i rrymës së armaturës Id është i kundërt,
makina elektrike punon në modalitetin e gjeneratorit deri në
ndalimi i plotë i motorit.
Në të ardhmen, me një ulje të këndit α1> 90°, grupi i parë
valvulat UZ1 kalohet në modalitetin ndreqës dhe
motori përshpejtohet në shpejtësinë e caktuar.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Karakteristikë rregulluese e kthyeshme
konvertues
Uda
Ud0
Udα1
α1
Modaliteti
ndreqës
0
Udβ1
π
π/2
Modaliteti
inverter
α2
β1
-Ud0
Udβ
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
α
β

Nëse vlerat mesatare të stresit në
në dalje UZ1 dhe UZ2 marrim shprehjen
Udocosα1 = Udocosβ2.
Prandaj është e nevojshme që α1= β2. Që në
modaliteti i inverterit β =180°- α, pastaj kushti i barazisë
vlerat mesatare të tensionit në qarkun e barazimit
mund të paraqitet si α1+ α2 =180°, ku α1 dhe α2 janë kënde
kontrolli i tiristorëve të grupit të parë dhe të dytë
valvulave, të numëruara nga pika e natyrshme
zhbllokimi i tiristorëve.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Karakteristikat e jashtme të të kthyeshmes
konvertues
Karakteristikat e jashtme të ndreqësit dhe inverterit
setet në këtë rast janë vazhdimësi e një
një tjetër dhe jepni një të jashtme lineare që rezulton
karakteristikat e konvertuesit të kundërt
Uda
β1
α1
β1 > β
2
α2 > α
β3 > β
2
1
α3 > α
2
Modaliteti
inverter
Modaliteti
ndreqës
0
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
ID

Kontrolli i përbashkët i valvulës
komplete
Nëse impulset e kontrollit aplikohen njëkohësisht në
valvulat e të dy grupeve UZ1 dhe UZ2, dhe këndet e kontrollit
tiristorët plotësojnë kushtin
α1 + α2 = π,
kontrollin
valvul
ra dakord.
grupe
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
thirrur

Kontroll i veçantë i valvulave
komplete
Për të marrë një makinë elektrike që funksionon në të katër
kuadrantet e fushës: ω - I ose ω - M, është e nevojshme të përdoret një e kundërt
konverteri i tiristorit që siguron rrjedhjen e rrymës së armaturës
motor në të dy drejtimet.
Konvertuesit e kundërt përmbajnë dy grupe tiristorësh,
të lidhura paralelisht me njëri-tjetrin.
Në këtë skemë, dy grupe valvulash UZ1 dhe UZ2, secila e montuar sipas
qark urë trefazor, të lidhur paralelisht me njëri-tjetrin me
polariteti i kundërt në anën e rrymës së korrigjuar.
Aplikoni pulset e zhbllokimit njëkohësisht në të dy grupet e tiristorëve
nuk është e mundur, pasi do të ndodhë një qark i shkurtër. Prandaj, në këtë skemë
mund të funksionojë vetëm
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

një grup tiristorësh UZ1 ose UZ2; një grup tjetër
tiristorët duhet të mbyllen (pulset e hapjes
hequr).
Kështu, konvertuesit e kundërt me
kontroll i veçantë - këta janë konvertues, në
të cilat impulse kontrolluese vijnë vetëm në një
nga grupet e valvulave që përçojnë rrymë. impulset
kontrolli ndaj grupit të dytë të valvulave në këtë kohë nuk është
furnizohen dhe valvulat e tij janë të mbyllura. Reaktori Lur në skemë
mund të mungojë. Shih Gorby243s
Me kontroll të veçantë të valvulave,
vetëm ai grup tiristorësh, që është aktualisht
duhet të përcjellë rrymë në ngarkesë. Përzgjedhja e këtij grupi
varet nga drejtimi i lëvizjes së aktuatorit ("Përpara" ose
"Prapa") dhe nga mënyra e funksionimit të makinës: motori
modaliteti ose frenimi rigjenerues.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Tabela 1 - Zgjedhja e kompletit të valvulave
Mënyra e funksionimit EP
Motorri
Frena
Drejtimi
lëvizjet
"Përpara"
UZ1
US2
"Kthehu"
US2
UZ1
Në sistemet e kontrollit EA, zgjedhja dhe përfshirja e grupit të dëshiruar
tiristorët prodhohen automatikisht me anë të një logjike
pajisje komutuese e LPU, parimi i ndërtimit të së cilës
treguar në figurë.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Ne pranojmë drejtimin e rrymës së armaturës kur punojmë "Përpara" brenda
modaliteti i motorit për pozitiv. Me një sinjal pozitiv
vendosja e shpejtësisë ωset, që korrespondon me lëvizjen
"Përpara" dhe
sinjali i gabimit të shpejtësisë, i cili në modalitetin motorik është gjithashtu
do të jetë (ωset- ω)≥0, sinjali që vjen në LPU nga rregullatori aktual,
do të ketë një shenjë (+). Në përputhje me këtë objekti shëndetësor do të ndezë elektronikën
çelësi QS1, i cili furnizon tiristorin me impulse zhbllokuese
grupi UZ1. Këndi i kontrollit α1 vendoset nga sistemi
rregullimi automatik sipas sinjalit të daljes
rregullatori aktual RT. Të dy SIFU-të (1) dhe (2) punojnë së bashku në mënyrë që
sa është shuma e shumës së këndeve
α1 + α2 = π .
(1)
Kështu, për një grup tiristorësh që vepron në
modaliteti korrigjues, impulset e ndezjes aplikohen me një kënd α1 =
0…π/2. Në të njëjtën kohë, SIFU2 gjeneron impulse
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

këndi i kontrollit α2 = π - α1, d.m.th. këndi i kontrollit,
relevante
inverter
regjimit
puna
konverteri UZ2. Megjithatë, që nga çelësi elektronik
QS2 është i hapur, kontrolloni pulset për tiristorët e grupit
UZ2 nuk janë marrë.
Konvertuesi UZ2 është i mbyllur, por
përgatitur për funksionim në modalitetin e inverterit.
Të tillë
parim
ra dakord
menaxhimi
Kompletet e valvulave, të përcaktuara nga (1), lejon
përputhen me karakteristikat mekanike të makinës
modalitetet e motorit dhe frenimit, siç tregohet në
figura.
Në
nevojë
frenimi
makinë
sinjali i referencës së shpejtësisë ωset zvogëlohet. Gabim nga
shenja e ndryshimit të shpejtësisë (ωass - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
sinjali ndryshon nga (+) në (-), sipas të cilit
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Kontakti QS1 fiket dhe kontakti QS2 ndizet. Megjithatë
ndezja e kontaktit QS2 nuk ndodh menjëherë, por me disa
vonesa kohore e nevojshme për rrymën e armaturës
u ul në zero dhe tiristorët UZ1 rivendosën bllokimin
Vetitë. Rënia e rrymës në zero kontrollohet nga sensori aktual DT dhe
organ null POR (në skema të tjera, për këtë qëllim,
sensorë të përcjellshmërisë së valvulave).
Kur rryma bie në zero, pas një vonese të caktuar
kohë, çelësi QS2 ndizet dhe konverteri fillon të punojë
UZ2, tashmë i përgatitur për funksionim në modalitetin e inverterit. Njësia e drejtimit
hyn në modalitetin e frenimit rigjenerues, koha totale
ndërrimi i grupeve të tiristorit është 5 - 10 ms, që është
e pranueshme për të siguruar cilësi të lartë të kontrollit ES.
Kur punoni në modalitetin e motorit në drejtimin "Prapa", shenja
referenca e shpejtësisë është negative dhe vlera absolute
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

gabimet e shpejtësisë |ωset - ω | pozitive, pra
hyrja LPU merr një sinjal negativ dhe ndizet
Celës
QS2.
Punimet
konvertues
US2
në
mënyra e korrigjimit. Rregullat logjike të punës
LPU janë ilustruar në tabelën 2.
Gjithashtu janë duke u përdorur edhe skema të tjera të objekteve të kujdesit shëndetësor.
Karakteristikat mekanike të makinës së kundërt TP-D
me kontroll të veçantë janë paraqitur në figurë.
Me rrymë të vazhdueshme
përshkruhen nga ekuacioni (1).
spiranca
motorri
ata
Në mënyrën e rrymave të ndërprera në rajonin e vogël
vlerat e çift rrotullues, lineariteti i karakteristikave është shkelur.
Në sistemet moderne të mbyllura me rrymë dhe shpejtësi
rregullimi, falë përdorimit të adaptive
kontrollorët, është e mundur të linearizohet mekanike
karakteristikat e EP in.I.
priUsenkov.
elektrike e vogël
vlerat e momentit.
makinë qielli

Tabela 2 - Logjika e punës së objektit mjekësor
Shenjë
Shenjë
Shenjë
I ndezur
Punimet
Modaliteti
ωass
|ωass- ω|
në hyrje
Celës
puna
objekti i kujdesit shëndetësor
QS
konvertohet
eh
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
US2
-
+
-
QS2
US2
-
-
+
QS1
UZ1
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli
makinë elektrike
a
Motorri
th
Frena
Motorri
th
Frena

Karakteristikë e jashtme e ndreqësit
Uda
Ud0
Ud1
0
ID
Unë d1
Unë k.z
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

7. Lëvizja elektrike dhe automatizimi i instalimeve industriale dhe komplekseve teknologjike

Zbatimi teknik
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Detyra 1. Përcaktoni vlerat e momenteve të reduktuara J dhe Ms në
ngritja e ngarkesës (Figura 1), nëse dihet: Jd = 3,2 kg m2; Jr.o.=3,6 kg m2;
raporti i marsheve të kutisë së shpejtësisë p=0,96; Efikasiteti i organit ekzekutiv
(daulle) B=0,94; shpejtësia këndore e motorit ω=112 rad/s; shpejtësia
ngarkesa ngritëse v=0,2 m/s; masa e ngarkesës m=1000 kg.
Shpjegim.
Momenti statik i reduktuar:
Mc
F p . o. fq . o.
p B D
m g p.o.
p B D
1000 9,81 0,2
19.41 Hm
0,96 0,94 112
Momenti i reduktuar i inercisë J:
J
J D J ro
i p2
m(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3.3 kg m2.
2
D
112
6,14
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Jd, np, ip, fq
M, d, Jd
D
PU
Mpo, po, jpo
RO (b), dhe skema 3. Njihuni me
MatLab7/Simulink3.
librari
madhor
blloqe
në
program
4. Përpiloni një model blloku të një konfigurimi laboratorik për realizim
hulumtoni në përputhje me temën e dhënë dhe jepni një përshkrim të shkurtër
pajisje funksionale të përdorura dhe matje virtuale
aparate.
5. Eksploroni konfigurimin e laboratorit virtual dhe futni fillestarin
të dhënat në kutitë e dialogut të programit. Formuloni një plan
eksperiment.
6. Pas përfundimit të punës, hartoni një raport për strukturën:
Titulli i veprës dhe qëllimi i veprës;
Përshkrimi i stendës së laboratorit;
Analiza e oshilogrameve të varësive eksperimentale;
Gjetjet.
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Puna nr N. Hulumtimi i makinës elektrike sipas
struktura "Motor ndreqës-konvertues-sinkron"
Modeli i bllokut të një disku elektrik me një motor asinkron
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

Rezultatet e simulimit
N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

N.I. Usenkov. Elektrike
makinë qielli

MINISTRIA E ARSIMIT DHE SHKENCËS

FEDERATA RUSE
AGJENCIA FEDERALE PËR ARSIM
INSTITUCIONI ARSIMOR SHTETËROR

ARSIMI I LARTË PROFESIONAL
VAJ SHTETËROR UFIMSKY

UNIVERSITETI TEKNIK

V.I.BABAKIN

Kursi i leksioneve mbi disiplinën:

"Drejtim elektrik i automatizuar i standardit

mekanizmat e prodhimit dhe teknologjik

komplekset."
Pjesa 2.

