Przebieg wykładów na zautomatyzowany napęd elektryczny. Asynchroniczny napęd elektryczny o zmiennej częstotliwości - cykl wykładów. Napęd elektryczny i automatyka instalacji przemysłowych i zespołów technologicznych
Charkowska Narodowa Akademia Gospodarki Komunalnej
UWAGI DO WYKŁADU
przez dyscyplinę
„Zautomatyzowany napęd elektryczny”
(dla studentów IV roku studiów stacjonarnych i niestacjonarnych w specjalności 6.090603 - "Elektryczne systemy zasilania")
Charków - HNAGH - 2007
Streszczenie wykładów z dyscypliny "Automatyczny napęd elektryczny" (dla studentów IV roku wszystkich form kształcenia specjalności 6.090603 - "Elektryczne systemy zasilania"). Uwierz. Garyazh V.N., Fateev V.N. - Charków: KhNAGH, 2007. - 104 strony.
ZAWARTOŚĆ
| Ogólna charakterystyka notatek z wykładu |
||
| Treść modułu 1. Zautomatyzowany napęd elektryczny – podstawa rozwoju sił wytwórczych Ukrainy. . . . . . . . . . . . | ||
| Wykład 1 | ||
| 1.1. | Rozwój napędu elektrycznego jako gałęzi nauki i techniki. . . . . . | 6 |
| 1.2. | Zasady budowy układów sterowania Zautomatyzowany napęd elektryczny. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 2 | ||
| 1.3. | Klasyfikacja systemów sterowania AEP. . . . . . . . . . . . . . . . . . | 13 |
| Zawartość modułu 2. Mechanika napędu elektrycznego . . . . . . . . . . | 18 |
|
| Wykład 3 | ||
| 2.1. | Sprowadzanie momentów i sił oporu, momentów bezwładności. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 4 | ||
| 2.2. | Równanie ruchu napędu elektrycznego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 21 |
| Wykład 5 | ||
| 2.3. | Charakterystyka mechaniczna silnika prądu stałego o wzbudzeniu niezależnym. tryb silnika. . . . . . . . . . . | |
| Wykład 6 | ||
| 2.4. | Charakterystyka mechaniczna silnika prądu stałego o wzbudzeniu niezależnym. Elektryczny tryb hamowania. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 7 | ||
| 2.5. | Charakterystyka mechaniczna silnika prądu stałego wzbudzanego szeregowo. tryb silnika. . . . . . | |
| Wykład 8 | ||
| 2.6. | Charakterystyka mechaniczna silnika prądu stałego wzbudzanego szeregowo. Elektryczny tryb hamowania. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 9 | ||
| 2.7. | Charakterystyki mechaniczne silników asynchronicznych. tryb silnika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 10 | ||
| 2.8. | Charakterystyki mechaniczne silników asynchronicznych. Elektryczny tryb hamowania. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . | |
| Wykład 11 | ||
| 2.9. | Charakterystyki mechaniczne i elektryczne silników synchronicznych. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Zawartość modułu 3. Typowe zespoły obwodów automatycznego sterowania silnikiem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||
| Wykład 12 | ||
| 3.1. | Zasady automatycznego sterowania rozruchem i hamowaniem silników. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 13 | ||
| 3.2. | Typowe węzły obwodów automatyki do uruchamiania DPT. | 77 |
| Wykład 14 | ||
| 3.3. | Typowe węzły obwodów automatycznego sterowania hamowaniem DPT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 15 | ||
| 3.4. | Typowe węzły obwodów automatyki do uruchamiania silników prądu przemiennego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 16 | ||
| 3.5. | Typowe węzły obwodów automatycznego sterowania hamowaniem silników prądu przemiennego. . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Wykład 17 | ||
| 3.6. | Zespoły ochrony elektrycznej silników i obwodów sterowania. . . | 98 |
OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA WYKŁADU STRESZCZENIE
Zautomatyzowany napęd elektryczny jest głównym konsumentem energii elektrycznej. W krajach uprzemysłowionych ponad 65% wytwarzanej energii elektrycznej jest przekształcane przez napęd elektryczny w energię mechaniczną. Dlatego rozwój i doskonalenie napędu elektrycznego, który jest podstawą relacji energii do masy pracy, przyczynia się do wzrostu produktywności i efektywności produkcji. Znajomość właściwości i możliwości napędu elektrycznego pozwala inżynierowi elektrykowi zapewnić racjonalne użytkowanie napędu elektrycznego z uwzględnieniem wymagań zarówno maszyn technologicznych, jak i układów zasilania. Przedmiot „Automatyczny napęd elektryczny” jest realizowany w VII semestrze IV roku studiów. W programie specjalności „Elektrotechniczne układy poboru mocy” przyznano na to cztery punkty. Wypełnia je sześć znaczących modułów, które są studiowane podczas wykładów i zajęć praktycznych, podczas wykonywania pracy laboratoryjnej oraz zadania obliczeniowego i graficznego.
Niniejsze notatki do wykładu dostarczają materiału do przestudiowania pierwszych trzech modułów treści przedmiotu „Automatyczny napęd elektryczny”. W pierwszym module treści zautomatyzowany napęd elektryczny jest uważany za podstawę rozwoju sił wytwórczych Ukrainy. W drugim badane są właściwości mechaniczne silników, pokazujące możliwości silnika podczas pracy, zarówno w trybie silnikowym, jak i w trybie hamowania elektrycznego. W trzecim module badane są typowe elementy obwodów automatycznego sterowania silnikiem. Bazując na właściwościach silników badanych w drugim module, typowe jednostki zapewniają automatyczne uruchamianie, hamowanie i nawracanie silników w funkcji czasu, prędkości i prądu z bezpośrednią lub pośrednią kontrolą tych wielkości. Konstrukcyjnie typowe węzły są połączone w postaci stacji kontrolnych. Udział stacji sterowniczych w ogólnej liczbie napędów elektrycznych wykorzystywanych na Ukrainie przekracza 80%.
Wykład 1
1.1. Rozwój napędu elektrycznego jako gałęzi nauki i techniki
Od najdawniejszych czasów człowiek dążył do zastąpienia ciężkiej pracy fizycznej, która była źródłem energii mechanicznej (ME), pracą mechanizmów i maszyn. W tym celu w transporcie i pracach rolniczych, w młynach i systemach nawadniających wykorzystywał siłę mięśni zwierząt, energię wiatru i wody, a później energię chemiczną paliwa. Tak powstał napęd – urządzenie składające się z trzech znacząco różnych części: silnika (D), mechanicznej przekładni (MPU) i maszyny technologicznej (TM).
Cel silnika: zamiana różnych rodzajów energii na energię mechaniczną. MPU jest przeznaczony do przenoszenia ME z silnika do TM. Nie ma to wpływu na ilość przenoszonego ME (bez uwzględnienia strat), ale może zmieniać jego parametry i w celu skoordynowania rodzajów ruchu wykonywany jest w postaci pasa, łańcucha, koła zębatego lub innej przekładni mechanicznej.
W maszynie technologicznej ME służy do zmiany właściwości, stanu, kształtu lub położenia obrabianego materiału lub produktu.
W nowoczesnych napędach jako źródło ME stosuje się różne silniki elektryczne (EM). Zamieniają energię elektryczną (EE) na energię mechaniczną i dlatego napęd nazywa się napędem elektrycznym (EA). Jego schemat funkcjonalny pokazano na ryc. 1.1. Oprócz wymienionych elementów w jego składzie znajduje się sterowany konwerter (P), za pomocą którego EE jest dostarczany z sieci do ED.
Zmieniając sygnał sterujący konwertera U w, możesz zmienić ilość EE pochodzącego z sieci na ED. W rezultacie zmieni się ilość ME produkowanego przez silnik i odbieranego przez HM. To z kolei doprowadzi do zmiany procesu technologicznego, którego wydajność charakteryzuje się kontrolowaną wartością t(t).
Priorytet w tworzeniu napędu elektrycznego należy do rosyjskich naukowców
B.S. Jacobiego i E.H. Lenz, który w 1834 r. wynalazł silnik prądu stałego, a w 1838 r. używał go do napędzania łodzi. Jednak niedoskonałość silnika i nieekonomiczne źródło energii elektrycznej (akumulator galwaniczny) nie pozwoliły na praktyczne zastosowanie tego napędu elektrycznego.
W połowie XIX wieku próby zastosowania ED z silnikiem prądu stałego do maszyn drukarskich i tkackich podjęli naukowcy z Francji i Włoch. Jednak system DC nie zapewniał zadowalającego rozwiązania. Do 1890 roku tylko 5% całkowitej mocy silników napędowych stanowiły silniki elektryczne.
Powszechne stosowanie napędu elektrycznego wiąże się z wynalezieniem w latach 1889-1891 przez rosyjskiego inżyniera Dolivo-Dobrovolsky'ego trójfazowego układu prądu przemiennego i trójfazowego silnika asynchronicznego. Prostota układu trójfazowego, możliwość scentralizowanego wytwarzania energii elektrycznej, wygoda jej dystrybucji doprowadziły do tego, że w 1927 roku już 75% całkowitej mocy silników napędowych stanowiły silniki elektryczne.
Obecnie w wiodących branżach stosunek mocy zainstalowanej napędów elektrycznych do łącznej mocy zainstalowanej napędów z silnikami wszystkich typów (termiczne, hydrauliczne, pneumatyczne) zbliża się do 100%. Decyduje o tym fakt, że silniki elektryczne są produkowane dla różnych mocy (od setnych wata do dziesiątek tysięcy kilowatów) i prędkości obrotowych (od ułamków obrotu wału na minutę do kilkuset tysięcy obrotów na minutę); EP pracuje w środowisku agresywnych cieczy i gazów w niskich i wysokich temperaturach; dzięki sterowności konwertera EA łatwo reguluje przebieg procesu technologicznego, zapewniając różne parametry ruchu ciał roboczych TM; ma wysoką wydajność, jest niezawodny w działaniu i nie zanieczyszcza środowiska.
Obecnie łączna moc zainstalowana generatorów elektrycznych na Ukrainie przekracza 50 mln kW. Powstały również sieci elektryczne do dystrybucji takiej mocy na wszystkich poziomach napięcia.
Jednak ze względu na spadek przede wszystkim produkcji przemysłowej realne zużycie energii elektrycznej na Ukrainie jest zapewnione kosztem połowy określonych mocy. Tak znaczna rezerwa energii jest niezawodną podstawą rozwoju sił wytwórczych Ukrainy, związaną z wprowadzaniem nowych energooszczędnych technologii, produkcją nowoczesnych produktów high-tech, dalszym rozwojem automatyzacji i mechanizacji produkcji. Rozwiązanie wszystkich bez wyjątku powyższych zadań zapewnia zastosowanie różnych układów napędu elektrycznego, wzrost zużycia energii elektrycznej przez napęd elektryczny, który w istniejącej strukturze zużycia zbliża się już do 70%.
1.2. Zasady budowy systemów sterowania dla zautomatyzowanych napędów elektrycznych
Charakterystyczną cechą nowoczesnego napędu elektrycznego jest to, że zawiera on sygnał sterujący przetwornika U w jest tworzony przez specjalne automatyczne urządzenie sterujące (AUD) bez bezpośredniego udziału osoby. Takie sterowanie nazywa się automatycznym, a napęd elektryczny nazywa się automatycznym (AED).
System sterowania AED, podobnie jak każdy inny automatyczny system sterowania, można uznać za system odbierający i przetwarzający informacje.
Pierwszy kanał generuje informację o wymaganej wartości kontrolowanej zmiennej q(t)(wpływ na ustawienie).
W drugim kanale za pomocą czujników można uzyskać informację o rzeczywistej wartości regulowanej zmiennej. t(t) lub inne wartości charakteryzujące PE.
Trzeci kanał może dostarczać informacji o zakłócających wpływach na system sterowania f i (t) jako sygnał x i (t).