Ufa 2007

1.AED me motor asinkron 4

1.1AEP me IM me kontroll reostat 4

1.2AEP me AKZD me tension të rregullueshëm të furnizuar në stator AD 5

2. Gjendja aktuale e AED me motorë AC 7

2.1 Problemet e sintezës dhe kontrollit të AED 7

3. Makinë elektrike e automatizuar asinkrone duke përdorur sinkron

Konvertuesit e frekuencës së makinës elektrike 9

4. Makinë elektrike e automatizuar asinkrone duke përdorur asinkron

Konvertuesit e frekuencës së makinës elektrike 11

5. Makinë elektrike e automatizuar me motor AC me konvertues statik të frekuencës (SFC) 11

5.1 Konvertuesi i frekuencës me lidhje DC 12

13

7. AEPT me PE që ka një ndreqës të kontrolluar në strukturë……………………………… .14

8. Kontrolli i shpejtësisë në AED me FC me UV…………………………………………………… ...17

9. Filloni në AED me FC me SW…………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

10. Frenimi në AED me SW………………………………………………………………………..19

10.1. Frenimi i fuqisë së kundërt (RT)…………………………………………………… ..19

10.2. Frenimi dinamik………………………………………………………………… 19

10.3. Anasjelltas…………………………………………………………………………………… ..20

11. Avantazhet dhe disavantazhet e AED me FC me SW…………………………………………………… .20

12. Makinë elektrike e automatizuar duke përdorur një inverter me WIDE…………………………….20

13. Rregullimi i shpejtësisë, frenimi i fillimit në AED me WID……………………………………21

13.1 Kontrolli i shpejtësisë në AED me WID…………………………………………………………21

13.2 Fillimi në AED me SHIRD………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

13.3 Frenimi në AED me SHIR…………………………………………………………………… 22

14 Makinë elektrike e automatizuar duke përdorur një inverter PWM………………………….22

15 Parimi i funksionimit të inverterit me PWM……………………………………………………………………..23

16 Diagramet skematike të inverterit me PWM…………………………………………………………………………………………………………

17 FC me PWM bazuar në tiristorë që nuk mbyllen……………………………………………………………………………………………………

18 Baza e elementeve të konvertuesve modernë të frekuencës…………………………………………………………………………

18.1 Filtrat e fuqisë…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

18.2 Karakteristikat e çelsave të fuqisë moderne të fuqishme me izolues të dyanshëm

19 Diagramet kryesore të invertorëve bazuar në transistorët IGBT……………………………………………………………………

20 Kontrolli i shpejtësisë në AED me FC me PWM…………………………………………………….29

21 Duke filluar në AED me FC me PWM………………………………………………………………………..29

22 Frenimi në AED me inverter PWM……………………………………………………………… .29

23 Mënyrat e urgjencës në AED me FC me PWM…………………………………………………………29

24 Ndikimi i gjatësisë së kabllit të montimit në mbitensionin në terminalet e motorit……….30

25 Parimet dhe bazat e kontrollit të vektorit………………………………………………………...34

26 Realizimi i kontrollit vektorial………………………………………………………………..36

27 Makinë elektrike e automatizuar AC me konvertim të drejtpërdrejtë

Lopa e frekuencës (LFC)………………………………………………………………………… ..38

28 Ngasja e automatizuar AC në qarqet kaskadë………….40

29 Makina elektrike të automatizuara me kaskada të motorëve elektrikë…………………………………………………………………………………………………… 42

30 Makina elektrike të automatizuara me kaskada elektromekanike elektromakinike…………………………………………………………………………………………………..43

31 Ngasje elektrike të automatizuara me stade valvulash asinkrone (AVK).44

32 Drejtues të automatizuar AC me makineri me furnizim të dyfishtë

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

33 Disqet e automatizuara AC me makina me fuqi të dyfishtë në modalitetin sinkron………………………………………………………………………… 46

34 Drejtues të automatizuar AC me makineri me furnizim të dyfishtë

Niya në modalitetin asinkron……………………………………………………………………..48

35 Drejtues elektrikë të automatizuar AC me një motor pa furça …50

36 Disqet e automatizuara servo AC…………….52
1. AED me motor asinkron
1.1 AED me IM me rregullim reostatik.

Këto skema përdoren për IM me një rotor fazor.

Parimi i funksionimit: Duke ndryshuar rezistencën aktive të qarkut të rotorit, ne në këtë mënyrë ndikojmë në rrëshqitje, ndërsa ndryshojmë shpejtësinë këndore.

Një nga treguesit më të rëndësishëm të cilësisë së rregullimit është butësia. Në këtë rast, varet nga numri i hapave të rezistencës shtesë të futur në qarkun e rotorit, i cili, nga ana tjetër, kufizohet nga pajisjet standarde të kontrollit që përdorin qarqet rele-kontaktorë. Një rritje në numrin e fazave do të sjellë një rritje të numrit të releve dhe kontakteve, të cilat nga ana tjetër do të çojnë në një ulje të shpejtësisë dhe besueshmërisë së sistemit në tërësi. Për më tepër, disqet e tilla elektrike kanë performancë të ulët të energjisë, efikasitet të ulët në fushën e rregullimit të thellë, me një rritje të konsiderueshme të rezistencës shtesë, ngurtësia e karakteristikës zvogëlohet ndjeshëm, gjë që do të ndikojë në stabilitetin e makinës elektrike.

Për të rritur butësinë e rregullimit, përdoret rregullimi parametrik i pulsit. Thelbi i kësaj metode qëndron në futjen alternative dhe heqjen e rezistencës shtesë në qarkun e rotorit, ndërsa vlera mesatare është e barabartë me:

ku t 1 - kohëzgjatja e gjendjes së mbyllur të çelësit;

T 2 - kohëzgjatja e gjendjes së hapur të çelësit.

fig.2

ω do të ndryshojë pa probleme në rreshtin ndërmjet dy karakteristikave kufitare ε=1 dhe ε=0

Gama e kontrollit të shpejtësisë në një EA me kontroll reostat është i kufizuar në:

1. 
   Humbje të mëdha të energjisë (eficiencë e ulët)
2. 
   Stabilitet i ulët (D=1.5÷1).

^ 1.2 AED me AKZD me tension të rregullueshëm të furnizuar në statorin e IM.
Parimi i funksionimit të disqeve të tilla elektrike është që kur voltazhi i furnizuar në stator zvogëlohet në proporcion me katrorin e tensionit, çift rrotullimi elektromagnetik zvogëlohet dhe shpejtësia e rrotullimit ω zvogëlohet.
Rregullimi kryhet duke përdorur rregullatorë të tensionit të përfshirë në qarkun e statorit. Ekzistojnë dy lloje rregullimesh:

• 
  impuls;
• 
  e vazhdueshme.

Deri vonë, kryesisht përdoreshin metodat e kontrollit të impulsit.

Diagrami më i thjeshtë i qarkut të kontrollit të impulsit:
fig.3
Në këtë rast, frekuenca e mbylljes dhe hapjes është në përpjesëtim me frekuencën e rrjetit f ≤ 200 Hz. Kur ndryshon cikli i punës së impulseve të kontrollit, vlera e tensionit efektiv ndryshon:
Kur ε=1, motori funksionon sipas një karakteristike mekanike natyrore, ndërsa çelësat K janë vazhdimisht të mbyllur. Ndërsa ε zvogëlohet, shpejtësia këndore zvogëlohet. Në këtë rast, momenti kritik M CR zvogëlohet, si rezultat, zvogëlohet kapaciteti i mbingarkesës (ngurtësia) e pjesës së punës të karakteristikës mekanike. Në vlera të vogla të ciklit të punës, d.m.th. me shpejtësi të ulët, disku është i paqëndrueshëm.

Disavantazhet:

• 
  Performanca e ulët e energjisë, e cila shoqërohet me një rritje të tensionit dhe shpejtësisë, si dhe me procese kalimtare elektromagnetike të shkaktuara nga ndezja dhe fikja e mbështjelljes së statorit të motorit.
• 
  Makinat e tilla elektrike mund të punojnë vetëm në një mënyrë të vazhdueshme, sepse. mos siguroni fillimin dhe ndalimin afatshkurtër të motorit.

Disi më mirë, në këtë drejtim, treguesit kanë disqe elektrike me rregullim të tensionit të pulsit dhe alternim të fazës së pulsit.

KN ndizet në intervalet e gjendjes së fikur të çelësave KV, në ε=0 impulse që kontrollojnë tastet KV. EA do të funksionojë në modalitetin e frenimit kundër ndërprerësit. Familja e karakteristikave mekanike në një EA të tillë do të jetë më e ngurtë në pjesën e punës (kapaciteti i mbingarkesës është më i ulët).

Dallimi midis karakteristikave mekanike në rregullimin e tensionit të pulsuar dhe alternimit të fazës pulsuese (në pjesën e punës, makina elektrike funksionon më në mënyrë të qëndrueshme). Në vlera shumë të vogla të ε, karakteristikat shkojnë në rajonin e frenimit me anë të kundër-telive, gjë që bën të mundur ndalimin e shpejtë të motorit. Makinat e tilla elektrike janë për mënyra të ndërprera, por këto disqe elektrike kanë performancë edhe më të ulët të energjisë, tk. imponimi i modaliteteve të motorit dhe frenimit shkakton kalime pothuajse të vazhdueshme elektromagnetike, të shoqëruara me humbje të mëdha të fuqisë.

Disavantazhet:

Ulja e tensionit të furnizimit me fuqi konstante në boshtin e motorit do të çojë në një ulje të tensionit në terminalet e rotorit, një rritje të rrymës së rotorit, një ulje të faktorit të fuqisë së motorit dhe një ulje të efikasitetit.

Treguesit e cilësisë:

1. 
   Performanca e ulët e energjisë;
2. 
   Stabilitet i ulët rregullues:
3. 
   Gama e kontrollit D=1,5÷1;
4. 
   Butësia është e lartë;
5. 
   Lidhja e vetme e drejtimit "poshtë";

Këshillohet që të rregullohet M=konst sepse kjo ju lejon pjesërisht të heqni qafe pengesën e parë.

Aktualisht, EP me rregullim të vazhdueshëm të tensionit përdoren gjerësisht:

• 
  RN-AD;
• 
  TRN-AD.

Disqet e tilla elektrike kanë performancë energjetike shumë më të mirë se ED me IRN, por të gjitha performancat e tjera janë të njëjta.
Kohët e fundit, disqe të tilla elektrike kanë marrë një reklamë të gjerë të paarsyeshme. Propozohet përdorimi i tyre për mekanizmat që funksionojnë në një mënyrë të përsëritur afatshkurtër. Rregullimi i ω në sistemin TRN-IM kryhet duke ndryshuar tensionin në terminalin e statorit duke ndryshuar këndin e ndezjes së tiristorëve. Fig.5

^ Përparësitë e EP sipas sistemit TRN-AD: Për sa i përket kostove fillestare, është 30-40% më e lirë se një EP me një konvertues frekuence; kostot e mirëmbajtjes janë ulur me 20-50%.

^ Disavantazhet e EP sipas sistemit TRN-AD: Gama e ulët e kontrollit D=2÷1.

Ky disavantazh mund të eliminohet deri diku duke përdorur AED me EMF të rregullueshme në mbështjelljen e statorit, d.m.th. jo rregullimi i tensionit, por EMF.

^ 2. Gjendja aktuale e AED me motorë AC.

2.1 Probleme të sintezës dhe kontrollit të AED.
Objekti i kontrollit -

1. 
   ED (konvertues elektromekanik);
2. 
   SP (konverter elektrik i fuqise);
3. 
   IP (transduktor matës).

1) ED(konvertues elektromekanik).

Klasa më e gjerë e motorëve elektrikë të përdorur në një makinë elektrike moderne AKZD për qëllime të përgjithshme industriale. Këta motorë janë të destinuar për përdorim në disqet me shpejtësi të ndryshueshme, për lidhje të drejtpërdrejtë me një rrjet industrial. Në thelb, ndryshimet në këtë fushë janë në natyrën e disa përmirësimeve të dizajnit në motorin elektrik. Modifikime speciale të AKZD janë duke u zhvilluar dhe prodhuar në masë, të destinuara për përdorim në një makinë elektrike të kontrolluar me frekuencë (nga Siemens, AKZD është zhvilluar dhe prodhuar në masë për pesë vjet për përdorim në frekuenca të ulëta dhe të larta të furnizimit 500-1000 Hz ). Përveç kësaj, ka një rritje në prodhimin e LED-ve me ngacmim nga magnet të përhershëm (pa kontakt). Këta motorë elektrikë kanë tregues të përmirësuar të peshës, madhësisë dhe çmimit dhe nuk janë inferiorë për sa i përket treguesve teknikë dhe energjetikë. Ndër EM-të premtues është një motor induktor, i cili, sipas zhvilluesve, ka karakteristika shumë më të mira teknike dhe energjetike dhe kërkon një konvertues shumë të thjeshtë të energjisë (kostoja e makinës elektrike është shumë më e ulët). Një motor elektrik me ngurrim sinkron ka tregues të peshës dhe madhësisë që janë në intervalin midis IM dhe SM, dhe në të njëjtën kohë, efikasitet energjetik dukshëm më të lartë me një kosto shumë më të ulët.
2) PS(konverter elektrik i fuqise);

Në fushën e SP në një makinë elektrike me motorë DC, aktualisht përdoren kryesisht konvertuesit që kanë strukturën e një ndreqësi - AVI. Për më tepër, nëse para vitit 2000 kërkesat për cilësinë e korrigjimit nuk ishin të rregulluara, atëherë aktualisht janë shfaqur një numër dokumentesh rregullatore që rregullojnë rreptësisht praninë e pajisjeve ndreqës në strukturën e ndërmarrjes së përbashkët. Këto janë standardet IEEE-519, IEC555 - standardet e integrimit; GOST 13109. Për të përmirësuar treguesit e cilësisë së sipërmarrjeve moderne të përbashkëta, në veçanti, për të përmirësuar cilësinë e konsumit të energjisë, përkatësisht, për të rritur faktorin e fuqisë, aktualisht përdoren ndreqës në çelsat e fuqisë plotësisht të kontrolluar me stabilizim të tensionit të daljes. Qarqet me induktivitet shtesë, qarqe me një çelës hyrës komutues zbatohen duke përdorur teknologjinë inteligjente. Megjithatë, SP me ndreqës të pakontrolluar duket se janë më efikasë dhe më të lirë. JV aktualisht përdor një bazë moderne që përdor pajisje elektronike moderne si tiristorët MGT ose IGST, si dhe transistorë IGBT plotësisht të kontrolluar. Për më tepër, aktualisht janë duke u zhvilluar tranzistorë me një rezolucion të tensionit prej 6-10 kV.

Aktualisht, mënyra më premtuese e funksionimit të SP është modaliteti PWM me frekuencë të lartë me një frekuencë modulimi prej 20 kHz dhe kontroll vektorial (ndikimi përmes komponentit të çift rrotullimit dhe formimit të fluksit të rrymës së statorit). Ky modalitet është më i favorshmi për motorët me një frekuencë nominale 500-1000 Hz. në këtë rast, problemi i përputhjes së frekuencës së modulimit me frekuencën e tensionit që furnizon motorin zgjidhet shumë më lehtë. Aktualisht, një lloj sipërmarrjeje premtuese është gjithashtu NFC, e cila ka një strukturë matrice me një sistem kontrolli matricë. Avantazhi i konvertuesve të tillë është mungesa e elementeve reaktive, d.m.th. kapacitetet dhe induktancat në qarkun e fuqisë, forma pothuajse sinusoidale e tensionit dhe rrymës dalëse, si dhe aftësia për të punuar në modalitetin kryesor cosφ.
3) IP(transduktor matës).

Mjetet e njohura tradicionalisht përdoren aktualisht si matës kryesorë, të cilët përfshijnë sensorë të rrymës dhe tensionit të disponueshëm në treg, sensorë Hall, tahogjeneratorë, sensorë të zhvendosjes dhe pozicionit të fotopulsit dhe kodit, revolerë elektromagnetikë, selsyn, etj. Vëllimi i përdorimit të sensorëve të tillë modernë si lazeri kapacitiv është praktikisht i barabartë me zero. Lloji më premtues i IP-së janë njehsorët indirekt, në të cilët, në bazë të parametrave të matur lehtësisht, si rezistenca aktive dhe induktive e motorit, shpejtësia dhe pozicioni i rotorit, etj. Kur përdorni sisteme të tilla matëse, nuk ka nevojë të përdorni një numër të madh sensorësh dhe në veçanti një sensor të shpejtësisë së rrotullimit. Sisteme të tilla matjeje quhen pa sensorë.
^ Detyrat e kontrollit të makinës elektrike:

Lloji më i zakonshëm i problemeve të kontrollit është problemi i kontrollit të drejtpërdrejtë të shpejtësisë së rrotullimit EA. Përveç kësaj, ekzistojnë disqe të kontrolluara posaçërisht që kryejnë detyrat e rregullimit të çift rrotullues elektromagnetik, fuqinë, nxitimin, rregullimin e pozicionit të rotorit dhe rregullimin e çdo parametër teknologjik. Për më tepër, ekzistojnë detyra të stabilizimit, gjurmimit, pozicionimit, sigurimit të pandryshueshmërisë (është sigurimi i pavarësisë ose varësisë së dobët nga shqetësimet e pakontrolluara), sigurimi i autonomisë (sigurimi i pavarësisë së çdo parametri objekti nga parametrat e tjerë).

Sinteza e kontrollit ED është reduktuar në gjetjen e një modeli ED të kushtëzuar mjaftueshëm, i cili aktualisht në shumicën e rasteve është një sistem ekuacionesh Kirchhoff sipas ligjit të dytë të Ele të qarqeve elektromagnetike të ED dhe SP. Zakonisht këto ekuacione shkruhen për një makinë ekuivalente dyfazore, si dhe një sistem ekuacionesh të Njutonit për qarqet mekanike të një EP.

Problemi kryesor kur krijoni një model EP:

• 
  Llogaritja e ngopjes së qarkut magnetik të motorit;
• 
  Kontabiliteti i lidhjeve mekanike elastike;
• 
  Kontabiliteti për marrëdhëniet jolineare.

^ 3. Makinë elektrike e automatizuar asinkrone duke përdorur konvertues sinkron të frekuencës së makinës elektrike.
AED-të me FC të makinerive elektrike kanë një avantazh të rëndësishëm: pajtueshmërinë me sistemin e energjisë, d.m.th. mos e ndotin rrjetin.

Ekzistojnë dy lloje të invertorëve elektrikë:

1. 
   IF sinkron i elektromakinës (EMSPCh);
2. 
   FC asinkrone me elektromakinë (EMASCH).

AED me elektromakinë SFC.

Elementi kryesor i një sistemi të tillë është një gjenerator sinkron trefazor i përshtatur në fuqi me diskun AD. Në këtë rast, voltazhi dhe frekuenca e daljes përcaktohen nga shpejtësia këndore e boshtit të gjeneratorit dhe madhësia e fluksit magnetik të ngacmimit. Kur shpejtësia ndryshon, voltazhi i daljes do të ndryshojë. Nëse marrim tensionin në terminalet e fazës së mbështjelljes së statorit, është e qartë se kur F=konst me një rritje të shpejtësisë së rrotullimit të boshtit, njëkohësisht me një rritje të frekuencës, do të rritet edhe vlera efektive e tensionit të daljes. Në këtë rast, mund të zbatohet vetëm një ligj i kontrollit proporcional.

fig.6

PC përfshin:

• 
  Lidhja kryesore është një gjenerator sinkron trefazor (G2);
• 
  DPT NV (D2) dalja e sistemit G-D lidhet me anë të një boshti me SG;
• 
  Motori ndihmës lëvizës AKZ (D1) me shpejtësi të parregulluar.

Faktori i proporcionalitetit C i gjeneratorit të daljes (G2) mund të ndryshohet duke ndryshuar I B3 duke përdorur një rezistencë R3. Shpejtësia e rrotullimit të boshtit të gjeneratorit G 2 rregullohet nga I V1 i gjeneratorit (G1) nga reostati R 1, si dhe I V2 i motorit (D2) nga reostati R 2. Në këtë sistem, kontrolli i shpejtësisë është i mundur në të dy drejtimet nga nominali. Megjithatë, diapazoni i kontrollit të shpejtësisë së sipërme përdoret rrallë sepse motori punon me një tension më të madh se voltazhi nominal. Me reostatët e tërhequr plotësisht R 1 dhe R 2, voltazhi dhe shpejtësia e rrotullimit janë të barabarta me nominale.
Treguesit e cilësisë:

• 
  
• 
  Efikasitet i ulët, cosφ i lartë;
• 
  P set min = 400%

Përparësitë e AED me ESCH:

• 
  
• 
  Lehtësia e kontrolleve.

• 
  Disavantazhet e AED me ESCH:
• 
  Efikasitet i ulët;
• 
  
• 
  
• 
  Aftësia për të rregulluar vetëm sipas ligjit proporcional.

^ 4. Makinë elektrike e automatizuar asinkrone duke përdorur konvertues të frekuencës së makinës elektrike asinkrone.
Elementi kryesor i një sistemi të tillë është një gjenerator asinkron trefazor i përshtatur në fuqi me diskun AD.

fig.7

Treguesit e cilësisë:

• 
  Rregullimi me dy zona, i qetë, i qëndrueshëm;
• 
  Efikasitet i ulët, cosφ i lartë;
• 
  P goja min = 200-400%

Përparësitë e AED me ESCH:

• 
  Nuk ka ndikim negativ në rrjet;
• 
  Lehtësia e kontrolleve.

Disavantazhet e AED me ESCH:

• 
  Efikasitet i ulët;
• 
  Prania e një numri të madh të pjesëve rrotulluese;
• 
  Tregues të pakënaqshëm të peshës dhe madhësisë;
• 
  Aftësia për të rregulluar çdo ligj.
• 
  Nevoja për autotransformatorë.