W zależności od liczby wykorzystywanych kanałów informacyjnych istnieją trzy zasady konstruowania układów sterowania zautomatyzowanym napędem elektrycznym:
1) zasada otwartej kontroli;
2) zasadę zamkniętej kontroli;
3) zasadę połączonego zarządu.
Rozważmy schematy funkcjonalne systemów sterowania AED.
System sterowania AED, zbudowany na zasadzie otwartej kontroli, nazywany jest systemem otwartym. Wykorzystuje tylko jeden kanał informacji - o wymaganej wartości sterowanej zmiennej q(t). Schemat działania takiego układu sterowania pokazano na rysunku 1.2.
Podobnie jak w poprzednim przypadku, węzeł sumujący na wejściu ACU otrzymuje informację o: q(t). Strzałka wskazująca q(t), jest skierowany do niezacienionego sektora węzła sumowania. Oznacza to, że sygnał nastawczy wchodzi do węzła sumującego ze znakiem „+”.
Automatyczne urządzenie sterujące generuje sygnał do sterowania konwerterem U tak, wykorzystując tylko informacje o wartości siły napędowej q(t), który jest dostarczany do wejścia ACU z ciała dowodzenia (CO). W wyniku tego, że na każdy element schematu funkcjonalnego wpływają zakłócające wpływy f i (t), ilość energii mechanicznej dostarczanej do maszyny technologicznej, a co za tym idzie skok
Ryż. 1.2 - Schemat funkcjonalny systemu sterowania w pętli otwartej dla AED
operacje technologiczne ulegną zmianie. W rezultacie rzeczywista wartość regulowanej zmiennej t(t) może znacznie różnić się od wymaganej wartości q(t). Różnica między żądaną a rzeczywistą wartością zmiennej sterowanej w stanie ustalonym (gdy zmienna sterowana t(t) nie zmienia się z czasem) nazywa się błędem sterowania Δx(t)=q(t)–y(t).
Systemy AED z otwartą pętlą są stosowane w przypadku, gdy pojawienie się błędu sterowania nie prowadzi do znacznych strat technologicznych (spadek wydajności TM, spadek jakości produktu itp.)
W przeciwnym razie, gdy pojawienie się błędu sterowania znacznie zmniejsza wydajność procesu technologicznego, do budowy systemu sterowania AED stosuje się zasadę sterowania zamkniętego. Taki system nazywa się systemem zamkniętym.
Wykorzystuje dwa kanały informacyjne: do informacji o wymaganej wartości zmiennej sterowanej q(t) dodawana jest informacja o rzeczywistej wartości kontrolowanej zmiennej t(t). Schemat funkcjonalny takiego układu sterowania pokazano na rysunku 1.3.
Informacja o rzeczywistej wartości regulowanej zmiennej t(t) jest podawany do węzła sumowania za pomocą głównego sprzężenia zwrotnego (GOS). Mówi się, że GOS „zamyka” układ sterowania poprzez podłączenie jego wyjścia do wejścia.
Strzałka wskazująca t(t), jest skierowany do zacienionego sektora węzła sumowania, tj. sygnał GOS wchodzi do węzła sumującego ze znakiem „-” i dlatego GOS nazywany jest sprzężeniem zwrotnym ujemnym.
Ryż. 1.3 - Schemat funkcjonalny zamkniętego układu sterowania AED.
W węźle sumowania w wyniku algebraicznego (z uwzględnieniem znaku) dodawania sygnałów q(t) oraz t(t) określa się wielkość i znak błędu sterowania Δx(t)= +q(t) – y(t). Sygnał błędu podawany jest na wejście ACU. Dzięki temu ACU generując sygnał sterujący dla przekształtnika P na podstawie informacji o aktualnym stosunku wartości zadanej i rzeczywistej wartości regulowanej wielkości, zapewnia dostarczenie takiej ilości EE do ED, oraz maszynie technologicznej ME, aby błąd sterowania można było zredukować do wartości dopuszczalnej lub zredukować do zera.
Oprócz GOS w systemie sterowania mogą występować różne wewnętrzne sprzężenia zwrotne GOS (FOS). Kontrolują parametry pośrednie układu, co poprawia jakość procesu sterowania. System zawierający tylko GOS nazywany jest single-loop, a posiadający oprócz GOS także VOS nazywany jest multi-loop.
W systemie zbudowanym zgodnie z zasadą kombinowaną łączy się dwie struktury - zamkniętą i otwartą. Do zamkniętego systemu, który jest głównym, dodawana jest otwarta struktura za pośrednictwem trzeciego kanału informacyjnego x 1 (t) o głównym przeszkadzającym efekcie f 1 (t). Schemat funkcjonalny systemu pokazano na rysunku 1.4.
Głównym z nich jest efekt perturbacji, który ma największą składową w wielkości błędu sterowania.
Ryż. 1.4 - Schemat funkcjonalny połączonego systemu sterowania AED
Na ryc. 1.4 dla głównego, zabierany jest efekt perturbacji f 1 (t). Jest kontrolowany przez element pośredniczący (PE) i informację o nim x 1 (t) wprowadzone do węzła sumowania. Dzięki temu ACU wprowadza do sygnału sterującego przetwornika komponent, który kompensuje wpływ f 1 (t) na proces technologiczny i zmniejsza ilość błędów sterowania. Wpływ innych zakłócających wpływów na błąd jest eliminowany przez główny układ zamknięty.
Rozważane przykłady pozwalają nam zdefiniować pojęcie „zautomatyzowanego napędu elektrycznego”.
Zautomatyzowany napęd elektryczny to układ elektromechaniczny, w którym w pierwszej kolejności następuje zamiana energii elektrycznej na energię mechaniczną. Dzięki tej energii ciała robocze maszyny technologicznej są wprawiane w ruch. Po drugie, proces konwersji energii jest kontrolowany w celu zapewnienia wymaganych stanów ustalonych i przejściowych trybów pracy TM.
Wykład 2
1.3. Klasyfikacja systemów sterowania AEP
Klasyfikacji systemów sterowania AED można dokonać według wielu kryteriów: w zależności od rodzaju prądu silnika, systemy dzielą się na prąd przemienny i stały. Według rodzaju sygnałów informacyjnych i sterujących - na systemy ciągłe i dyskretne. W zależności od charakteru równań opisujących procesy sterowania - na układy liniowe i nieliniowe. Często są one podzielone według typu przekształtnika lub głównego wyposażenia: system – generator prądu stałego – silnik (G-D); układ - przekształtnik tyrystorowy - silnik (TP-D); układ - tyrystorowa przetwornica częstotliwości - silnik (TPCh-D) itp.
Jednak najbardziej rozpowszechniła się klasyfikacja systemów sterowania AED według funkcji, jakie pełnią w procesach technologicznych. Takich funkcji jest pięć.
1. Systemy sterowania procesami rozruchu, hamowania, cofania. Wśród nich z kolei można wyróżnić trzy grupy systemów.
Systemy pierwszej grupy są otwarte. Stosowane są w napędach elektrycznych z silnikami asynchronicznymi z wirnikiem klatkowym. Przetwornica składa się z urządzenia przełączającego zasilanie (SPU), które łączy silnik bezpośrednio z siecią. Wszystkie urządzenia sterujące - działanie przekaźnika (stykowe lub bezstykowe).
Systemy sterowania z drugiej grupy są również w pętli otwartej. Stosowane są w napędach elektrycznych z silnikami prądu stałego oraz silnikami asynchronicznymi z wirnikiem fazowym, mają bardziej złożoną budowę STC, które zapewniają stopniowe przełączanie rezystorów lub innych elementów w obwodach mocy silnika. Zapewniają automatyczną kontrolę startu i stopu, co ogranicza prąd i moment obrotowy silnika. Dzięki ręcznemu sterowaniu SPU możliwe jest sterowanie prędkością w małym zakresie.
Systemy trzeciej grupy przeznaczone są do realizacji optymalnych procesów rozruchu, hamowania, cofania. Optymalne w tym przypadku rozumiane są jako procesy przejściowe zachodzące w minimalnym czasie. Zapewnia to utrzymanie wartości momentu obrotowego silnika na poziomie wartości dopuszczalnej podczas procesu rozruchu i hamowania.
Układy takie stosuje się w napędach elektrycznych o pracy przerywanej, gdy czas stanu ustalonego jest krótki lub całkowicie go nie ma. Dlatego pojawienie się błędu sterowania nie spowoduje strat technologicznych, a system może nie mieć GOS.
Zamknięta pętla sterowania w takim układzie jest tworzona przez ujemne sprzężenie zwrotne momentu (prądu) silnika. Na rysunku 1.4 jest to pokazane jako BOS. W tym przypadku moment obrotowy silnika staje się zmienną regulowaną. W związku z tym ACU generuje sygnał sterujący P w taki sposób, że podczas procesu rozruchu i hamowania moment obrotowy jest utrzymywany na wymaganym poziomie lub zmienia się w czasie zgodnie z wymaganym prawem.
2. Systemy utrzymania stałej wartości zadanej zmiennej sterowanej (systemy stabilizacji). Regulowane wartości to te charakteryzujące ruch korpusu roboczego TM i wału silnika - prędkość, przyspieszenie, moment obrotowy, moc itp.
Układy stabilizacji są zbudowane na zasadzie zamkniętej i mogą mieć schemat funkcjonalny pokazany na rys. 1.4. W takim systemie sygnał jazdy q(t)=const. Dlatego zmniejszenie kontrolowanej zmiennej t(t), spowodowane pojawieniem się niepokojącego efektu f 1 (t), spowoduje wzrost sygnału błędu sterowania na wejściu ACU. Automatyka generuje sygnał sterujący przekształtnikiem w zależności od zastosowanego w nim prawa sterowania (typ regulatora). W przypadku prawa sterowania proporcjonalnego jako regulator stosuje się proporcjonalne (wzmacniające) łącze o wzmocnieniu większym niż jedność (P - regulator). Dlatego wraz ze wzrostem sygnału wzrośnie błąd na wejściu kontrolera P i sygnał sterujący konwertera. W rezultacie ilość EE i ME wzrośnie, co doprowadzi do wzrostu t(t) i zmniejszenie błędu sterowania. Jednak nie można go w pełni skompensować, ponieważ w tym przypadku sygnały na wejściu i wyjściu regulatora P będą równe zero, EE nie będzie dostarczane do silnika i proces technologiczny zostanie zatrzymany.
Układ stabilizacji, w którym błąd regulacji nie zmniejsza się do zera, a jedynie zmniejsza się do akceptowalnej wartości, nazywa się statycznym.
Przy regulacji proporcjonalno – całkującej regulator składa się z dwóch połączonych równolegle ogniw – proporcjonalnego i całkującego (P-I – regulator). Sygnał błędu dociera jednocześnie na wejście obu łączy. Proporcjonalna część regulatora, podobnie jak w poprzednim przypadku, wzmocni sygnał błędu. Integralna część sterownika zsumuje sygnał błędu, tj. jego moc wyjściowa będzie się zwiększać, dopóki na wejściu kontrolera pojawi się sygnał błędu. Ponieważ sygnał wyjściowy sterownika (sygnał sterujący przetwornika) jest sumą sygnałów wyjściowych części proporcjonalnej i integralnej, tak długo, jak na wejściu sterownika występuje sygnał błędu, jego sygnał wyjściowy będzie wzrastał. W efekcie ilość EE i ME w systemie wzrośnie, a błąd sterowania zmniejszy się. Gdy sygnał błędu na wejściu regulatora stanie się równy zeru, to sygnał na wyjściu regulatora będzie większy od zera, ponieważ integralna część regulatora po zaniku sygnału na jego wejściu zapamiętuje sumaryczną wartość sygnał wyjściowy. EE zostanie dostarczony do silnika, a proces technologiczny będzie kontynuowany.
Układ stabilizacji, w którym błąd sterowania jest zredukowany do zera, nazywa się astatycznym.
Z proporcjonalnym - całkującym - różnicowym prawem sterowania, równolegle do P, I. - łącza zawierają łącze różniczkujące (P - I - D - regulator).