^ 5. Makinë elektrike e automatizuar me një motor AC me konvertues statik të frekuencës (SFC).
Aktualisht, SFC është lloji më i përdorur dhe më premtues i FC si pjesë e një makine elektrike të automatizuar me një motor AC.

HRC klasifikohet sipas kritereve të mëposhtme:

1. 
   Sipas strukturës së shndërrimit të energjisë.

• 
  FH me konvertim të drejtpërdrejtë.
• 
  SFC me lidhje DC.

1. 
   Sipas llojit të invertorëve ndahen në:

• 
  FC me inverterë të drejtuar nga rrjeti.

Ndërprerësit e energjisë të invertorëve të tillë bllokohen kur një gjysmë valë negative e tensionit të furnizimit aplikohet në anodë.

• 
  FC me inverter autonom

Ndërprerësit e rrymës së invertorëve të tillë bllokohen ose kur shkarkohen kondensatorët komutues, ose me ndihmën e pulseve të kontrollit.

• 
  IF me AIN
• 
  FC me AIT
• 
  Inverter AI me ndërprerje alternative (inverter i tensionit të pjesshëm)
• 
  Inverter AI me ndërrim individual (Inverter i kontrolluar me tension)

^ 5.1 Konvertuesi i frekuencës me lidhje DC
Aktualisht, ky lloj i konvertuesve të frekuencës është lloji më i përdorur dhe, ndryshe nga NP+Ch, ai furnizohet si një element i pavarur i makinës elektrike.

fig.8

Ku U 1 është një tension i alternuar trefazor me një amplitudë konstante.

P 1 - ndreqës i kontrolluar ose i pakontrolluar, i cili është krijuar për të kthyer tensionin sinusoidal të hyrjes në një tension konstant (pulsues) të daljes.

F - filtri i rrymës ose tensionit është krijuar për të zbutur valëzimin nga dalja e ndreqësit.

P 2 është një inverter autonom i rrymës ose tensionit, i krijuar për të shndërruar rrymën ose tensionin e drejtpërdrejtë të zbutur në trefazor të alternuar.

M - motor AC trefazor me një rotor me kafaz ketri.
Në bllok diagramin e propozuar, blloku P 1 mund të funksionojë në të dy mënyrat e kontrolluara dhe të pamenaxhuara. Në këtë rast, në rastin e parë, AI kryen funksionet e ndryshimit të vetëm frekuencës së daljes së konvertuesit, dhe funksionet e ndikimit në amplituda e tensionit të daljes kryhen nga ndreqësi. Në rastin e dytë, AI kryen funksionet e ndryshimit të frekuencës së daljes dhe vlerës efektive të tensionit të daljes.

Opsioni HC ka një avantazh të pamohueshëm, i cili konsiston në një thjeshtim të konsiderueshëm të sistemit të kontrollit, pavarësisht nga prania e CU. Në këtë rast, i gjithë sistemi është dukshëm më i lirë.

Në rastin e versionit LV, përputhshmëria e të gjithë sistemit me rrjetin elektrik është përmirësuar ndjeshëm. Sidoqoftë, në këtë rast, skema e kontrollit bëhet shumë më e ndërlikuar dhe, në përputhje me rrethanat, i gjithë sistemi bëhet shumë më i shtrenjtë.
^ 6. Inverterë autonome (AI).
Sipas shkallës së kontrollueshmërisë, AI-të ndahen në:

• 
  AI me ndërrim alternativ.
• 
  AI me ndërrim individual.

Dallimi i qarkut midis këtyre dy invertorëve është se në AI me ndërrim serik funksionojnë të gjithë çelsat e energjisë. Në AI me komutim individual, çdo ndërprerës i fuqisë që funksionon ka të paktën një çelës ndihmës të energjisë. Opsioni i dytë është zakonisht më funksional, por në të njëjtën kohë shumë më i shtrenjtë dhe më pak i besueshëm. Aktualisht, pothuajse të gjitha AI-të klasifikohen si AI me ndërrim serik.

Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një MT me ndërprerje alternative duke përdorur shembullin e një MT njëfazore në të cilën çelsat e rrymës mbyllen duke përdorur një kondensator komutues.

T 1, T2 - tiristorë që punojnë

Le të jetë në kohën t = 0 T2 e hapur, T1 e mbyllur; voltazhi i hyrjes aplikohet në Rn2, pas një periudhe kohe të barabartë me periudhën e kalimit T2, një impuls zhbllokues aplikohet në T1. Në këtë rast, tensioni i hyrjes aplikohet në Rn1, dhe përmes qarkut të hapur T1, Rn1, Rn2, një tension i kundërt me Sk aplikohet në T2, si rezultat i të cilit T2 bllokohet, etj. Periudha e ndërrimit është kohëzgjatja e hapjes së çelësit.

Sipas formës së tensionit dhe rrymës së daljes, Ai ndahet në: Në AIT, forma e tensionit të daljes varet si nga sekuenca dhe kohëzgjatja e ndërprerësve të rrymës, ashtu edhe nga natyra e ngarkesës dhe forma e daljes. rryma varet vetëm nga sekuenca dhe kohëzgjatja e ndërprerësve të fuqisë.

Për AIP, forma e rrymës së daljes varet si nga sekuenca dhe kohëzgjatja e çelsave të energjisë komutuese dhe nga natyra e ngarkesës, dhe forma e tensionit të daljes varet vetëm nga sekuenca dhe kohëzgjatja e ndërrimit të çelsave të energjisë.

Dallimi i jashtëm midis AIT dhe AIP: AIT ka një filtër L të hyrjes dhe një filtër hyrje L ose LC. Përveç kësaj, nëse në qarkun e inverterit përdoren çelsat e fuqisë jo plotësisht të kontrolluar, atëherë ka një kondensator për secilën fazë të AIT dhe AIP ka një kondensator komutues për çdo ndërprerës të energjisë.

Konsideroni funksionimin e një AIT njëfazor.

T1, T3 - çelsat e fuqisë së grupit të anodës

T2, T4 - çelsat e fuqisë së grupit të katodës

C K - kondensator komutues

L është filtri i hyrjes.
Në momentin e parë të kohës, dy çelsat e energjisë tërthore janë në gjendje të hapur - i pari nga grupi i anodës, i dyti nga grupi katodik. Në momentin e zhbllokimit të dy çelësave të tjerë të ndezjes, dy të parët janë të kyçur, e kështu me radhë. Në këtë rast, nëse çelësat T3 dhe T2 janë të hapur, kondensatori ngarkohet në drejtimin përpara, me çelësat T1 dhe T4 të hapur, kondensatori rimbushet në drejtim të kundërt.

fig.11

Në kohën t = 0, një impuls zhbllokues aplikohet në T1 dhe T4. kondensatori Ck në këtë moment është i parangarkuar dhe kur hapen T1 dhe T4, ai shkarkohet në T3 dhe T2 në drejtim të polaritetit negativ, duke mbyllur kështu T3 dhe T2. në periudhën e ardhshme kohore të barabartë me periudhën e kalimit T1 dhe T4, rryma përmes rezistencës së ngarkesës do të rrjedhë në një drejtim pozitiv. Pas një periudhe kohe, kondensatori rimbushet në drejtim të kundërt. Në këtë moment, një impuls zhbllokues aplikohet në T3 dhe T2, kondensatori shkarkohet në drejtim të polaritetit negativ, ai bllokon T1 dhe T4, rryma rrjedh përmes T4, Zn dhe T2 hapur dhe do të ketë një drejtim negativ.

^ 7. AEPT me gjendje emergjence me nje ndreqes te kontrolluar ne strukturen e tij.
Aktualisht, ekziston një tendencë për të zgjeruar fushën e aplikimit të ndreqësve të kontrolluar në strukturën FC, veçanërisht në ato disqe elektrike që, për shkak të kushteve teknologjike, kanë nevojë për frenim të shpeshtë (d.m.th., për një makinë elektrike që funksionon në S5 me ndërprerje modaliteti). Kjo për faktin se SW ka një pronë kaq të rëndësishme si përçueshmëria dypalëshe. Kjo bën të mundur përdorimin e një lloji të tillë frenimi me efikasitet energjie si rigjenerues. Por vetitë negative të hidrokarbureve nuk mund të eliminohen plotësisht. Aktualisht, përdoren konvertues që përmbajnë dy blloqe hyrëse: i pari është një ndreqës i pakontrolluar i përfshirë në funksionimin e makinës në modalitetin e motorit; e dyta është SW i përfshirë në funksionimin e inverterit në modalitetin e frenimit.

Konsideroni skemën dhe parimin e funksionimit të inverterit me një tiristor SW dhe një tiristor AIT, në të cilin ndërrimi i çelsave të energjisë kryhet duke përdorur kondensatorë kalues.

-fig.12

Njësia hyrëse e konvertuesit është një SW e ndërtuar sipas një qarku të korrigjimit trefazor të urës me gjashtë goditje. Funksioni kryesor i SW, përveç korrigjimit, është rregullimi i vlerës efektive të tensionit të daljes së konvertuesit. Për të zbutur valëzimin e rrymës së daljes së ndreqësit, përdoret një seri filtri L.

AIT përbëhet nga gjashtë ndërprerës të energjisë, tre prej të cilëve T1, T3, T5 kanë një anodë të përbashkët dhe formojnë një grup anodë; tre të tjerat T2, T4, T6 kanë një katodë të përbashkët dhe formojnë një grup katodë. Parimi i funksionimit të AIT bazohet në faktin se në momentin e parë të kohës ekzistojnë dy ndërprerës të fuqisë tërthore në gjendje të hapur: një nga grupi i anodit, i dyti nga grupi katodik. Zhbllokimi i çelësave të energjisë kryhet në kohën e furnizimit të pulseve të kontrollit nga BUI (sistemi i kontrollit me shumë kanale). Në këtë rast, sekuenca e aplikimit të impulseve në secilën valvul korrespondon me numrin e tyre serial. Bllokimi i çelsave të rrymës kryhet kur ndonjë nga tre kondensatorët shkarkohet në drejtim të polaritetit negativ dhe gjithashtu korrespondon me rendin e alternimit të numrave të çelsave të energjisë.

Në frekuencën e daljes f 2 = Konvertuesi 50 Hz funksionon në modalitetin e mëposhtëm: hendeku midis dy pulseve të kontrollit ngjitur është
, kohëzgjatja e hapjes së çdo çelësi do të jetë 120 0 . Në këtë rast, kondensatorët bllokues C1, C2, C3 duhet të kenë një kapacitet të tillë që koha e barabartë me 60 0 të mbajë ngarkesën e nevojshme për të bllokuar çelësin tjetër.
Ne do të demonstrojmë funksionimin e konvertuesit duke përdorur diagramin:

1. 
   Rryma nga dalja e ndreqësit ka një formë ideale të korrigjuar.
2. 
   Drejtimi i rrymave në fazat e inverterit-motorit të kabllove të montimit
   • 
     nga P në D - pozitive.
   • 
     nga D në P - negative.

fig.13

1. t = 0 Hap T1, T6. Rryma e qarkut rrjedh përmes ndërprerësit të energjisë T1 fazën A të kabllit dhe kthehet në fazën C përmes T6 të hapur. Në të njëjtën kohë, C3 është para-ngarkuar, në intervalin kohor 0-60 0 C1 është rimbushur, dhe C3 ruan ngarkesën e tij.

2. t = 60 0 T2 aplikohet një impuls zhbllokues. Në të njëjtën kohë, C3 shkarkohet në T6 dhe e bllokon atë. Në intervalin kohor 60 0 - 120 0 T1 dhe T2 janë të hapura. Rryma rrjedh përmes fazës A në motor dhe përmes fazës B nga motori në konvertues. . Në këtë periudhë kohore, C2 rimbushet, C1 ruan ngarkesën e tij.

3. t = 120 0 Një impuls zhbllokues aplikohet në T3. Në këtë rast, C1 shkarkohet në T1 dhe e bllokon atë. Në intervalin kohor 120 0 - 180 0 T2 dhe T3 janë të hapura. Rryma rrjedh përmes fazës B në motor, dhe përmes fazës C nga motori në konvertues. . Në këtë periudhë kohore, C3 rimbushet, C2 ruan ngarkesën e tij.

4. t = 180 0 Një impuls zhbllokues aplikohet në T4. Në të njëjtën kohë, C2 shkarkohet në T2 dhe e bllokon atë. Në intervalin kohor 180 0 - 240 0 T3 dhe T4 janë të hapura. Rryma rrjedh përmes fazës B në motor, dhe përmes fazës A nga motori në inverter. . Në këtë periudhë kohore, C1 rimbushet, C3 ruan ngarkesën e tij.

5. t = 240 0 Një impuls zhbllokues aplikohet në T5. Në të njëjtën kohë, C3 shkarkohet në T3 dhe e bllokon atë. Në intervalin kohor 240 0 - 300 T4 dhe T5 janë të hapura. Rryma rrjedh përmes fazës C në motor dhe përmes fazës A nga motori në inverter. . Në këtë periudhë kohore, C2 rimbush C1 ruan ngarkesën e tij.

6. t = 300 0 Një impuls zhbllokues aplikohet në T6. Në këtë rast, C1 shkarkohet në T4 dhe e bllokon atë. Në intervalin kohor 300 0 - 360 T5 dhe T6 janë të hapura. Rryma rrjedh përmes fazës C në motor, dhe përmes fazës B nga motori në konvertues. . Në këtë periudhë kohore, C3 rimbush C2 ruan ngarkesën e saj.

Për të rritur frekuencën e daljes, është e nevojshme të zvogëlohet intervali midis pulseve të kontrollit; për këtë, ne rrisim këndin e kontrollit β. Prandaj, me ligjin e kontrollit, vlera efektive e tensionit të daljes do të ndryshojë, në veçanti, me një ligj kontrolli proporcional, me një rritje të frekuencës, këndi i kontrollit të ndreqësit α do të ulet në proporcion me rritjen e këndit β.

Një pengesë e rëndësishme e qarkut të konsideruar është nevoja për të përdorur kondensatorë me kapacitet të lartë të nevojshëm për të ruajtur ngarkesat në intervalin midis dy ndërprerësve. Pjesërisht heqja qafe këtë mangësi lejon përdorimin e AI me dioda prerëse.

fig.14

Këtu, diodat e ndërprerjes D1, D3, D5 dhe D2, D4, D6 janë të lidhura në seri në qarqet katodë dhe anodë të çelsave të energjisë. Numri i tyre është i barabartë me numrin e çelësave. Këto dioda parandalojnë shkarkimin e kondensatorëve gjatë periudhës së ndërrimit të çelësit dhe, për shkak të kësaj, përmirësojnë ndjeshëm leximet e inverterit.

^ 8. Kontrolli i shpejtësisë në AED me FC me SW.
Në një AED me një konvertues frekuence dhe që ka një ndreqës të kontrolluar në strukturë, kontrolli i shpejtësisë ω kryhet në një gamë të gjerë, duke siguruar tregues mjaftueshëm të cilësisë së lartë. Rregullimi i ω kryhet duke vepruar në AI me ndihmën e BUI ndërsa njëkohësisht vepron në SW me ndihmën e BWM në përputhje me ligjin rregullues. Në këtë rast, rregullimi me dy zona është i mundur. Megjithatë, për mekanizmat me M C = konst, dhe për mekanizmat me rritje lineare M Me rregullimi në rritje është i kufizuar në atë që është e nevojshme për këtë në të njëjtën kohë me rritjen e frekuencës në lidhje me f NOM, rrisin tensionin. Si rezultat, mund të ndodhë prishja e izolimit. Rregullimi lart i ω përdoret shumë më rrallë sesa në diapazonin e poshtëm dhe në rreshta të vegjël.

Në rastin e përgjithshëm, familja e karakteristikave të kontrollit do të duket si më poshtë:

fig.15
Treguesit e cilësisë rregullatore:

1. 
   Stabiliteti me rregullimin e frekuencës është i lartë. karakteristikat në pjesën e punës kanë të njëjtën ngurtësi.
2. 
   Butësia është praktikisht e pakufizuar.
3. 
   Efikasitet i lartë, megjithatë, me rregullim të thellë poshtë nga frekuenca themelore, e cila kërkon një reduktim të ndjeshëm të këndit të kontrollit α të ndreqësit dhe, në këtë rast, faktori i fuqisë së makinës në tërësi mund të jetë shumë i ulët.
4. 
   Rregullimi kryhet kryesisht me M C = konst në boshtin e motorit.
5. 
   Drejtimi është me dy zona, kryesisht zbatohet rregullimi në rënie.
6. 
   Gama e kontrollit D=100÷1.

^ 9. Fillimi në AED me FC me UV.
Nisja fillon me një tension të reduktuar dhe me një frekuencë minimale, e cila në përputhje me rrethanat nuk siguron minimizim të rrymës së hyrjes ose rrymës dhe në të njëjtën kohë çift rrotullues të lartë nisjeje. Në këtë rast, inverteri funksionon me periudha të gjata ndërrimi të çelsave të energjisë, dhe SW me këndin e kontrollit α = P/2. Efikasiteti energjetik i fillimit në një sistem të tillë zvogëlohet për faktin se në fillim të fillimit disku konsumon një sasi të madhe të komponentit reaktiv.

fig.16

Ligjërata për disiplinën "Drejtim elektrik i automatizuar" Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. General Electric Drive Course (EP).-6th ed. -M.: Energoizdat, - 576 f. 2. Moskalenko V.V. Makinë elektrike - M .: Mjeshtëri; Shkolla e Lartë, -368 f. 3. Moskalenko V.V. Makinë elektrike: Libër mësuesi për inxhinierinë elektrike. specialist. -M.: Më e lartë. shkollë, - 430 f. 4. Manuali i makinës elektrike të automatizuar / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 f. 5. Moskalenko V.V. Makinë elektrike e automatizuar: Libër mësuesi për universitetet.- M.: Energoatomizdat, f. 6. Klyuchev V.I. Teoria e lëvizjes elektrike. - M.: Energoatomizdat, f. 7. GOST R-92. Makinat elektrike. Termat dhe Përkufizimet. Gosstandart i Rusisë. 8. Doracak i një inxhinieri elektrik me.-x. prodhim / Tutorial.-M.: Informagrotech, f. 9. Udhëzime për realizimin e punës laboratorike mbi bazat e elektricitetit për studentët e fakultetit të elektrifikimit të bujqësisë. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 f. 10. Savchenko P.I. Punëtori për lëvizjen elektrike në bujqësi. – M.: Kolos, f. Faqet e rekomanduara në internet: Leksione për disiplinën "Automated electric drive" Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. General Electric Drive Course (EP).-6th ed. -M.: Energoizdat, - 576 f. 2. Moskalenko V.V. Makinë elektrike - M .: Mjeshtëri; Shkolla e Lartë, -368 f. 3. Moskalenko V.V. Makinë elektrike: Libër mësuesi për inxhinierinë elektrike. specialist. -M.: Më e lartë. shkollë, - 430 f. 4. Manuali i makinës elektrike të automatizuar / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 f. 5. Moskalenko V.V. Makinë elektrike e automatizuar: Libër mësuesi për universitetet.- M.: Energoatomizdat, f. 6. Klyuchev V.I. Teoria e lëvizjes elektrike. - M.: Energoatomizdat, f. 7. GOST R-92. Makinat elektrike. Termat dhe Përkufizimet. Gosstandart i Rusisë. 8. Doracak i një inxhinieri elektrik me.-x. prodhim / Tutorial.-M.: Informagrotech, f. 9. Udhëzime për realizimin e punës laboratorike mbi bazat e elektricitetit për studentët e fakultetit të elektrifikimit të bujqësisë. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 f. 10. Savchenko P.I. Punëtori për lëvizjen elektrike në bujqësi. – M.: Kolos, f. Faqet e rekomanduara në internet:

Burimi i energjisë elektrike (IEE) Pajisja e kontrollit (CU) Pajisja konvertuese (PRB) Pajisja me motor elektrik (EM) M Pajisje transmetuese (TRD) Konsumatori i energjisë mekanike (PME) U,I,f d F d, V d M m ( Detyrat F m), ω m (V m) Figura 3 - Diagrami strukturor i AED

3 Efikasiteti i AED Si për çdo pajisje elektromekanike, një tregues i rëndësishëm është efikasiteti i AED = PRB · ED · PRD në ngarkesë nominale është 60-95%.

4 Përparësitë e AED 1) niveli i ulët i zhurmës gjatë funksionimit; 2) mungesa e ndotjes së mjedisit; 3) një gamë e gjerë fuqish dhe shpejtësi këndore rrotullimi; 4) disponueshmëria e rregullimit të shpejtësisë këndore të rrotullimit dhe, në përputhje me rrethanat, performanca e njësisë së procesit; 5) lehtësia relative e automatizimit, instalimit, funksionimit në krahasim me motorët me nxehtësi, për shembull, me djegie të brendshme.

MINISTRIA E ARSIMIT DHE SHKENCËS SË UKRAINËS

Akademia Kombëtare e Ekonomisë Komunale e Kharkiv

SHËNIME TË LEKTORËS

sipas disiplinës

"Drejtim elektrik i automatizuar"

(për studentët e vitit të 4-të të arsimit me kohë të plotë dhe të pjesshme në specialitetin 6.090603 - "Sistemet elektrike të furnizimit me energji elektrike")

Kharkiv - HNAGH - 2007

Abstrakt i leksioneve për disiplinën "Elektrik i automatizuar" (për studentët e vitit të 4-të të të gjitha formave të arsimit të specialitetit 6.090603 - "Sistemet e furnizimit me energji elektrike"). Auth. Garyazh V.N., Fateev V.N. - Kharkov: KhNAGH, 2007. - 104 faqe.