Sygnał wyjściowy części różnicowej jest wprost proporcjonalny do szybkości zmian sygnału błędu sterowania. Podsumowując z sygnałami części P, I regulatora dodatkowo zwiększa sygnał sterujący przetwornika oraz ilość EE dostarczanego do silnika. Pomaga to zmniejszyć dynamiczny błąd sterowania, tj. różnica między żądaną a rzeczywistą wartością regulowanej zmiennej podczas stanu nieustalonego w systemie.
Systemy stabilizacji znajdują zastosowanie w przypadkach, gdy konieczne jest precyzyjne utrzymanie dowolnego parametru procesu, a także przy regulacji prędkości obrotowej silnika w szerokim zakresie.
Aby uformować procesy rozruchu i hamowania, układ stabilizacji może mieć wewnętrzne sprzężenie zwrotne na moment obrotowy silnika (BOS na rys. 1.4).
Otwarty kanał sterowania dla głównego efektu zakłócającego zmniejsza błąd sterowania w układach statycznych.
3. Systemy śledzenia. Podobnie jak systemy stabilizacji są zbudowane na zasadzie zamkniętej. Jednak sygnał jazdy q(t) zmieniają się zgodnie z prawem losowym i rzeczywistą wartością sterowanej zmiennej t(t) powinien powtórzyć (śledzić) to prawo.
Stosowane są w maszynach technologicznych, które wymagają, aby przy obrocie wału wejściowego o dowolny kąt wał wyjściowy „podążał” za wałem wejściowym i obracał się o ten sam kąt.
Kiedy pozycje wałków się zgadzają q(t) = y(t) a błąd sterowania wynosi zero. Podczas zmiany położenia wału wejściowego q(t) y(t). Na wejściu ACU pojawia się sygnał błędu, konwerter dostarcza EE do silnika, a wał wyjściowy będzie się obracał, aż zajmie pozycję wejściową.
4. Systemy sterowania programem. Stosowane są w maszynach technologicznych z kilkoma napędami elektrycznymi. Te dyski mogą być budowane zarówno w konfiguracji z otwartą pętlą, jak i z zamkniętą pętlą. Wspólne dla nich jest urządzenie, które zmienia zadaną wartość regulowanej wartości każdego napędu elektrycznego zgodnie z ustalonym programem. Jednocześnie silniki poszczególnych korpusów roboczych uruchamiają się samoczynnie, pracują z zadanymi prędkościami lub rewersem, a poruszające się korpusy robocze maszyny technologicznej nie kolidują ze sobą.
5. Systemy adaptacyjne. Stosuje się je w przypadkach, gdy układ zbudowany na zasadzie zamkniętej, w wyniku nieprzewidzianych zmian oddziaływań zakłócających, nie jest w stanie spełnić swojej funkcji, np. stabilizacji zmiennej sterowanej.
Aby zapewnić adaptację (regulację) systemu zamkniętego, do jego składu wprowadza się dodatkowy obwód, którego podstawą jest urządzenie obliczeniowe. Kontroluje ilość q(t), t(t), niepokojące wpływy f i (t), analizuje pracę układu stabilizacji i określa zmiany parametrów lub struktury ACU niezbędne do adaptacji.
Wykład 3
2.1. Redukcja momentów i sił oporu, momentów bezwładności i mas bezwładności
Część mechaniczna napędu elektrycznego obejmuje część obrotową silnika, przekładnię mechaniczną oraz korpus roboczy maszyny technologicznej.
Obracająca się część silnika (twornik lub wirnik) służy jako źródło energii mechanicznej.
Za pomocą MPU ruch obrotowy silnika jest przekształcany w ruch postępowy korpusu roboczego TM lub poprzez zmianę stosunku prędkości wału wejściowego i wyjściowego MPU, prędkości obrotowe silnik i korpus roboczy są skoordynowane. Jako MPU można stosować przekładnie walcowe i ślimakowe, przekładnie planetarne, pary śruba-nakrętka, korby, zębatki, przekładnie pasowe i łańcuchowe.
Ciało robocze TM jest konsumentem energii mechanicznej, którą przekształca w użyteczną pracę. Wśród korpusów roboczych znajdują się wrzeciono tokarki lub wiertarki, ruchoma część przenośnika, łyżka koparki, kabina windy, śruba napędowa statku itp.
Elementy części mechanicznej EP są ze sobą połączone i tworzą łańcuch kinematyczny, którego każdy element ma swoją własną prędkość ruchu, charakteryzuje się momentem bezwładności lub masą bezwładności, a także zestawem momentów lub działające na nią siły. Ruch mechaniczny dowolnego elementu jest określony przez drugie prawo Newtona. Dla elementu obracającego się wokół stałej osi równanie ruchu to:
Gdzie 
jest sumą wektorów momentów działających na element;
J jest momentem bezwładności elementu;
jest przyspieszeniem kątowym obracającego się elementu.
Dla elementu poruszającego się translacyjnie równanie ruchu ma postać:
,
Gdzie 
jest sumą wektorów sił działających na element;
m jest masą bezwładności elementu;
– przyspieszenie liniowe elementu poruszającego się translacyjnie.
Korzystając z tych równań, można wziąć pod uwagę interakcję dowolnego elementu z resztą łańcucha kinematycznego. Wygodnie jest to zrobić, przynosząc momenty i siły, a także momenty bezwładności i mas bezwładności. W wyniku tej operacji (redukcji) rzeczywisty schemat kinematyczny zostaje zastąpiony przez wyliczony, energetycznie równoważny schemat, którego podstawą jest element, którego ruch jest rozważany. Z reguły tym elementem jest wał silnika M. Pozwala to w pełni poznać charakter ruchu napędu elektrycznego i jego tryb pracy. Znając parametry schematu kinematycznego można określić rodzaj ruchu korpusu roboczego maszyny technologicznej.
Redukcja momentów oporowych z jednej osi obrotu na drugą opiera się na bilansie mocy w układzie.
Podczas operacji technologicznej korpus roboczy obraca się wokół własnej osi z prędkością ω m i stworzenie chwili oporu M cm, zużywa energię R m =M cm ω m. Straty mocy w MPU uwzględnia się dzieląc wartość R m na wydajność transmisja η P. Tę moc zapewnia silnik obracający się z dużą prędkością ω i moment rozwoju M z, równy momentowi oporu sprowadzonemu do osi obrotu wału silnika M cm. W oparciu o równość władz otrzymujemy:
.
Następnie wyrażenie do określenia zredukowanego momentu oporu M z wygląda jak:
,
Gdzie 
- przełożenie MPU.
W podobny sposób odbywa się sprowadzanie sił oporu. Jeżeli prędkość translacyjna ciała roboczego TM jest równa υ m a podczas operacji technologicznej powstaje siła oporu F cm, a następnie biorąc pod uwagę wydajność Równanie bilansu mocy MPU będzie wyglądało następująco:
.
Zmniejszony moment oporu M z będzie równa:
,
Gdzie 
to promień redukcji MPU.
Każdy z obrotowych elementów schematu kinematycznego charakteryzuje moment bezwładności J і . Doprowadzenie momentów bezwładności do jednej osi obrotu polega na tym, że całkowita energia kinetyczna ruchomych części napędu odniesiona do jednej osi pozostaje niezmieniona. W obecności obracających się części z momentami bezwładności J d , J 1 , J 2 , … J n i prędkości kątowe ω, ω 1 , ω 2 , … ω n możliwe jest zastąpienie ich dynamicznego działania działaniem pojedynczego elementu posiadającego moment bezwładności J i obraca się z prędkością ω .
W tym przypadku możemy zapisać równanie bilansu energii kinetycznej:
.
Całkowity moment bezwładności zredukowany do wału silnika będzie równy:
,
Gdzie J d- moment bezwładności wirnika (tworu) M;
J 1 , J 2 , … J n są momentami bezwładności pozostałych elementów schematu kinematycznego.
Sprowadzanie mas bezwładnościowych m, poruszający się translacyjnie, odbywa się również na podstawie równości energii kinetycznej:
,
Stąd moment bezwładności zredukowany do wału silnika będzie równy:
.
W wyniku operacji redukcyjnych rzeczywisty schemat kinematyczny zostaje zastąpiony schematem wyliczonym, energetycznie równoważnym. Jest to ciało obracające się na stałej osi. Ta oś jest osią obrotu wału silnika. Działa na nią moment obrotowy silnika M i zmniejszony moment oporu M z. Korpus obraca się z prędkością silnika ω i ma zmniejszony moment bezwładności J.
W teorii napędu elektrycznego taki schemat projektowy nazywa się jednomasowym układem mechanicznym. Odpowiada mechanicznej części AED z absolutnie sztywnymi elementami i bez przerw.
W samouczku, na który zwracamy uwagę, samouczek skupi się na podstawach napędu elektrycznego i jego najbardziej obiecującej formie - asynchronicznym napędzie elektrycznym sterowanym częstotliwościowo. Podręcznik przeznaczony jest dla pracowników zajmujących się promocją na rynku złożonych produktów elektrycznych, jakimi są zautomatyzowane napędy elektryczne oraz dla studentów kierunków elektrycznych.
Wykładowca: Onishchenko Georgy Borisovich. Doktor nauk technicznych, prof. Członek zwyczajny Akademii Nauk Elektrotechnicznych Federacji Rosyjskiej.
Cykl wykładów wideo obejmuje następujące tematy:
1. Funkcje i budowa zautomatyzowanego napędu elektrycznego.
2. Ogólna charakterystyka regulowanego napędu elektrycznego.
3. Zasada działania silnika asynchronicznego.
4. Regulacja częstotliwości prędkości silnika asynchronicznego.
5. Przyrządy półprzewodnikowe sterowane mocą.
6. Schemat strukturalny przemiennika częstotliwości.
7. Autonomiczny falownik napięcia. Zasada modulacji szerokości impulsu.
8. Prostownik i obwód DC jako część przemiennika częstotliwości.
9. Schematy strukturalne regulacji napędu elektrycznego sterowanego częstotliwością.
10. Cechy przemienników częstotliwości wysokiego napięcia.
11. Dziedziny zastosowań napędu elektrycznego sterowanego częstotliwością.
Rozważenie tych kwestii pozwoli uzyskać dość pełny obraz składu, zasad działania, projektu obwodu, właściwości technicznych i obszarów zastosowania asynchronicznego napędu elektrycznego sterowanego częstotliwością.
Wykład 1. Funkcje i budowa zautomatyzowanego napędu elektrycznego
Celem pierwszego wykładu jest przybliżenie roli i znaczenia zautomatyzowanego napędu elektrycznego w nowoczesnej produkcji przemysłowej oraz w krajowym systemie elektroenergetycznym.
Wykład 2. Regulowany napęd elektryczny – główny typ współczesnego napędu elektrycznego
Rozważono ogólne kwestie związane z tworzeniem i użytkowaniem regulowanych napędów elektrycznych.
Wykład 3. Zasada działania asynchronicznego silnika elektrycznego
Cechy konstrukcyjne i główne cechy najpopularniejszych maszyn elektrycznych - silniki asynchroniczne. Silniki te są szeroko stosowane w przemyśle, rolnictwie, użyteczności publicznej i innych dziedzinach. Zakres mocy produkowanych silników asynchronicznych jest bardzo szeroki - od setek watów do kilku tysięcy kilowatów, ale zasada działania tych maszyn jest taka sama dla wszystkich rozmiarów i modyfikacji.
Wykład 4
Najskuteczniejszym sposobem sterowania prędkością silnika indukcyjnego jest zmiana częstotliwości i amplitudy napięcia trójfazowego przyłożonego do uzwojeń silnika indukcyjnego. W ostatnich latach ta metoda sterowania znalazła najszersze zastosowanie w napędach elektrycznych do różnych celów, zarówno niskonapięciowych o napięciu do 400 V, jak i wysokonapięciowych napędach dużej mocy o napięciach 6,0 i 10,0 kV.
W tej części przedstawiono zasady sterowania prędkością silnika poprzez zmianę częstotliwości napięcia wejściowego, przedstawiono możliwe algorytmy zmiany nie tylko częstotliwości, ale także amplitudy napięcia oraz dokonano analizy charakterystyk napędu uzyskanych metodą sterowania częstotliwością.
Wykład 5. Zasada działania i budowa przemiennika częstotliwości
Stworzenie i masowa produkcja w pełni kontrolowanych przyrządów półprzewodnikowych mocy miało rewolucyjny wpływ na rozwój wielu rodzajów urządzeń elektrycznych, przede wszystkim napędu elektrycznego. Nowe, w pełni sterowalne urządzenia półprzewodnikowe obejmują tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT) i tyrystory z bramką kombinowaną. Na ich podstawie możliwe stało się stworzenie przemienników częstotliwości do zasilania silników prądu przemiennego i płynnej regulacji ich prędkości obrotowej. W tej części omówiono charakterystyki nowych przyrządów półprzewodnikowych mocy i podano ich parametry.
Wykład 6. Skalarne systemy sterowania silnikami
W przypadku napędów elektrycznych pracujących w ograniczonym zakresie regulacji prędkości oraz w przypadkach, w których nie jest wymagana duża prędkość i dokładność sterowania, stosuje się prostsze skalarne systemy sterowania, które omówiono w tym rozdziale.
Moduł nr 7 „Wektorowe sterowanie napędami elektrycznymi sterowanymi częstotliwością”
Sterowanie wektorowe silnika asynchronicznego opiera się na dość złożonych algorytmach, które odzwierciedlają wektorową reprezentację procesów elektromagnetycznych w silniku. W tym wykładzie postaramy się przedstawić podstawy sterowania wektorowego w nieco uproszczony sposób, unikając skomplikowanych obliczeń matematycznych.
Wkrótce będzie kontynuacja!
Wykłady z dyscypliny „Automatyczny napęd elektryczny” Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Kurs General Electric Drive (EP).-6th ed. -M.: Energoizdat, - 576 s. 2. Moskalenko W.W. Napęd elektryczny - M.: Mastery; Szkoła Wyższa, -368 s. 3. Moskalenko W.W. Napęd elektryczny: Podręcznik elektrotechniki. specjalista. -M.: Wyższe. szkoła, - 430 pkt. 4. Podręcznik zautomatyzowanego napędu elektrycznego / Wyd. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 pkt. 5. Moskalenko W.W. Zautomatyzowany napęd elektryczny: Podręcznik dla uczelni wyższych.- M.: Energoatomizdat, s. 6. Klyuchev V.I. Teoria napędu elektrycznego. - M.: Energoatomizdat, s. 7. GOST R-92. Napędy elektryczne. Warunki i definicje. Gosstandart Rosji. 8. Podręcznik inżyniera elektryka z.-x. produkcja / Tutorial.-M.: Informagrotech, s. 9. Wytyczne do realizacji prac laboratoryjnych z podstaw napędu elektrycznego dla studentów wydziału elektryfikacji rolnictwa. / Stawropol, SSAU, "AGRUS", - 45 s. 10. Savchenko P.I. Warsztaty z napędu elektrycznego w rolnictwie. – M.: Kolos, s. Polecane strony w Internecie: Wykłady z dyscypliny „Automatyczny napęd elektryczny” Literatura 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. Kurs General Electric Drive (EP).-6th ed. -M.: Energoizdat, - 576 s. 2. Moskalenko W.W. Napęd elektryczny - M.: Mastery; Szkoła Wyższa, -368 s. 3. Moskalenko W.W. Napęd elektryczny: Podręcznik elektrotechniki. specjalista. -M.: Wyższe. szkoła, - 430 pkt. 4. Podręcznik zautomatyzowanego napędu elektrycznego / Wyd. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 pkt. 5. Moskalenko W.W. Zautomatyzowany napęd elektryczny: Podręcznik dla uczelni wyższych.- M.: Energoatomizdat, s. 6. Klyuchev V.I. Teoria napędu elektrycznego. - M.: Energoatomizdat, s. 7. GOST R-92. Napędy elektryczne. Warunki i definicje. Gosstandart Rosji. 8. Podręcznik inżyniera elektryka z.-x. produkcja / Tutorial.-M.: Informagrotech, s. 9. Wytyczne do realizacji prac laboratoryjnych z podstaw napędu elektrycznego dla studentów wydziału elektryfikacji rolnictwa. / Stawropol, SSAU, "AGRUS", - 45 s. 10. Savchenko P.I. Warsztaty z napędu elektrycznego w rolnictwie. – M.: Kolos, s. Polecane strony w Internecie:
Źródło energii elektrycznej (IEE) Urządzenie sterujące (CU) Urządzenie przekształtnikowe (PRB) Urządzenie z silnikiem elektrycznym (EM) M Urządzenie transmisyjne (TRD) Odbiorca energii mechanicznej (PME) U, I, f M d, ω d U d, I zadania d, f d F d, V d M m (F m), ω m (V m) Rysunek 3 - Schemat strukturalny AED
3 Skuteczność AED Jak w przypadku każdego urządzenia elektromechanicznego, ważnym wskaźnikiem jest skuteczność AED = PRB · ED · PRD przy obciążeniu znamionowym wynosi 60-95%.
4 Zalety AED 1) niski poziom hałasu podczas pracy; 2) brak zanieczyszczenia środowiska; 3) szeroki zakres mocy i prędkości kątowych obrotu; 4) dostępność regulacji prędkości kątowej obrotu i odpowiednio wydajność jednostki procesowej; 5) względną łatwość automatyzacji, montażu, eksploatacji w porównaniu z silnikami cieplnymi, np. spalinowymi.
FEDERALNA PAŃSTWOWA INSTYTUCJA EDUKACYJNA WYŻSZEJ SZKOLNICTWA ZAWODOWEGO STAWROPOL PAŃSTWOWY UNIWERSYTET ROLNICZY
ZAUTOMATYZOWANY NAPĘD ELEKTRYCZNY
KURS WYKŁADOWY
dla specjalności 110302.65 - „Elektryfikacja i automatyzacja rolnictwa” kształcenie stacjonarne i niestacjonarne
Zautomatyzowany napęd elektryczny: przebieg wykładów \ Comp. I.V.Atanov. - Stawropol: SSAU, wydział PEESH, 2008. - 124 s.
Podręcznik ten składa się z wykładów z zakresu zautomatyzowanego napędu elektrycznego zgodnie z państwowym standardem wyższego wykształcenia zawodowego na kierunku 660300 - Agroinżynieria.
Przebieg wykładów przeznaczony jest dla studentów studiów stacjonarnych i niestacjonarnych specjalności 110302.65 - „Elektryfikacja i Automatyzacja Rolnictwa” i może być wykorzystany zarówno na zajęciach, jak i w samodzielnej pracy studentów.
WPROWADZENIE
Przebieg wykładów został opracowany z myślą o szkoleniu specjalistów w specjalności 110302.65 – „Elektryfikacja i automatyzacja rolnictwa” na kierunku 660300 – „Agroinżynieria”.
Materiał wykładowy zawiera 15 wykładów z dyscypliny „Automatyczny napęd elektryczny” i opiera się na dwóch poprzednich kursach „Podstawy napędu elektrycznego” i „Napęd elektryczny w rolnictwie. maszyny."
Szczególną uwagę w prezentacji materiału poświęcono środkom i układom regulacji współrzędnych napędów elektrycznych prądu przemiennego i stałego.
Przy prezentacji materiału zastosowano różne czcionki i akcenty, co pozwoliło na uporządkowanie materiału i ułatwiło jego przyswajanie.
Ważnym elementem w badaniu materiału edukacyjnego jest system skrótów pojęć, definicji często spotykanych w tekście. Skróty te są wprowadzane i odczytywane tak, jak wspomniano o nich po raz pierwszy.
Prezentowany materiał wykładowy oparty jest na licznych źródłach literackich, z których główne podane są w niniejszym podręczniku, w dziale literatura.
www.privod.ru www.owen.ru www.kipservis.ru
Wykład nr 1 Klasyfikacja, struktura zautomatyzowana
napędy elektryczne (AED)
2) Budowa zautomatyzowanego napędu elektrycznego (AED)
3) Wydajność AED
4) Zalety AEP
1 Klasyfikacja napędów elektrycznych
W W zależności od wykonywanych funkcji, rodzaju i liczby nastawianych współrzędnych, stopnia automatyzacji procesów technologicznych, realizacja ES może być bardzo różna (rysunek 1).
podręcznik
zautomatyzowany
Otwarte Zamknięte
Rysunek 1 — Klasyfikacja EP
Niezautomatyzowane ES- sterowanie przy pomocy operatora, który uruchamia, zatrzymuje, zmienia prędkość, odwraca napęd elektryczny zgodnie z zadanym cyklem technologicznym.
Zautomatyzowane EP- operacje kontrolne wykonywane są zgodnie z wymaganiami procesu technologicznego. Operacje wykonywane są przez system sterowania (funkcje włączania i wyłączania EA są przypisane operatorowi). Oczywistym jest, że automatyczny podpis elektroniczny jest bardziej wydajny i opłacalny, ponieważ uwalnia człowieka od żmudnej i monotonnej pracy, zwiększa wydajność pracy, jakość procesu technologicznego.
EA w pętli otwartej - charakteryzuje się tym, że wszystkie wpływy zewnętrzne (na przykład moment bezwładności) wpływają na jego współrzędną wejściową, na przykład prędkość. Ten typ EA jest prosty i służy głównie do uruchamiania, hamowania i cofania silników.
Zamknięty EA - cechą charakterystyczną jest całkowite lub częściowe wyeliminowanie wpływu wpływów zewnętrznych na kontrolowaną współrzędną, takich jak prędkość. Wzorce są zwykle złożone.
Kontrola zakłóceń- dodatkowy sygnał proporcjonalny do zakłócenia jest podawany na wejście EA razem z sygnałem odniesienia, w wyniku czego całkowity sygnał zapewnia kontrolę EA. Regulacja ta nie znalazła właściwego zastosowania ze względu na złożoność wykonania czujników zakłócających, w szczególności momentu obciążenia - Ms
Kontrola odchyleń (zasada sprzężenia zwrotnego)- charakteryzuje się obecnością obwodów sprzężenia zwrotnego. Informacja o sterowanej współrzędnej jest podawana na wejście EA w postaci sygnału zwrotnego, który jest porównywany z sygnałem głównym, a sygnał wynikowy (niezgodność, wyłączenie, błąd) jest sygnałem sterującym dla EA (rys. 2 ). Sprzężenia zwrotne mogą być pozytywne i negatywne, liniowe i nieliniowe, sztywne i elastyczne itp.
Kos |
||||
Rysunek 2. Zamknięte struktury AED z kompensacją zaburzeń (a), ze sprzężeniem zwrotnym (b)
Dodatnie sprzężenie zwrotne to takie sprzężenie zwrotne, którego sygnał jest kierowany zgodnie (tzn. sumuje się) z sygnałem głównym.
Negatywny system operacyjny- Sygnał OS jest skierowany przeciwnie do sygnału nastawczego. Sztywny system operacyjny - działa zarówno w stanie ustalonym, jak i w trybie przejściowym
Elastyczny system operacyjny - działa tylko w trybach przejściowych.
Liniowe sprzężenie zwrotne - charakteryzuje się proporcjonalną zależnością między sterowaną współrzędną a sygnałem sprzężenia zwrotnego.
Nieliniowy system operacyjny — ta zależność nie jest liniowa.
2 Struktura AEP
Zautomatyzowany napęd elektryczny to układ elektromechaniczny, który na ogół składa się z silnika elektrycznego, przekształtnika, urządzeń transmisyjnych i sterujących i jest przeznaczony do wprawiania w ruch organów wykonawczych maszyn roboczych i sterowania tym ruchem (rys. 3).