PËRMBAJTJA

Karakteristikat e përgjithshme të shënimeve të leksionit
Moduli i përmbajtjes 1. Makinë elektrike e automatizuar - baza për zhvillimin e forcave prodhuese të Ukrainës. . . . . . . . . . . .
Leksioni 1
1.1.	Zhvillimi i makinës elektrike si një degë e shkencës dhe teknologjisë. . . . . .	6
1.2.	Parimet e ndërtimit të sistemeve të kontrollit Makinë elektrike e automatizuar. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 2
1.3.	Klasifikimi i sistemeve të kontrollit AEP. . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
Moduli i përmbajtjes 2. Mekanika e lëvizjes elektrike . . . . . . . . . .		18
Leksioni 3
2.1.	Duke sjellë momentet dhe forcat e rezistencës, momentet e inercisë. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 4
2.2.	Ekuacioni i lëvizjes së makinës elektrike. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
Leksioni 5
2.3.	Karakteristikat mekanike të një motori DC me ngacmim të pavarur. modaliteti i motorit. . . . . . . . . . .
Leksioni 6
2.4.	Karakteristikat mekanike të një motori DC me ngacmim të pavarur. Mënyra e frenimit elektrik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 7
2.5.	Karakteristikat mekanike të një motori DC të ngacmuar në seri. modaliteti i motorit. . . . . .
Leksioni 8
2.6.	Karakteristikat mekanike të një motori DC të ngacmuar në seri. Mënyra e frenimit elektrik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 9
2.7.	Karakteristikat mekanike të motorëve asinkron. modaliteti i motorit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 10
2.8.	Karakteristikat mekanike të motorëve asinkron. Mënyra e frenimit elektrik. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . .
Leksioni 11
2.9.	Karakteristikat mekanike dhe elektrike të motorëve sinkron. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moduli i përmbajtjes 3. njësi tipike të qarqeve të kontrollit automatik të motorit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 12
3.1.	Parimet e kontrollit automatik të ndezjes dhe frenimit të motorëve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 13
3.2.	Nyjet tipike të qarqeve të kontrollit automatik për fillimin e DPT.	77
Leksioni 14
3.3.	Njësitë tipike të qarqeve për kontrollin automatik të frenimit DPT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 15
3.4.	Nyjet tipike të qarqeve të kontrollit automatik për ndezjen e motorëve AC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 16
3.5.	Nyjet tipike të qarqeve për kontrollin automatik të frenimit të motorëve AC. . . . . . . . . . . . . . . .
Leksioni 17
3.6.	Njësitë e mbrojtjes elektrike të motorëve dhe qarqeve të kontrollit. . .	98

KARAKTERISTIKAT E PËRGJITHSHME TË PËRMBLEDHJES SË LEKTORËS

Makina elektrike e automatizuar është konsumatori kryesor i energjisë elektrike. Në vendet e industrializuara, më shumë se 65% e energjisë elektrike të prodhuar konvertohet nga një makinë elektrike në energji mekanike. Prandaj, zhvillimi dhe përmirësimi i makinës elektrike, e cila është baza e raportit të energjisë ndaj peshës së punës, kontribuon në rritjen e produktivitetit dhe efikasitetin e prodhimit. Njohja e vetive dhe aftësive të makinës elektrike i lejon inxhinierit elektrik të sigurojë përdorimin racional të makinës elektrike, duke marrë parasysh kërkesat si të makinerive teknologjike ashtu edhe të sistemeve të furnizimit me energji elektrike. Lënda “Elektricitet automatik” studiohet në semestrin e shtatë të vitit të katërt të studimit. Kurrikula e specialitetit "Sistemet elektroteknike të konsumit të energjisë" ndau katër kredite për të. Ato janë të mbushura me gjashtë module kuptimplote, të cilat studiohen gjatë ligjëratave dhe orëve praktike, gjatë kryerjes së punës laboratorike dhe një detyre llogaritëse dhe grafike.

Këto shënime leksioni ofrojnë material për studimin e tre moduleve të para të përmbajtjes të lëndës “Elektrik i automatizuar”. Në modulin e parë të përmbajtjes, një makinë elektrike e automatizuar konsiderohet si bazë për zhvillimin e forcave prodhuese të Ukrainës. Në të dytën studiohen karakteristikat mekanike të motorëve, duke treguar aftësitë e motorit gjatë funksionimit, si në modalitetin motorik ashtu edhe në atë të frenimit elektrik. Në modulin e tretë studiohen komponentët tipikë të qarqeve të kontrollit automatik të motorit. Bazuar në vetitë e motorëve të studiuar në modulin e dytë, njësitë tipike sigurojnë ndezjen, frenimin dhe kthimin automatik të motorëve në funksionet e kohës, shpejtësisë dhe rrymës me kontroll direkt ose indirekt të këtyre sasive. Strukturisht, nyjet tipike kombinohen në formën e stacioneve të kontrollit. Pjesa e stacioneve të kontrollit në numrin e përgjithshëm të disqeve elektrike të përdorura në Ukrainë tejkalon 80%.

Leksioni 1

1.1. Zhvillimi i makinës elektrike si një degë e shkencës dhe teknologjisë

Që nga kohërat e lashta, njeriu ka kërkuar të zëvendësojë punën e rëndë fizike, e cila ishte burim i energjisë mekanike (ME), me punën e mekanizmave dhe makinerive. Për këtë, në punët e transportit dhe bujqësisë, në mullinj dhe sisteme vaditjeje, ai përdori forcën muskulore të kafshëve, energjinë e erës dhe të ujit dhe më vonë energjinë kimike të karburantit. Kështu u shfaq një makinë - një pajisje e përbërë nga tre pjesë dukshëm të ndryshme: një motor (D), një pajisje transmetimi mekanik (MPU) dhe një makinë teknologjike (TM).

Qëllimi i motorit: shndërrimi i llojeve të ndryshme të energjisë në energji mekanike. MPU është krijuar për të transferuar ME nga motori në TM. Nuk ndikon në sasinë e ME të transmetuar (pa marrë parasysh humbjet), por mund të ndryshojë parametrat e tij dhe, për të koordinuar llojet e lëvizjes, kryhet në formën e një rripi, zinxhiri, ingranazhi ose transmetimi tjetër mekanik.

Në një makinë teknologjike, ME përdoret për të ndryshuar vetitë, gjendjen, formën ose pozicionin e materialit ose produktit që përpunohet.

Në disqet moderne, motorë të ndryshëm elektrikë (EM) përdoren si burim ME. Ata konvertojnë energjinë elektrike (EE) në energji mekanike dhe për këtë arsye lëvizësi quhet një makinë elektrike (EA). Diagrami i tij funksional është paraqitur në fig. 1.1. Përveç elementëve të emërtuar, përbërja e tij përfshin një konvertues të kontrolluar (P), me ndihmën e të cilit EE furnizohet nga rrjeti në ED.

Me ndryshimin e sinjalit të kontrollit të konvertuesit U në, mund të ndryshoni sasinë e EE që vjen nga rrjeti në ED. Si rezultat, sasia e ME e prodhuar nga motori dhe e marrë nga HM ​​do të ndryshojë. Kjo, nga ana tjetër, do të çojë në një ndryshim në procesin teknologjik, efikasiteti i të cilit karakterizohet nga vlera e kontrolluar y(t).

Përparësia në krijimin e një disku elektrik u takon shkencëtarëve rusë

B.S. Jacobi dhe E.H. Lenz, i cili në 1834 shpiku motorin DC, dhe në 1838 e përdori atë për të shtyrë varkat. Megjithatë, papërsosmëria e motorit dhe burimi joekonomik i energjisë elektrike (bateria galvanike) nuk lejuan që kjo makinë elektrike të gjente zbatim praktik.

Në mesin e shekullit të 19-të, shkencëtarët nga Franca dhe Italia u bënë përpjekje për të përdorur ED me një motor DC për makinat e printimit dhe thurjes. Megjithatë, sistemi DC nuk dha një zgjidhje të kënaqshme. Deri në vitin 1890, vetëm 5% e fuqisë totale të motorit lëvizës ishte motorë elektrikë.

Përdorimi i gjerë i makinës elektrike shoqërohet me shpikjen në 1889-1891 nga inxhinieri rus Dolivo-Dobrovolsky i një sistemi të rrymës alternative trefazore dhe një motori asinkron trefazor. Thjeshtësia e sistemit trefazor, mundësia e prodhimit të centralizuar të energjisë elektrike, komoditeti i shpërndarjes së tij çuan në faktin se deri në vitin 1927, tashmë 75% e fuqisë totale të motorëve lëvizës ishin motorë elektrikë.

Aktualisht, në industritë kryesore, raporti i fuqisë së instaluar të disqeve elektrike me fuqinë totale të instaluar të disqeve me motorë të të gjitha llojeve (termike, hidraulike, pneumatike) po i afrohet 100%. Kjo përcaktohet nga fakti se motorët elektrikë prodhohen për një sërë kapacitetesh (nga të qindtat e një vat në dhjetëra mijëra kilovat) dhe shpejtësi rrotullimi (nga fraksionet e një rrotullimi të boshtit në minutë në disa qindra mijëra rrotullime në minutë); EP operon në mjedisin e lëngjeve dhe gazeve agresive në temperatura të ulëta dhe të larta; për shkak të kontrollueshmërisë së konvertuesit, EA rregullon lehtësisht rrjedhën e procesit teknologjik, duke siguruar parametra të ndryshëm të lëvizjes së trupave të punës të TM; ka efikasitet të lartë, është i besueshëm në funksionim dhe nuk ndot mjedisin.

Aktualisht, kapaciteti total i instaluar i gjeneratorëve elektrikë në Ukrainë tejkalon 50 milion kW. Janë krijuar edhe rrjete elektrike për të shpërndarë një fuqi të tillë në të gjitha nivelet e tensionit.

Megjithatë, për shkak të rënies, para së gjithash, të prodhimit industrial, konsumi real i energjisë elektrike në Ukrainë sigurohet në kurriz të gjysmës së kapacitetit të specifikuar. Një rezervë kaq e rëndësishme e energjisë është një bazë e besueshme për zhvillimin e forcave prodhuese të Ukrainës, e lidhur me futjen e teknologjive të reja të kursimit të energjisë, prodhimin e produkteve moderne të teknologjisë së lartë, zhvillimin e mëtejshëm të automatizimit dhe mekanizimit të prodhimit. Zgjidhja e të gjitha, pa përjashtim, detyrave të mësipërme sigurohet nga përdorimi i sistemeve të ndryshme të lëvizjes elektrike, një rritje e konsumit të energjisë elektrike nga njësia elektrike, e cila në strukturën ekzistuese të konsumit tashmë po i afrohet 70%.

1.2. Parimet e sistemeve të kontrollit të ndërtesave për disqet elektrike të automatizuara

Një tipar dallues i një disku modern elektrik është se ai përmban një sinjal kontrolli të konvertuesit U nëështë formuar nga një pajisje speciale e kontrollit automatik (AUD) pa pjesëmarrjen e drejtpërdrejtë të një personi. Një kontroll i tillë quhet automatik, dhe njësia elektrike quhet e automatizuar (AED).

Sistemi i kontrollit AED, si çdo sistem tjetër i kontrollit automatik, mund të konsiderohet si një sistem që merr dhe përpunon informacionin.

Kanali i parë gjeneron informacion në lidhje me vlerën e kërkuar të ndryshores së kontrolluar q(t)(ndikimi i vendosjes).

Në kanalin e dytë, me ndihmën e sensorëve, mund të merret informacion për vlerën aktuale të ndryshores së kontrolluar. y(t) ose vlera të tjera që karakterizojnë EP-në.

Kanali i tretë mund të japë informacion në lidhje me ndikimet shqetësuese në sistemin e kontrollit f i (t) si sinjal x i (t).

Në varësi të numrit të kanaleve të informacionit të përdorura, ekzistojnë tre parime për ndërtimin e sistemeve të kontrollit për një makinë elektrike të automatizuar:

1) parimi i kontrollit të hapur;

2) parimi i kontrollit të mbyllur;

3) parimi i menaxhimit të kombinuar.

Le të shqyrtojmë diagramet funksionale të sistemeve të kontrollit AED.

Sistemi i kontrollit AED, i ndërtuar mbi parimin e kontrollit të hapur, quhet sistem i hapur. Ai përdor vetëm një kanal informacioni - për vlerën e kërkuar të ndryshores së kontrolluar q(t). Diagrami funksional i një sistemi të tillë kontrolli është paraqitur në figurën 1.2.