Źródło energii elektrycznej (IEE)
Urządzenie konwertujące
Ud ,Id ,fd
menedżer |
Silnik elektryczny |
|||||||
urządzenie (UU) |
urządzenie ciała |
|||||||
Md , ωd |
Fd , Vd |
|||||||
odwrócić |
Sprzęty |
|||||||
urządzenie (PRD) |
||||||||
Mm (Fm), ωm (Vm)
Odbiorca energii mechanicznej (PME)
Rysunek 3 - Schemat strukturalny AED
Głównym celem AEP jest zamiana energii elektrycznej na energię mechaniczną organów wykonawczych maszyn i mechanizmów. W niektórych przypadkach (tryb generatora, hamowanie) możliwa jest również transformacja odwrotna.
AES odpowiada za 60% energii elektrycznej wytwarzanej w kraju.
Rysunek 3 pokazuje:
przepływy energii elektrycznej - , przepływy energii mechanicznej - ;
PRB - przekształca energię elektryczną w wymaganą postać (rozruszniki magnetyczne, łączniki tyrystorowe, regulatory, przetwornice itp.);
PRD przekształca energię mechaniczną w wymaganą formę dla konsumenta energii mechanicznej (PME) (sprzęgła, napędy pasowe, przekładnie itp.);
CU - część informacyjna (środki mikroprocesorowe, mikrokomputer).
Wydajność 3 AED
Jak w przypadku każdego urządzenia elektromechanicznego, ważnym wskaźnikiem jest wydajność
AEP \u003d PRB ED PD,
ponieważ sprawność PRB i PRD ≈1 i niewiele zależy od obciążenia, wtedy AEF jest określany przez ED , który jest również dość wysoki i przy obciążeniu znamionowym wynosi 60-95%.
Niska sprawność odpowiada wolnoobrotowym silnikom o małej mocy
Przy wzroście mocy powyżej 1 kW ED i odpowiednio AEF przekracza 70%.
4 zalety AEP
1) niski poziom hałasu podczas pracy;
2) brak zanieczyszczenia środowiska;
3) szeroki zakres mocy i prędkości kątowych obrotu;
4) stabilizacja współrzędnej wyjściowej;
5) dostępność regulacji prędkości kątowej obrotu i odpowiednio wydajność jednostki procesowej; 6) względna łatwość automatyzacji, instalacji, obsługi w porównaniu
nenie z silnikami cieplnymi, np. spalinowymi, a także z napędami hydraulicznymi i pneumatycznymi.
Wykład 2 Dopasowanie współrzędnych PE
1) Wskaźniki kontroli prędkości EP
2) Regulacja momentu obrotowego, prądu, położenia EA
3) Sposoby kontrolowania prędkości DPT
4) Metody regulacji prędkości rotacji ciśnienia krwi
1 Wskaźniki regulacji prędkości EP
Aby zapewnić wymagane tryby pracy maszyn, mechanizmów produkcyjnych i samego ED, należy uregulować niektóre zmienne charakteryzujące ich działanie. Takimi zmiennymi, często nazywanymi współrzędnymi w EA, są np. prędkość, przyspieszenie, położenie korpusu wykonawczego (EO) lub innego mechanicznego elementu napędu, prądy w obwodach elektrycznych silników, momenty na ich wale itp.
Typowym przykładem konieczności kontrolowania współrzędnych jest EP windy pasażerskiej. Podczas ruszania i zatrzymywania kabiny windy, aby zapewnić komfort pasażerom, przyspieszanie i zwalnianie jego ruchu jest ograniczone. Przed zatrzymaniem prędkość kabiny musi zostać zmniejszona, czyli wyregulowana. I wreszcie kabina z określoną dokładnością musi zatrzymać się na wymaganej podłodze. Taka kontrola ruchu kabiny windy jest zapewniona przez dopasowanie odpowiednich współrzędnych (zmiennych) windy EP.
Proces dopasowywania współrzędnych zawsze wiąże się z uzyskaniem sztucznych (regulacyjnych) charakterystyk silnika, co uzyskuje się poprzez celowe oddziaływanie na silnik.
Kontrola prędkości EP.
Regulacja prędkości ruchu organów wykonawczych jest wymagana w wielu maszynach i mechanizmach roboczych - walcarkach, mechanizmach wyciągowych i transportowych, maszynach górniczych i papierniczych, maszynach do obróbki metali itp. Za pomocą EA regulacja i stabilizacja zapewniana jest prędkość ruchu ich EO, a także zmiana prędkości EO zgodnie z dowolnie zmieniającym się sygnałem polecenia (śledzenie) lub zgodnie z wcześniej określonym programem (ruch programu). Zastanówmy się, jak za pomocą ED można zapewnić regulację prędkości IO pracujących maszyn.
Jak wynika z ogólnego schematu PE (wykład 1), prędkość silnika i IO podczas jego ruchu obrotowego (translacyjnego) są ze sobą powiązane zależnościami
Analiza wyrażenia pokazuje, że można sterować prędkością RO działając albo na mechaniczną skrzynię biegów (i to przełożenie skrzyni biegów), albo na silnik, lub na oba jednocześnie.
W pierwszym przypadku efektem jest zmiana przełożenia lub promienia redukcji przekładni mechanicznej przy stałej prędkości obrotowej silnika, dlatego ten sposób regulacji nazywamy mechanicznym. Do jego wykonania wykorzystywane są skrzynie biegów (z regulacją skokową), wariatory i sprzęgła elektromagnetyczne (do płynnej regulacji). Metoda mechaniczna jest stosowana w ograniczonym zakresie ze względu na złożoność automatyzacji takich procesów technologicznych, niewielki zestaw regulowanych przekładni mechanicznych tego typu oraz ich niską niezawodność i sprawność.
Metoda sterowania prędkością IO, zwana elektryczną, zapewnia oddziaływanie na silnik przy niezmienionych parametrach przekładni mechanicznej. Metoda ta znalazła szerokie zastosowanie we współczesnym EP ze względu na duże możliwości regulacji, prostotę, łatwość użycia w ogólnym schemacie automatyzacji procesów technologicznych i ekonomii.
Połączona metoda sterowania prędkością IE jest stosowana w ograniczonym zakresie głównie w EP maszyn do obróbki metali.
Tak więc sterowanie ruchem organów wykonawczych nowoczesnych maszyn i mechanizmów roboczych w większości przypadków osiąga się poprzez ukierunkowane oddziaływanie na silnik elektryczny za pomocą jego układu sterowania w celu uzyskania odpowiednich sztucznych właściwości.
Na przykład na rysunku 1 przedstawiono naturalną charakterystykę mechaniczną 1 silnika prądu stałego o wzbudzeniu niezależnym (DPT NV) i dwóch sztucznych - gdy w obwód twornika (przewód prosty 2) zostanie wprowadzony dodatkowy rezystor o rezystancji i napięcie zostanie dostarczone do armatura jest zmniejszona (linia prosta 3). Obie te sztuczne charakterystyki zapewniają, w momencie obciążenia Ms, zmniejszenie prędkości do wymaganego poziomu. Wzrost prędkości DPTNV powyżej wartości nominalnej można uzyskać poprzez zmniejszenie jego strumienia magnetycznego.
Poniższe wskaźniki służą do ilościowego określenia i porównania różnych metod kontroli prędkości.
Zakres kontroli prędkości , zdefiniowany przez relację
maksymalna prędkość do minimum, tj. Dmaks. Dolna granica,
zwykle ograniczone właściwościami przeciążeniowymi i sztywnościowymi.
Zgodnie z rysunkiem 1, zakres regulacji będzie określony przez stosunek prędkości obrotowych przy zadanym momencie obciążenia Ms.
SM
nom
ω i
Rysunek 1 - Warianty sterowania prędkością DPT NV
Stabilność prędkości, charakteryzujący się zmianą prędkości z możliwymi wahaniami momentu obciążenia na wale silnika i zdeterminowany sztywnością jego właściwości mechanicznych. Im jest ona większa, tym bardziej stabilna jest prędkość przy zmianach momentu obciążenia i na odwrót. W tym przykładzie większą stabilność zapewnia sztuczna charakterystyka 3.
Płynność regulacji prędkości , określony przez różnicę prędkości
wzrost podczas przejścia od jednej sztucznej cechy do drugiej. Im bardziej sztuczne charakterystyki można uzyskać w danym zakresie regulacji prędkości, tym płynniejsza będzie regulacja prędkości.
Kierunek regulacji prędkości . W zależności od sposobu oddziaływania na silnik i rodzaju uzyskanej sztucznej charakterystyki, jego prędkość może wzrosnąć lub spaść w porównaniu z pracą na naturalnej charakterystyce w danym momencie obciążenia. W pierwszym przypadku mówią o sterowaniu prędkością w górę od głównej charakterystyki, w drugim - w dół. Można powiedzieć, że sterowanie prędkością w górę wiąże się z uzyskaniem sztucznych właściwości mechanicznych, które są wyższe niż naturalne, a sterowanie prędkością w dół zapewniane są przez charakterystyki niższe niż naturalne.
Dopuszczalne obciążenie silnika . Silnik elektryczny jest obliczony i zaprojektowany w taki sposób, aby pracując na naturalnej charakterystyce z znamionową prędkością, prądem, momentem obrotowym i mocą, nie nagrzewał się powyżej pewnej temperatury, dla której zaprojektowano jego izolację. W tym przypadku jego żywotność jest standardowa i wynosi zwykle 15…20 lat.
Ponieważ straty energii podczas nagrzewania silnika są proporcjonalne do kwadratu prądu, standardowe nagrzewanie nastąpi podczas przepływu
transkrypcja
1 śr. NAPĘD ELEKTRYCZNY Romanowa Przebieg wykładów Woroneż 006 0
2 Państwowy Uniwersytet Techniczny w Woroneżu A.V. NAPĘD ELEKTRYCZNY Romanowa Zatwierdzony przez Radę Redakcyjną i Wydawniczą Uniwersytetu jako podręcznik Woroneż 006 1
3 UDC 6-83(075.8) Romanow A.V. Napęd elektryczny: Przebieg wykładów. Woroneż: Woroneż. stan technika nie-t, s. Przedmiot wykładów dotyczy zagadnień budowy napędów elektrycznych prądu stałego i przemiennego, analizy charakterystyk elektromechanicznych i mechanicznych maszyn elektrycznych, zasad sterowania w napędzie elektrycznym. Publikacja jest zgodna z wymaganiami Państwowego Standardu Edukacyjnego Wyższego Kształcenia Zawodowego na kierunku „Elektrotechnika, Elektromechanika i Elektrotechnika”. Wykłady przeznaczone są dla studentów II roku specjalności „Napęd elektryczny i automatyka instalacji przemysłowych i zespołów technologicznych” kształcenia stacjonarnego na podstawie średniego wykształcenia zawodowego. Publikacja przeznaczona jest dla studentów kierunków technicznych, doktorantów oraz specjalistów zajmujących się rozwojem napędów elektrycznych. Patka. 3. Chory. 7. Bibliografia: 6 tytułów. Redaktor naukowy technika nauk ścisłych, prof. Yu.M. Frolov Recenzenci: Wydział Automatyzacji Procesów Technologicznych, Państwowy Uniwersytet Architektury i Inżynierii Lądowej w Woroneżu (kierownik katedry, doktor nauk technicznych, prof. VD Volkov); Dr tech. nauk ścisłych, prof. AI Shiyanov Romanov A.V., 006 Projekt. GOUVPO „Woroneski Państwowy Uniwersytet Techniczny”, 006
4 WSTĘP Napęd elektryczny (ED) pełni ważną rolę w realizacji zadań zwiększania wydajności pracy w różnych sektorach gospodarki narodowej, automatyzacji i kompleksowej mechanizacji procesów produkcyjnych. Około 70% wytworzonej energii elektrycznej jest przekształcane w energię mechaniczną przez silniki elektryczne (EM), które wprawiają w ruch różne maszyny i mechanizmy. Nowoczesny napęd elektryczny wyróżnia się szeroką gamą środków sterowania stosowanych od konwencjonalnych urządzeń przełączających po komputery, dużym zakresem mocy silników, zakresem regulacji prędkości do 10 000:1 lub więcej oraz zastosowaniem zarówno wolnoobrotowych, jak i ultraszybkie silniki elektryczne. Napęd elektryczny to pojedynczy układ elektromechaniczny, którego część elektryczna składa się z silnika elektrycznego, przekształtnika, urządzeń sterujących i informacyjnych, a część mechaniczna obejmuje wszystkie powiązane masy ruchome napędu i mechanizmu. Powszechne wprowadzanie napędu elektrycznego we wszystkich gałęziach przemysłu oraz stale rosnące wymagania dotyczące charakterystyk statycznych i dynamicznych napędów elektrycznych stawiają zwiększone wymagania dotyczące profesjonalnego szkolenia specjalistów w dziedzinie napędu elektrycznego. Należy zauważyć, że skoro studenci studiów stacjonarnych na podstawie średniego kształcenia specjalistycznego otrzymują w programie nauczania minimalną liczbę godzin na opanowanie specjalności, postęp w wiedzy zawodowej jest w dużym stopniu uzależniony od samodzielnej pracy studentów. W szczególności, na końcu tego wydania, oprócz proponowanych notatek do wykładów, znajduje się wykaz bibliograficzny literatury naukowej i technicznej zalecanej do przestudiowania. Ponadto oprócz toku wykładów został wydany warsztat laboratoryjny dotyczący napędu elektrycznego, który porusza problematykę badań eksperymentalnych 3
5 napędów elektrycznych prądu stałego i przemiennego. W celu lepszego opanowania dyscypliny zaleca się wcześniejsze zapoznanie się z tekstem wykładów i treścią pracy laboratoryjnej. Państwowy Standard Edukacyjny Wyższego Szkolnictwa Zawodowego Federacji Rosyjskiej reguluje następujące obowiązkowe tematy kursu szkoleniowego w dyscyplinie „Napęd elektryczny”. WYCIĄG z państwowego standardu edukacyjnego wyższego wykształcenia zawodowego wymagań państwowych dotyczących minimalnej treści i poziomu wykształcenia dyplomowanego inżyniera na kierunku „Elektrotechnika, Elektromechanika i Elektrotechnika”, o specjalności „Napęd elektryczny i automatyka instalacji przemysłowych i technologicznych Kompleksy” OPD.F. 09. „Napęd elektryczny” Napęd elektryczny jako system; schemat blokowy napędu elektrycznego; mechaniczna część kanału zasilającego napędu elektrycznego; procesy fizyczne w napędach elektrycznych z maszynami prądu stałego, maszynami asynchronicznymi i synchronicznymi; część elektryczna kanału zasilającego napędu elektrycznego; zasady sterowania w napędzie elektrycznym; baza elementów kanału informacyjnego; synteza struktur i parametrów kanału informacyjnego; elementy konstrukcyjne napędu elektrycznego. Materiał tego toku wykładów jest w pełni zgodny z tym tematem. 4
6 WYKŁAD 1 HISTORIA ROZWOJU NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO JAKO DZIEDZINY NAUKI I TECHNIKI Zagadnienia poruszane na wykładzie. 1. Krótka historia rozwoju napędów elektrycznych AC i DC Prace naukowców krajowych i zagranicznych. 3. Rola napędu elektrycznego w gospodarce narodowej. 4. Budowa i główne elementy nowoczesnego zautomatyzowanego napędu elektrycznego. Napęd elektryczny jest stosunkowo młodą dziedziną nauki i techniki, od jej praktycznego zastosowania minęło nieco ponad sto lat. Powstanie EP jest efektem pracy wielu krajowych i zagranicznych naukowców zajmujących się elektrotechniką. Ta genialna seria zawiera nazwiska tak wybitnych naukowców, jak Duńczyk H. Erested, który wykazał możliwość interakcji między polem magnetycznym a przewodnikiem z prądem (180), Francuz A. Ampère, który matematycznie sformalizował tę interakcję w tym samym 180 Anglik M. Faraday zbudował w 181 roku eksperymentalną instalację, która udowodniła możliwość budowy silnika elektrycznego. Są to krajowi akademicy B.S. Jacobiego i E.H. Lenz, który jako pierwszy zdołał stworzyć silnik elektryczny na prąd stały w 1834 roku. Praca B.S. Jacobi przy stworzeniu silnika zyskał szeroką światową sławę, a wiele kolejnych prac w tej dziedzinie było wariacją lub rozwinięciem jego pomysłów, na przykład w 1837 roku amerykański Davenport zbudował swój silnik elektryczny z prostszym komutatorem. W 1838 BS Jacobi ulepszył projekt ED, wprowadzając do niego prawie wszystkie elementy nowoczesnej maszyny elektrycznej. Ten silnik elektryczny o mocy 1 KM służył do napędzania łodzi, która z 1 pasażerem poruszała się z prędkością do 5 km/h pod prąd He-5.
7 ty. Dlatego rok 1838 jest uważany za rok narodzin napędu elektrycznego. Już na tym pierwszym, wciąż niedoskonałym modelu napędu elektrycznego ujawniły się jego bardzo istotne zalety w porównaniu z panującymi wówczas mechanizmami parowymi - brak kotła parowego, dostaw paliwa i wody, tj. znacznie lepsze wskaźniki wagi i wielkości. Jednak niedoskonałość pierwszego ED, a co najważniejsze nieekonomiczne źródło energii elektrycznej baterii galwanicznej, którą opracował włoski L. Galvani (), spowodowały, że prace B.S. Jacobi i jego zwolennicy nie otrzymali od razu praktycznego zastosowania. Potrzebne było proste, niezawodne i ekonomiczne źródło energii elektrycznej. I znaleziono wyjście. W 1833 roku akademik E.Kh. Lenz odkrył zasadę odwracalności maszyn elektrycznych, która później połączyła rozwój silników i generatorów. A w 1870 r. pracownik francuskiej firmy „Alliance” Z. Gramm stworzył przemysłowy typ generatora prądu stałego, który dał nowy impuls do rozwoju napędu elektrycznego i jego wprowadzenia do przemysłu. Oto kilka przykładów. Nasz rodak inżynier elektryk V.N. Chikolev () tworzy w 1879 EP dla lamp łukowych, napędów elektrycznych do maszyny do szycia (188) i wentylatora (1886), które zostały nagrodzone złotymi medalami na wystawach ogólnorosyjskich. W marynarce wojennej wprowadzono prąd stały: winda amunicyjna na pancerniku „Sisoi Wielki” (), pierwsza przekładnia sterowa na pancerniku „1 Apostołowie” (199). W 1895 A.V. Shubin opracował układ sterowania „wtryskiwacz-silnik”, który później został zainstalowany na pancernikach „Prince Suvorov”, „Slava” i innych. Znaczna liczba silników prądu stałego. 6
8 Zdarzają się przypadki zastosowania napędu elektrycznego w komunikacji miejskiej, linii tramwajowych w miastach Kijów, Kazań i Niżny Nowogród (189) oraz nieco później w Moskwie (1903) i Petersburgu (1907). Jednak odnotowane sukcesy były skromne. W 1890 roku napęd elektryczny stanowił zaledwie 5% całkowitej mocy zastosowanych mechanizmów. Pojawiające się doświadczenie praktyczne wymagało analizy, usystematyzowania i opracowania ram teoretycznych dla późniejszego omówienia rozwoju PE. Ogromną rolę odegrała tu praca naukowa naszego rodaka, największego inżyniera elektryka D.A. Lachinov (), opublikowany w 1880 roku w czasopiśmie „Electricity” pod tytułem „Praca elektromechaniczna”, który położył pierwsze podwaliny nauki o napędzie elektrycznym. TAK. Lachinov w przekonujący sposób udowodnił zalety elektrycznej dystrybucji energii mechanicznej, po raz pierwszy dał wyraz na właściwości mechaniczne silnika prądu stałego z szeregowym wzbudzeniem, dokonał klasyfikacji maszyn elektrycznych według metody wzbudzenia i rozważył warunki zasilanie silnika z generatora. Dlatego rok 1880, rok publikacji pracy naukowej „Praca elektromechaniczna”, uważany jest za rok narodzin nauki o napędzie elektrycznym. Wraz z napędem elektrycznym prądu stałego wejdź do życia i napędem prądu przemiennego. W 1841 r. Anglik C. Whitson zbudował jednofazowy synchroniczny silnik elektryczny. Ale nie znalazł praktycznego zastosowania z powodu trudności podczas startu. W 1876 r. P.N. Yablochkov () opracował kilka projektów generatorów synchronicznych do zasilania wynalezionych przez siebie świec, a także wynalazł transformator. Kolejnym krokiem na drodze do AC EP było odkrycie w 1888 roku przez Włocha G. Ferrarisa i Jugosławię N. Teslę zjawiska wirującego pola magnetycznego, które zapoczątkowało projektowanie wielofazowych silników elektrycznych. Ferrari i Tesla 7
9 opracowano kilka modeli dwufazowych silników prądu przemiennego. Jednak prąd dwufazowy w Europie nie jest powszechnie stosowany. Powodem tego był rozwój rosyjskiego inżyniera elektryka M.O. Dolivo-Dobrovolsky () w 1889 r. za bardziej zaawansowany trójfazowy system prądu przemiennego. W tym samym 1889 roku, 8 marca, opatentował asynchroniczny silnik elektryczny z wirnikiem klatkowym (zwarcie AD), a nieco później z wirnikiem fazowym. Już w 1891 roku na wystawie elektrycznej we Frankfurcie nad Menem M.O. Dolivo-Dobrovolsky zademonstrował asynchroniczne silniki elektryczne o mocy 0,1 kW (wentylator); 1,5 kW (prąd stały) i 75 kW (pompa). Dolivo-Dobrovolsky opracował również 3-fazowy generator synchroniczny i 3-fazowy transformator, których konstrukcja pozostaje praktycznie niezmieniona w naszych czasach. Marcel Despres w 1881 r. uzasadnił możliwość przesyłania energii elektrycznej na odległość, a w 188 r. zbudowano pierwszą linię przesyłową o długości 57 km i mocy 3 kW. W wyniku powyższych prac zlikwidowano ostatnie zasadnicze przeszkody techniczne w upowszechnieniu przesyłu energii elektrycznej i powstał najbardziej niezawodny, prosty i tani silnik elektryczny, cieszący się obecnie wyjątkową dystrybucją. Ponad 50% całej energii elektrycznej jest przekształcane w moc mechaniczną za pomocą najbardziej masywnego napędu elektrycznego opartego na zwarciu AD. Pierwsze trójfazowe AC EP w Rosji zainstalowano w 1893 roku w Szepietówce iw zakładzie Kolomensky, gdzie do 1895 roku zainstalowano silniki elektryczne o łącznej mocy 1507 kW. A jednak tempo wprowadzania napędu elektrycznego do przemysłu pozostawało niskie ze względu na zacofanie Rosji w dziedzinie produkcji elektrycznej 8