Ashtu si në rastin e mëparshëm, nyja përmbledhëse në hyrjen ACU merr informacion rreth q(t). Shigjeta që tregon q(t), i drejtohet sektorit të pahijshëm të nyjës përmbledhëse. Kjo do të thotë që sinjali i cilësimit hyn në nyjen përmbledhëse me shenjën "+".

Pajisja e kontrollit automatik gjeneron një sinjal për të kontrolluar konvertuesin U y, duke përdorur vetëm informacione për vlerën e forcës lëvizëse q(t), i cili furnizohet në hyrjen ACU nga trupi komandues (CO). Si rezultat i faktit se çdo element i diagramit funksional ndikohet nga ndikime shqetësuese f i (t), sasia e energjisë mekanike që i jepet makinës teknologjike, dhe rrjedhimisht goditja

Oriz. 1.2 - Diagrami funksional i një sistemi kontrolli me qark të hapur për AED

operacionet teknologjike do të ndryshojnë. Si rezultat, vlera aktuale e ndryshores së kontrolluar y(t) mund të ndryshojnë ndjeshëm nga vlera e kërkuar q(t). Dallimi midis vlerës së dëshiruar dhe vlerës aktuale të ndryshores së kontrolluar në gjendje të qëndrueshme (kur ndryshorja e kontrolluar y(t) nuk ndryshon me kalimin e kohës) quhet gabim kontrolli Δx(t)=q(t)–y(t).

Sistemet AED me qark të hapur përdoren nëse shfaqja e një gabimi kontrolli nuk çon në humbje të konsiderueshme në teknologji (ulje e produktivitetit TM, ulje e cilësisë së produktit, etj.)

Përndryshe, kur shfaqja e një gabimi kontrolli ul ndjeshëm efikasitetin e procesit teknologjik, parimi i kontrollit të mbyllur përdoret për të ndërtuar sistemin e kontrollit AED. Një sistem i tillë quhet sistem i mbyllur.

Ai përdor dy kanale informacioni: për informacionin rreth vlerës së kërkuar të ndryshores së kontrolluar q(t) shtohet informacioni për vlerën aktuale të ndryshores së kontrolluar y(t). Diagrami funksional i një sistemi të tillë kontrolli është paraqitur në figurën 1.3.

Informacion në lidhje me vlerën aktuale të ndryshores së kontrolluar y(t)është ushqyer në nyjen përmbledhëse duke përdorur reagimin kryesor (GOS). Thuhet se GOS "mbyll" sistemin e kontrollit duke lidhur daljen e tij me hyrjen.

Shigjeta që tregon y(t), drejtohet në sektorin e hijezuar të nyjës përmbledhëse, d.m.th. sinjali GOS hyn në nyjen përmbledhëse me shenjën “-” dhe prandaj GOS quhet reagim negativ.

Oriz. 1.3 - Diagrami funksional i sistemit të kontrollit të mbyllur të AED.

Në nyjen përmbledhëse si rezultat i shtimit algjebrik (duke marrë parasysh shenjën) të sinjaleve q(t) dhe y(t) përcaktohet madhësia dhe shenja e gabimit të kontrollit Δx(t)= +q(t) – y(t). Sinjali i gabimit futet në hyrjen e ACU. Falë kësaj, ACU, duke gjeneruar një sinjal kontrolli për konvertuesin P mbi bazën e informacionit në lidhje me raportin aktual ekzistues të pikës së caktuar dhe vlerën aktuale të ndryshores së kontrolluar, siguron furnizimin e një sasie të tillë EE në ED. , dhe për makinën teknologjike ME, që gabimi i kontrollit mund të reduktohet në një vlerë të pranueshme ose të reduktohet në zero.

Përveç GOS-it, në sistemin e kontrollit mund të ketë reagime të ndryshme brenda GOS (FOS). Ata kontrollojnë parametrat e ndërmjetëm të sistemit, gjë që përmirëson cilësinë e procesit të kontrollit. Një sistem që përmban vetëm GOS quhet me një lak, dhe që ka, përveç GOS, edhe VOS, quhet multi-loop.

Në një sistem të ndërtuar sipas parimit të kombinuar, kombinohen dy struktura - të mbyllura dhe të hapura. Sistemit të mbyllur, i cili është kryesori, i shtohet një strukturë e hapur nëpërmjet kanalit të tretë të informacionit x 1 (t) në lidhje me efektin kryesor shqetësues f 1 (t). Diagrami funksional i sistemit është paraqitur në figurën 1.4.

Kryesorja është efekti shqetësues, i cili ka komponentin më të madh në madhësinë e gabimit të kontrollit.

Oriz. 1.4 - Diagrami funksional i sistemit të kombinuar të kontrollit AED

Në fig. 1.4 për atë kryesore, merret efekti shqetësues f 1 (t). Ai kontrollohet nga një element i ndërmjetëm (PE) dhe informacion rreth tij x 1 (t) futet në nyjen përmbledhëse. Për shkak të kësaj, ACU fut një komponent në sinjalin e kontrollit të konvertuesit, i cili kompenson ndikimin f 1 (t) mbi procesin teknologjik dhe zvogëlon sasinë e gabimit të kontrollit. Ndikimi i ndikimeve të tjera shqetësuese në gabim eliminohet nga sistemi kryesor i mbyllur.

Shembujt e konsideruar na lejojnë të përcaktojmë konceptin e "makinë elektrike të automatizuar".

Një makinë elektrike e automatizuar është një sistem elektromekanik në të cilin, së pari, kryhet shndërrimi i energjisë elektrike në energji mekanike. Nëpërmjet kësaj energjie vihen në lëvizje trupat punues të makinës teknologjike. Dhe, së dyti, procesi i konvertimit të energjisë kontrollohet për të siguruar mënyrat e nevojshme të funksionimit të gjendjes së qëndrueshme dhe kalimtare të TM.

Leksioni 2

1.3. Klasifikimi i sistemeve të kontrollit AEP

Klasifikimi i sistemeve të kontrollit AED mund të kryhet sipas shumë kritereve: sipas llojit të rrymës së motorit, sistemet ndahen në rrymë alternative dhe direkte. Sipas llojit të informacionit dhe sinjaleve të kontrollit - në sisteme të vazhdueshme dhe diskrete. Në varësi të natyrës së ekuacioneve që përshkruajnë proceset e kontrollit - në sisteme lineare dhe jolineare. Shpesh ato ndahen sipas llojit të konvertuesit ose pajisjes kryesore: sistem - gjenerator DC - motor (G-D); sistem - konvertues tiristor - motor (TP-D); sistemi - konverteri i frekuencës së tiristorit - motori (TPCh-D), etj.

Megjithatë, klasifikimi i sistemeve të kontrollit AED sipas funksioneve që kryejnë në proceset teknologjike është bërë më i përhapur. Ekzistojnë pesë funksione të tilla.

1. Sisteme për kontrollin e proceseve të nisjes, frenimit, kthimit mbrapa. Midis tyre, nga ana tjetër, mund të dallohen tre grupe sistemesh.

Sistemet e grupit të parë janë të hapura. Ato përdoren në disqet elektrike me motorë asinkronë me një rotor me kafaz ketri. Konvertuesi përbëhet nga një pajisje komutuese e energjisë (SPU) që lidh motorin drejtpërdrejt me rrjetin. Të gjitha pajisjet e kontrollit - veprim rele (kontakt ose pa kontakt).

Sistemet e kontrollit të grupit të dytë janë gjithashtu të hapura. Ato përdoren në disqet elektrike me motorë DC dhe motorë asinkronë me një rotor fazor, ato kanë një strukturë më komplekse të STC, të cilat sigurojnë ndërrimin e shkallëzuar të rezistorëve ose elementëve të tjerë në qarqet e fuqisë së motorit. Ato ofrojnë kontroll automatik të fillimit dhe ndalimit, i cili kufizon rrymën dhe çift rrotullues të motorit. Me kontrollin manual të SPU, është e mundur të kontrolloni shpejtësinë në një gamë të vogël.

Sistemet e grupit të tretë janë të destinuara për zbatimin e proceseve optimale të nisjes, frenimit, kthimit. Optimale në këtë rast kuptohet si procese kalimtare që ndodhin në kohën minimale. Kjo sigurohet duke ruajtur vlerën e rrotullimit të motorit në nivelin e vlerës së lejuar gjatë procesit të nisjes dhe frenimit.

Sisteme të tilla përdoren në disqet elektrike me funksionim të ndërprerë, kur koha e gjendjes së qëndrueshme është e shkurtër ose mungon plotësisht. Prandaj, shfaqja e një gabimi kontrolli nuk do të çojë në humbje në teknologji dhe sistemi mund të mos ketë një GOS.

Një lak i mbyllur kontrolli në një sistem të tillë formohet nga reagimet negative në çift rrotullues (rrymë) të motorit. Në figurën 1.4, është paraqitur si BOS. Në këtë rast, çift rrotullimi i motorit bëhet ndryshorja e kontrolluar. Prandaj, ACU gjeneron një sinjal kontrolli P në atë mënyrë që gjatë procesit të ndezjes dhe frenimit, çift rrotullimi të mbahet në nivelin e kërkuar ose të ndryshojë në kohë sipas ligjit të kërkuar.

2. Sisteme për mbajtjen e një vlere konstante të caktuar të ndryshores së kontrolluar (sistemet e stabilizimit). Vlerat e rregullueshme janë ato që karakterizojnë lëvizjen e trupit të punës të TM dhe boshtit të motorit - shpejtësia, nxitimi, çift rrotullimi, fuqia, etj.

Sistemet e stabilizimit janë ndërtuar mbi një parim të mbyllur dhe mund të kenë një diagram funksional të paraqitur në Fig. 1.4. Në një sistem të tillë, sinjali i drejtimit q(t)=konst. Prandaj, duke reduktuar variablin e kontrolluar y(t), shkaktuar nga shfaqja e një efekti shqetësues f 1 (t), do të çojë në një rritje të sinjalit të gabimit të kontrollit në hyrjen e ACU. Pajisja e kontrollit automatik gjeneron një sinjal kontrolli të konvertuesit në varësi të ligjit të kontrollit të aplikuar në të (lloji i rregullatorit). Me një ligj kontrolli proporcional, një lidhje proporcionale (përforcuese) me një fitim më të madh se uniteti përdoret si rregullator (P - rregullator). Prandaj, me një rritje të sinjalit, do të rritet gabimi në hyrjen e kontrolluesit P dhe sinjali i kontrollit të konvertuesit. Si rezultat, sasia e EE dhe ME do të rritet, gjë që do të çojë në një rritje në y(t) dhe reduktimin e gabimit të kontrollit. Sidoqoftë, nuk mund të kompensohet plotësisht, pasi në këtë rast sinjalet në hyrje dhe dalje të rregullatorit P do të jenë të barabarta me zero, EE nuk do të furnizohet me motorin dhe procesi teknologjik do të ndalet.

Një sistem stabilizimi në të cilin gabimi i kontrollit nuk zvogëlohet në zero, por vetëm zvogëlohet në një vlerë të pranueshme, quhet statik.