10 (0,5% światowej produkcji) i wytwarzania energii elektrycznej (15 miejsce na świecie) nawet w czasach rozkwitu carskiej Rosji (1913). Po zwycięstwie Wielkiej Rewolucji Październikowej w 190 r. pojawiła się kwestia radykalnej reorganizacji całej gospodarki narodowej. Opracowano plan GOELRO (państwowy plan elektryfikacji Rosji), który przewiduje utworzenie 30 elektrowni cieplnych i wodnych o łącznej mocy 1 mln 750 tys. kW (do 1935 r. oddano do użytku ok. 4,5 mln kW). Praca nad planem GOELRO, V.I. Lenin zauważył, że „napęd elektryczny po prostu najbardziej niezawodnie zapewnia dowolną prędkość i automatyczne łączenie operacji w najbardziej rozległym obszarze pracy”. Dlaczego tak dużo uwagi poświęcono napędowi elektrycznemu i elektryfikacji? Oczywiste jest, że napęd elektryczny jest podstawą mocy do wykonywania prac mechanicznych i automatyzacji procesów produkcyjnych z dużą wydajnością, natomiast napęd elektryczny stwarza wszelkie warunki do wysoko wydajnej pracy. Oto prosty przykład. Wiadomo, że w ciągu dnia pracy jedna osoba może wytworzyć około 1 kW/h za pomocą energii mięśniowej, której koszt wytworzenia to (warunkowo) 1 kopiejka. W branżach silnie zelektryfikowanych moc zainstalowana silników elektrycznych na pracownika wynosi 4-5 kW (wskaźnik ten nazywa się mocą elektryczną pracy). Przy ośmiogodzinnym dniu pracy uzyskujemy zużycie 3-40 kW/h. Oznacza to, że pracownik kontroluje mechanizmy, których praca na zmianę odpowiada pracy 3-40 osób. Jeszcze większą wydajność EP obserwuje się w górnictwie. Na przykład na koparce kroczącej typu ESH-15/15, mającej strzałę 15 metrów i łyżkę o pojemności 15 metrów sześciennych, moc jednego silnika asynchronicznego wynosi 8 MW. W walcowniach 9
11 Moc zainstalowana ED wynosi ponad 60 MW, a prędkość walcowania 16 km/h. Dlatego tak ważne było zapewnienie powszechnego wprowadzenia napędu elektrycznego w gospodarce narodowej. Ilościowo charakteryzuje się to współczynnikiem elektryzowania równym stosunkowi mocy silników elektrycznych do mocy wszystkich zainstalowanych silników, także nieelektrycznych. Dynamikę wzrostu współczynnika elektryfikacji w Rosji można prześledzić w tabeli 1.1.Wartość współczynnika elektryfikacji, % rocznie, o wiodących światowych mocarstwach. Obecnie EP zajęło dominującą pozycję w gospodarce narodowej i zużywa około jednej trzeciej całkowitej energii elektrycznej produkowanej w kraju (około 1,5 biliona kW/h). Czym więc jest napęd elektryczny? Według GOST R napęd elektryczny to układ elektromechaniczny składający się w ogólnym przypadku z współpracujących przekształtników mocy, przekształtników elektromechanicznych i mechanicznych, urządzeń sterowniczych i informacyjnych oraz urządzeń sprzęgających z zewnętrznymi układami elektrycznymi, mechanicznymi, sterującymi i informacyjnymi, przeznaczonymi do ustawiania w ruchu organów wykonawczych (IO) maszyna robocza 10
12 Sieć elektryczna Urządzenie przekształtnikowe Urządzenie z silnikiem elektrycznym Urządzenie sterująco-informacyjne Urządzenie transmisyjne Maszyna robocza Połączenie elektryczne korpusu wykonawczego Połączenie mechaniczne Ta definicja jest zilustrowana na ryc. Rozszyfrujmy składniki. Urządzenie przetwarzające (przetwornik energii elektrycznej) to urządzenie elektryczne, które zamienia energię elektryczną o wartości jednego parametru i/lub wskaźników jakości na energię elektryczną o innych wartościach parametrów i/lub wskaźnikach jakości. (Pamiętaj, że parametry można przekonwertować zgodnie z rodzajem prądu, napięcia, częstotliwości, liczby faz, fazy napięcia, zgodnie z GOST 18311). Przetwornice są klasyfikowane według prądu (stałego i przemiennego), a także według bazy elementarnej przekształtników tyrystorowych i tranzystorowych. jedenaście
13 Urządzenie z silnikiem elektrycznym (przetwornica elektromechaniczna) jest urządzeniem elektrycznym przeznaczonym do przetwarzania energii elektrycznej na energię mechaniczną lub energii mechanicznej na energię elektryczną. Silniki elektryczne stosowane w napędzie elektrycznym mogą być zasilane prądem zmiennym i stałym. Według mocy maszyny elektryczne można warunkowo podzielić na: mikromaszyny do 0,6 kW. maszyny małej mocy do 100 kW. maszyny średniej mocy do 1000 kW. duża moc ponad 1000 kW. Według prędkości obrotowej: niska prędkość do 500 obr./min. średnia prędkość do 1500 obr./min. wysoka prędkość do 3000 obr./min. bardzo wysoka prędkość do obr./min. W zależności od napięcia znamionowego istnieją silniki niskonapięciowe (do 1000 V) i silniki wysokonapięciowe (powyżej 1000 V). Sterowanie urządzeniem informacyjnym. Urządzenie sterujące jest przeznaczone do generowania działań sterujących w napędzie elektrycznym i jest zespołem funkcjonalnie połączonych elementów elektromagnetycznych, elektromechanicznych, półprzewodnikowych. W najprostszym przypadku urządzenie sterujące można zredukować do konwencjonalnego przełącznika, który włącza ED w sieci. Precyzyjne ED zawierają mikroprocesory i komputery w urządzeniu sterującym. Urządzenie informacyjne jest przeznaczone do odbierania, przetwarzania, przechowywania, dystrybucji i wydawania informacji o zmiennych napędu elektrycznego, procesie technologicznym i powiązanych systemach do wykorzystania w systemie sterowania napędem elektrycznym i zewnętrznych systemach informacyjnych. Urządzenie transmisyjne składa się z transmisji mechanicznej i urządzenia interfejsu. Przekładnia mechaniczna to konwerter mechaniczny przeznaczony do przesyłania 1
14 chi energia mechaniczna od ED do korpusu wykonawczego maszyny roboczej oraz koordynacja rodzaju i szybkości ich ruchu. Urządzenie interfejsu to zestaw elementów elektrycznych i mechanicznych, które zapewniają współdziałanie napędu elektrycznego z sąsiednimi układami i poszczególnymi częściami napędu elektrycznego ze sobą. Reduktory, napędy pasowe i łańcuchowe, elektromagnetyczne sprzęgła poślizgowe itp. mogą pełnić rolę urządzenia transmisyjnego. Maszyna robocza to maszyna, która zmienia kształt, właściwości, stan i położenie przedmiotu pracy. Korpusem wykonawczym maszyny roboczej jest ruchomy element maszyny roboczej, który wykonuje operację technologiczną. Definicje te należy uzupełnić. Układ sterowania napędem elektrycznym to zespół urządzeń sterująco-informacyjnych oraz interfejsów ED, przeznaczonych do sterowania elektromechaniczną przemianą energii w celu zapewnienia określonego ruchu korpusu wykonawczego maszyny roboczej. Układ sterowania napędem elektrycznym jest nadrzędnym układem sterowania zewnętrznym względem napędu elektrycznego, który dostarcza informacje niezbędne do funkcjonowania napędu elektrycznego. trzynaście
15 WYKŁAD NAPĘD ELEKTRYCZNY GŁÓWNY ELEMENT ZINTEGROWANEJ MECHANIZACJI I AUTOMATYZACJI PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH W PRODUKCJI MASZYN Zagadnienia poruszane na wykładzie. 1. Ewolucja strukturalna napędów elektrycznych Różne typy napędów elektrycznych stosowanych w przemyśle i rolnictwie. 3. Główne kierunki rozwoju napędów elektrycznych. 4. Struktura PE z punktu widzenia „Teorii napędu elektrycznego”. Przez lata swojego istnienia napęd elektryczny przeszedł fundamentalne zmiany. Przede wszystkim udoskonalono metody przekazywania energii mechanicznej z silników do pracujących maszyn. Na przykład w naszym kraju przed rozpoczęciem pierwszego planu pięcioletniego (198) grupowy napęd elektryczny „napęd elektryczny z jednym silnikiem elektrycznym zapewniający ruch organów wykonawczych kilku maszyn roboczych lub kilku IO jednego maszyna robocza”, ale pod koniec pierwszego planu pięcioletniego (193) została wycofana z przemysłu. Na rys.1 przedstawiono schemat funkcjonalny grupowego napędu elektrycznego przedsiębiorstwa. Osobliwością tego schematu jest mechaniczna dystrybucja energii w całym przedsiębiorstwie, a zatem mechaniczna kontrola procesu, tj. kierowanie pracą organów wykonawczych maszyn roboczych. Rysunek .. przedstawia inny schemat grupowego napędu elektrycznego grupowego napędu elektrycznego maszyn roboczych. W przeciwieństwie do poprzedniego schematu energia elektryczna jest tutaj dostarczana bezpośrednio do RM, a już w nich jest rozprowadzana mechanicznie. Zachowana jest mechaniczna kontrola pracy. Do typowych wad grupowego napędu elektrycznego należą: krokowa regulacja prędkości; czternaście
16 Sieć elektryczna U, I energia elektryczna EM wał napędowy M, ω energia mechaniczna RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Rys.1. Grupowy napęd elektryczny przedsiębiorstwa Sieć elektryczna ED 1 ED RM 1 RM IO 1 IO 3 IO 1 IO 3 Rys... Grupowy napęd elektryczny maszyn roboczych mały zakres regulacji; niebezpieczne warunki pracy; niska wydajność. Grupowy napęd elektryczny został zastąpiony bardziej obiecującym i ekonomicznym indywidualnym napędem elektrycznym, to jest „EP, zapewniający ruch jednego korpusu wykonawczego maszyny roboczej”, pokazano schemat funkcjonalny 15
17 na ryc.3. W tej wersji napędu elektrycznego dystrybucja energii elektrycznej następuje aż do korpusów roboczych. Możliwe staje się również elektryczne sterowanie energią mechaniczną. Ponadto indywidualny napęd umożliwia w niektórych przypadkach uproszczenie konstrukcji RM, ponieważ ED jest często strukturalnie ciałem roboczym (wentylator, wiertarka elektryczna itp.). Sieć elektryczna RM ED 1 ED ED 3 IO 1 IO IO 3 Rys.3. Indywidualny napęd elektryczny Obecnie indywidualny napęd elektryczny jest głównym rodzajem napędu elektrycznego stosowanego przemysłowo. Ale nie jedyny. W wielu mechanizmach produkcyjnych stosuje się połączony napęd elektryczny – są to „dwa lub więcej połączonych elektrycznie lub mechanicznie napędów elektrycznych, podczas których działa dany stosunek ich prędkości i (lub) obciążeń i (lub) położenia organy wykonawcze maszyn roboczych”. Ten rodzaj napędu elektrycznego łączy w sobie dwa rodzaje napędów elektrycznych – wielosilnikowy napęd elektryczny i wał elektryczny. Wielosilnikowy napęd elektryczny (rys.4) „napęd elektryczny zawierający kilka silników elektrycznych, między którymi połączenie mechaniczne odbywa się poprzez korpus wykonawczy maszyny roboczej” . W wielu przypadkach taki napęd elektryczny umożliwia zmniejszenie sił w korpusie roboczym, bardziej równomierne ich rozłożenie i bez zniekształceń mechanizmu oraz zwiększenie niezawodności i wydajności instalacji. szesnaście