Me një ligj të kontrollit proporcional - integral, rregullatori përbëhet nga dy lidhje të lidhura paralelisht - proporcionale dhe integrale (P-I - rregullator). Sinjali i gabimit arrin njëkohësisht në hyrjen e të dy lidhjeve. Pjesa proporcionale e rregullatorit, si në rastin e mëparshëm, do të përforcojë sinjalin e gabimit. Pjesa integrale e kontrolluesit do të përmbledhë sinjalin e gabimit, d.m.th. dalja e tij do të rritet për sa kohë që ka një sinjal gabimi në hyrjen e kontrolluesit. Meqenëse sinjali i daljes së kontrollorit (sinjali i kontrollit të konvertuesit) është shuma e sinjaleve dalëse të pjesëve proporcionale dhe integrale, për sa kohë që ka një sinjal gabimi në hyrjen e kontrolluesit, sinjali i tij dalës do të rritet. Si rezultat, sasia e EE dhe ME në sistem do të rritet dhe gabimi i kontrollit do të ulet. Kur sinjali i gabimit në hyrjen e kontrolluesit bëhet i barabartë me zero, sinjali në daljen e kontrolluesit do të jetë më i madh se zero, për faktin se pjesa integrale e kontrolluesit, pasi sinjali të zhduket në hyrjen e tij, kujton vlerën totale të sinjalin e daljes. EE do të furnizohet me motorin dhe procesi teknologjik do të vazhdojë.

Një sistem stabilizimi në të cilin gabimi i kontrollit reduktohet në zero quhet astatik.

Me një ligj kontrolli proporcional - integral - diferencial, paralel me lidhjet P, I. - përfshijnë një lidhje diferencuese (P - I - D - rregullator).

Sinjali i daljes së pjesës diferenciale është drejtpërdrejt proporcional me shpejtësinë e ndryshimit të sinjalit të gabimit të kontrollit. Duke përmbledhur me sinjalet e pjesëve P, I të rregullatorit, ai rrit gjithashtu sinjalin e kontrollit të konvertuesit dhe sasinë e EE të furnizuar në motor. Kjo ndihmon për të reduktuar gabimin e kontrollit dinamik, d.m.th. diferenca ndërmjet vlerës së dëshiruar dhe asaj aktuale të ndryshores së kontrolluar gjatë kalimit në sistem.

Sistemet e stabilizimit përdoren në rastet kur është e nevojshme të ruhet një parametër veçanërisht i saktë i procesit, si dhe kur rregulloni shpejtësinë e motorit në një gamë të gjerë.

Për të formuar proceset e nisjes dhe frenimit, sistemi i stabilizimit mund të ketë reagime të brendshme në çift rrotullues motorik (BOS në Fig. 1.4).

Një kanal i hapur kontrolli për efektin kryesor shqetësues redukton gabimin e kontrollit në sistemet statike.

3. Sistemet e gjurmimit. Ashtu si sistemet e stabilizimit, ato janë ndërtuar mbi një parim të mbyllur. Megjithatë, sinjali i drejtimit q(t) ato ndryshojnë sipas një ligji të rastësishëm dhe vlerës aktuale të ndryshores së kontrolluar y(t) duhet të përsërisë (gjurmojë) këtë ligj.

Ato përdoren në makinat teknologjike që kërkojnë që kur boshti i hyrjes rrotullohet përmes çdo këndi, boshti i daljes "të ndjekë" hyrjen dhe të rrotullohet me të njëjtin kënd.

Kur pozicionet e boshteve përputhen q(t) = y(t) dhe gabimi i kontrollit është zero. Kur ndryshoni pozicionin e boshtit të hyrjes q(t) ≠ y(t). Një sinjal gabimi shfaqet në hyrjen e ACU, konverteri furnizon EE në motor dhe boshti i daljes do të rrotullohet derisa të marrë pozicionin e hyrjes.

4. Sistemet e kontrollit të programit. Ato përdoren në makinat teknologjike me disa disqe elektrike. Këta disqe mund të ndërtohen si në konfigurime të ciklit të hapur ashtu edhe në atë të mbyllur. E zakonshme për ta është një pajisje që ndryshon vlerën e caktuar të vlerës së rregulluar të secilës makinë elektrike sipas një programi të paracaktuar. Në të njëjtën kohë, motorët e trupave individualë të punës fillojnë automatikisht, punojnë me shpejtësi të caktuar ose mbrapa, dhe trupat e punës lëvizëse të makinës teknologjike nuk ndërhyjnë me njëri-tjetrin.

5. Sistemet adaptive. Ato përdoren në rastet kur një sistem i ndërtuar sipas një parimi të mbyllur, si rezultat i ndryshimeve të paparashikuara në ndikime shqetësuese, nuk është në gjendje të kryejë funksionin e tij, për shembull, stabilizimi i ndryshores së kontrolluar.

Për të siguruar përshtatjen (rregullimin) e një sistemi të mbyllur, një qark shtesë futet në përbërjen e tij, baza e të cilit është një pajisje llogaritëse. Ai kontrollon sasinë q(t), y(t), ndikime shqetësuese f i (t), analizon funksionimin e sistemit të stabilizimit dhe përcakton ndryshimet në parametrat ose strukturën e ACU të nevojshme për përshtatje.

Leksioni 3

2.1. Reduktimi i momenteve dhe forcave të rezistencës, momenteve të inercisë dhe masave inerciale

Pjesa mekanike e makinës elektrike përfshin pjesën rrotulluese të motorit, pajisjen e transmetimit mekanik dhe trupin e punës të makinës teknologjike.

Pjesa rrotulluese e motorit (armatura ose rotori) shërben si burim i energjisë mekanike.

Me ndihmën e MPU, lëvizja rrotulluese e motorit shndërrohet në lëvizjen përkthimore të trupit të punës së TM, ose duke ndryshuar raportin e shpejtësive të boshteve hyrëse dhe dalëse të MPU, shpejtësitë e rrotullimit të motori dhe trupi i punës janë të koordinuar. Si MPU mund të përdoren ingranazhet cilindrike dhe krimba, ingranazhet planetare, çifti me vida, fiksimi, rafti, rripi dhe ingranazhet zinxhir.

Trupi punues i TM është konsumator i energjisë mekanike, të cilën e shndërron në punë të dobishme. Ndër trupat e punës përfshihen boshti i një torno ose makinerie shpimi, pjesa lëvizëse e transportuesit, kova e ekskavatorit, kabina e ashensorit, helika e anijes, etj.

Elementet e pjesës mekanike të EP janë të lidhur me njëri-tjetrin dhe formojnë një zinxhir kinematik, secili element i të cilit ka shpejtësinë e tij të lëvizjes, karakterizohet nga një moment inercie ose masë inerciale, si dhe një grup momentesh ose forcat që veprojnë mbi të. Lëvizja mekanike e ndonjërit prej elementeve përcaktohet nga ligji i dytë i Njutonit. Për një element që rrotullohet rreth një boshti fiks, ekuacioni i lëvizjes është:

ku
është shuma vektoriale e momenteve që veprojnë në element;

Jështë momenti i inercisë së elementit;

është nxitimi këndor i elementit rrotullues.

Për një element që lëviz në mënyrë përkthimore, ekuacioni i lëvizjes ka formën:

,

ku
është shuma vektoriale e forcave që veprojnë në element;

mështë masa inerciale e elementit;

– nxitimi linear i një elementi lëvizës përkthimor.

Duke përdorur këto ekuacione, mund të merret parasysh ndërveprimi i çdo elementi me pjesën tjetër të zinxhirit kinematik. Është e përshtatshme për ta bërë këtë duke sjellë momentet dhe forcat, si dhe momentet e inercisë dhe masave inerciale. Si rezultat i këtij operacioni (reduktimi), skema reale kinematike zëvendësohet nga një skemë e llogaritur, ekuivalente energjetike, baza e së cilës është elementi, lëvizja e të cilit merret në konsideratë. Si rregull, ky element është boshti i motorit M. Kjo ju lejon të eksploroni më plotësisht natyrën e lëvizjes së makinës elektrike dhe mënyrën e funksionimit të saj. Duke ditur parametrat e skemës kinematike, është e mundur të përcaktohet lloji i lëvizjes së trupit të punës të makinës teknologjike.

Reduktimi i momenteve të rezistencës nga një aks rrotullimi në tjetrin bazohet në balancën e fuqisë në sistem.

Gjatë funksionimit teknologjik, trupi i punës rrotullohet rreth boshtit të tij me shpejtësi ω m dhe duke krijuar një moment rezistence M cm, konsumon energji R m = M cm ω m. Humbjet e fuqisë në MPU merren parasysh duke e ndarë vlerën R m mbi efikasitetin transmetim η P. Kjo fuqi sigurohet nga një motor që rrotullohet me një shpejtësi ω dhe momenti i zhvillimit M me, i barabartë me momentin e rezistencës të reduktuar në boshtin e rrotullimit të boshtit të motorit M cm. Bazuar në barazinë e fuqive, marrim:

.

Pastaj shprehja për përcaktimin e momentit të reduktuar të rezistencës M me duket si:

,

ku
- raporti i ingranazheve të MPU.

Sjellja e forcave të rezistencës bëhet në mënyrë të ngjashme. Nëse shpejtësia e përkthimit të trupit punues TM është e barabartë me υ m dhe gjatë funksionimit teknologjik krijohet një forcë rezistence F cm, pastaj duke marrë parasysh efikasitetin Ekuacioni i bilancit të fuqisë MPU do të duket si:

.

Momenti i reduktuar i rezistencës M me do të jetë e barabartë me:

,

ku
është rrezja e reduktimit të MPU.

Secili nga elementët rrotullues të skemës kinematike karakterizohet nga momenti i inercisë J і . Sjellja e momenteve të inercisë në një bosht rrotullimi bazohet në faktin se energjia totale kinetike e pjesëve lëvizëse të makinës, referuar një aksi, mbetet e pandryshuar. Në prani të pjesëve rrotulluese me momente inercie J d , J 1 , J 2 , …J n dhe shpejtësi këndore ω, ω 1 , ω 2 , … ω nështë e mundur të zëvendësohet veprimi i tyre dinamik me veprimin e një elementi të vetëm që ka një moment inercie J dhe duke u rrotulluar me një shpejtësi ω .

Në këtë rast, mund të shkruajmë ekuacionin e bilancit të energjisë kinetike:

.

Momenti total i inercisë i reduktuar në boshtin e motorit do të jetë i barabartë me:

,

ku J d- momenti i inercisë së rotorit (armatura) M;

J 1 , J 2 , …J n janë momentet e inercisë së elementeve të mbetura të skemës kinematike.

Sjellja e masave inerciale m, duke lëvizur në mënyrë përkthimore, kryhet gjithashtu në bazë të barazisë së energjisë kinetike:

,

Prandaj, momenti i inercisë i reduktuar në boshtin e motorit do të jetë i barabartë me:

.

Si rezultat i operacioneve të reduktimit, skema reale kinematike zëvendësohet nga një skemë e llogaritur, ekuivalente energjetike. Është një trup që rrotullohet në një bosht fiks. Ky aks është boshti i rrotullimit të boshtit të motorit. Ajo ndikohet nga çift rrotullimi i motorit M dhe momenti i reduktuar i rezistencës M me. Trupi rrotullohet me shpejtësinë e motorit ω dhe ka një moment të reduktuar të inercisë J.

Në teorinë e një makinë elektrike, një skemë e tillë e projektimit quhet një sistem mekanik me një masë. Ai korrespondon me pjesën mekanike të AED me elementë absolutisht të ngurtë dhe pa boshllëqe.