18 Sieć elektryczna ED 1 RM ED Rys.4. Wielosilnikowy napęd elektryczny Wielosilnikowy napęd elektryczny jest stosowany w kopalnianych wyciągach, w szczególności po raz pierwszy zastosowano go w Szepietówce pod koniec XIX wieku. Wał elektryczny „połączony napęd elektryczny, który zapewnia synchroniczny ruch dwóch lub więcej organów wykonawczych maszyny roboczej, które nie mają połączenia mechanicznego” . Przykładami są napędy śluz i długie linie przenośników. Rys.5 przedstawia schemat przenośnika na asynchronicznym EM z wirnikiem fazowym, wyjaśniający zasadę działania wału elektrycznego. Prędkości obrotowe ω 1 i ω, ze względu na elektryczne połączenie wirników silników elektrycznych, będą takie same lub synchroniczne. ω 1 przenośnik taśmowy ω EM 1 wał elektryczny EM Rys.5. Ilustracja działania wału elektrycznego
19 Zakres mocy EM od ułamków wata do kW, zakres regulacji prędkości do 10 000:1 lub więcej, przy użyciu zarówno silników wolnoobrotowych (setki obrotów na minutę), jak i szybkich (do obrotów na minutę). EP jest podstawą automatyzacji obiektów technologicznych w przemyśle, rolnictwie i kosmosie; realizując najważniejsze zadanie naszych czasów, zwiększając wydajność pracy. Obecnie napęd elektryczny charakteryzuje się tendencją do stosowania technologii energooszczędnych. Do tradycyjnych systemów, które umożliwiają zwrot energii do sieci (proces ten nazywamy rekuperacją), takich jak układ generator-silnik (układ G-D), kaskada elektryczna (regulowany napęd elektryczny z IM z wirnikiem fazowym, w którym energia poślizgu jest zwracana do sieci elektrycznej), kaskada elektromechaniczna (nastawny napęd elektryczny z IM z wirnikiem fazowym, w którym energia poślizgu jest zamieniana na energię mechaniczną i przekazywana na wał EM), następuje masowa wymiana nieregulowanego elektrycznego napęd z regulowanym. W konsekwencji konstrukcja EA staje się bezprzekładniowa, co zwiększa ogólną wydajność napędu. Postęp w projektowaniu technologii przekształtnikowej, w szczególności przemienników częstotliwości, skłania do wymiany silników prądu stałego i synchronicznych EM na tańsze i bardziej niezawodne asynchroniczne EM z wirnikiem klatkowym. Jeżeli rozważymy elektryczne układy napędowe z punktu widzenia teorii napędu elektrycznego, to jako przedmiot badań jest to układ elektromechaniczny, czyli zespół urządzeń mechanicznych i elektromechanicznych połączonych wspólnymi obwodami elektrycznymi mocy i (lub) obwodami sterowania, przeznaczony do realizacji mechanicznego ruchu obiektu. W napędzie elektrycznym w jedną całość połączone są trzy części (rys. 6): część mechaniczna, silnik elektryczny i układ sterowania. osiemnaście
20 e-mail Sieć e-mail silnik M, ω Mech. część Przydatna praca mechaniczna ECS EMP RD PU IM DOS M mech do DOS ISU z systemu DOS Control z pamięci Rys.6. Schemat funkcjonalny napędu elektrycznego z punktu widzenia teorii napędu elektrycznego Część mechaniczna obejmuje wszystkie ruchome elementy mechanizmu wirnika silnika RD, urządzenie transmisji PU, siłownik IM, do którego użyteczny moment mechaniczny M Mech jest przesyłany. W skład zespołu silnika elektrycznego wchodzą: elektromechaniczny konwerter energii EMF, który zamienia energię elektryczną na moc mechaniczną, oraz wirnik silnika RD, na który oddziałuje moment elektromagnetyczny M silnika przy częstotliwości obrotowej (prędkości kątowej) ω. System sterowania (CS) obejmuje część energetyczną ECS i część informacyjną IMS. ISU odbiera sygnały z urządzeń nadrzędnych pamięci i czujników sprzężenia zwrotnego DOC. dziewiętnaście
21 WYKŁAD 3 CZĘŚĆ MECHANICZNA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO Zagadnienia poruszane na wykładzie. 1. Cel i główne elementy mechaniczne EP Aktywne i reaktywne momenty statyczne. 3. Typowe obciążenia części mechanicznej napędu elektrycznego. Główną funkcją napędu elektrycznego jest wprawienie w ruch maszyny roboczej zgodnie z wymaganiami reżimu technologicznego. Ruch ten realizowany jest przez część mechaniczną napędu elektrycznego (MCH EP), która składa się z wirnika silnika elektrycznego, przekładni i maszyny roboczej (rys. 3.1). Pokazano na ryc. 3.1 parametry oznaczają momenty M in, M rm, M io na wale silnika, maszyny roboczej, korpusu wykonawczego; ω in, ω rm, ω io prędkości kątowe wału EM, maszyny roboczej, korpusu wykonawczego; Fio, Vio siła i prędkość liniowa organu wykonawczego. Wirnik M in ω in Urządzenie transferowe M rm ω rm Maszyna robocza M io ω io F io V io Rys.3.1. Schemat części mechanicznej napędu elektrycznego W zależności od rodzaju przekładni i konstrukcji maszyny roboczej rozróżnia się (rys. 3.1): EP ruchu obrotowego, który zapewnia odpowiednio ruch obrotowy korpusu wykonawczego RM; parametry wyjściowe moment IO mechanizm M io i kątowa częstotliwość obrotu ω io; EP ruchu translacyjnego, który zapewnia translacyjny ruch liniowy IO maszyny roboczej; parametry wyjściowe siła F io i prędkość liniowa V io.
22 Należy zauważyć, że istnieje również specjalny ED, zwany elektrycznym napędem oscylacyjnym, który zapewnia ruch posuwisto-zwrotny (wibracyjny) (zarówno kątowy, jak i liniowy) korpusu wykonawczego RM. W części mechanicznej EP występują różnego rodzaju siły, momenty, które różnią się charakterem działania. W szczególności, momenty statyczne to reaktywne Mcf i aktywne M ca. Momenty reaktywne są tworzone przez siłę tarcia, siły ściskania, rozciągania, skręcania ciał niesprężystych. Klasycznym przykładem jest tutaj tarcie suche (rys. 3.). Siły tarcia zawsze przeciwstawiają się ruchowi, a przy odwróceniu napędu elektrycznego moment tarcia od tych sił również zmienia kierunek, a funkcja M c (ω) przy prędkości ω = 0 ulega nieciągłości. Siły tarcia przejawiają się w przekładniach silnika elektrycznego i maszyn roboczych. K m V F tr ω F tr V m K M sr M sr M s 3. Zależność momentu statycznego sił tarcia suchego od prędkości Momenty czynne (potencjalne) tworzą grawitacja, ściskanie, rozciąganie, skręcanie ciał sprężystych. W MCH EA momenty aktywne powstają w obciążonych elementach (wały, koła zębate itp.) podczas ich deformacji, ponieważ połączenia mechaniczne nie są absolutnie sztywne. Cechy działania momentów potencjalnych wyraźnie ukazuje przykład grawitacji. Podczas podnoszenia lub 1
23 gdy ładunek jest opuszczany, kierunek grawitacji F j pozostaje stały. Innymi słowy, przy odwróceniu napędu elektrycznego kierunek momentu czynnego M sa pozostaje niezmieniony (rys. 3.3). ω M s V V M sa utrzymuje ją na stałym poziomie. Maszyny robocze, pomimo dużej różnorodności konstrukcji i wykonywanych operacji, można klasyfikować według rodzaju zależności momentu statycznego od wielu czynników. W powiększeniu istnieje 5 grup mechanizmów. Pierwsza grupa obejmuje mechanizmy, w których moment statyczny nie zależy od prędkości obrotowej, czyli M c (ω) = const. Oznacza to, że w charakterystyce mechanicznej maszyny roboczej zależność momentu statycznego od prędkości obrotowej jest linią prostą równoległą do osi prędkości kątowej ω i podlega nieciągłości przy ω = 0 dla reaktywnych momentów statycznych (jak pokazano na ryc. 3.), Na przykład dla przenośnika taśmowego o równomiernym obciążeniu liniowym. Fjm
24 Dla aktywnych Ms (jak pokazano na rys. 3.3) charakterystyka mechaniczna jest niezależna od kierunku ruchu. Typowym przykładem jest mechanizm podnoszący. Druga grupa mechanizmów jest dość reprezentatywna [, 3]. Tutaj M c zależy od prędkości obrotowej RM: () = M + (M + M) Ms c0 sn c0 a ω ωn ω, (3.1) gdzie M od momentu strat tarcia mechanicznego; M SN moment statyczny maszyny roboczej przy prędkości znamionowej ω n; ω aktualna prędkość obrotowa; oraz współczynnik proporcjonalności. Przy a = 0 mamy M c (ω) = M cn, to znaczy uzyskujemy charakterystykę mechaniczną maszyn z pierwszej grupy. Przy a = 1 mamy liniową zależność momentu statycznego od prędkości, która jest nieodłączna na przykład w generatorach prądu stałego G pracujących ze stałą rezystancją R (ryc. 3.4). ~ U 1, f 1 G R ω M s (ω) U ov OV M s0 M s wentylatory, śmigła, pompy odśrodkowe i inne tego typu mechanizmy). 3
25 ~ U 1, f 1 ω М с (ω) М с0 zmniejsza prędkość przetwarzania części ω (ryc. 3.6). М с ~ U 1, f 1 ω V ω М с (ω) Trzecia grupa mechanizmów to grupa maszyn, w których moment statyczny jest funkcją kąta obrotu wału PM α, czyli Mc = f(α). Jest to typowe na przykład dla korbowodów (rysunek 3.7) i mechanizmów mimośrodowych, w których ruch obrotowy z częstotliwością obrotu ω zamieniany jest na ruch posuwisto-zwrotny z prędkością V. Skok roboczy mechanizmu, przy którym Osiągnięto 4 M s0 M s
26 jest maksymalnym momentem statycznym M cmmax, występuje np. w 0 α π ruch wsteczny z maksymalnym momentem w π α π. M cmmax, хх ω М s M cmax М s (α) M cmmax, хх V М s na prędkość ruchu, tj. М с = f(α, ω) Podobną zależność obserwujemy, gdy transport elektryczny porusza się po zaokrąglonym odcinku toru. Piąta grupa mechanizmów to grupa RM, w której moment statyczny zmienia się losowo w czasie. Obejmuje wiertnice geologiczne, kruszarki gruboziarniste i inne podobne mechanizmy (ryc. 3.8). α М с ω М с (t) 0 t
27 WYKŁAD 4 MASZYNY ELEKTRYCZNE PRĄDU STAŁEGO Pytania poruszane na wykładzie. 1. Projektowanie maszyn prądu stałego. Podstawowe parametry i elektromechaniczne przetwarzanie energii w maszynach prądu stałego. 3. Klasyfikacja silników prądu stałego. 4. Przybliżone określenie rezystancji twornika. Maszyna elektryczna prądu stałego (MPT) ma specyficzną konstrukcję. Schematycznie na przykładzie silnika elektrycznego P-9 pokazano to na rys. Część nieruchoma (stojan) zawiera główne bieguny 1 z cewkami, które tworzą cewkę indukcyjną lub układ wzbudzenia maszyny. Bieguny są równomiernie rozmieszczone na wewnętrznej powierzchni ramy 3, która łączy funkcje części mechanicznej (obudowa) i części aktywnej (jarzmo obwodu magnetycznego stojana). Ponieważ przez ramę (jarzmo) przepływa stały strumień magnetyczny, który nie indukuje w niej prądów wirowych, jest on wykonany ze stali monolitycznej. Rdzenie słupów głównych są najczęściej laminowane: składają się z pojedynczych płytek spiętych nitami, kołkami itp. Takie rozwiązanie konstrukcyjne nie służy ograniczaniu prądów wirowych, ale jest podyktowane wygodą wykonania słupa . Oprócz uzwojeń wzbudzenia (OB) główne bieguny MPT mogą zawierać uzwojenie kompensacyjne przeznaczone do kompensacji efektu rozmagnesowania własnego pola magnetycznego twornika (reakcja twornika), a także uzwojenie stabilizujące stosowane do pracy z małą prędkością silniki o dużej mocy, gdy konieczne jest tymczasowe zwiększenie prędkości o 5 razy. Aby zapewnić przełączanie bez iskier, maszyna jest wyposażona w dodatkowe bieguny 4, których uzwojenia są połączone szeregowo z obwodem wirnika. 6
28 Rys. Maszyna prądu stałego typu P-9 Wirnik MPT jest częściej nazywany twornikiem. Prowadzi główne uzwojenie maszyny, przez które przepływa jej główny prąd. Uzwojenie kotwicy 5 znajduje się w rowkach obwodu magnetycznego 6. Wnioski 7
29 uzwojeń jest podłączonych do płyt kolektora 7. Obwód magnetyczny i kolektor są umieszczone na wspólnym wale 8. Dla normalnej pracy maszyny prądu stałego rowki obwodu magnetycznego muszą być ściśle zorientowane w stosunku do płyt 7. Szczotki kolektora są dociskane do zewnętrznej (czynnej) powierzchni kolektora. (węgiel, grafit, kompozyt itp.). Jedna grupa może zawierać jeden lub więcej pędzli, w zależności od prądu przepływającego przez kontakt. Ważna jest powierzchnia styku (pożądane jest dopasowanie bliskie 100%) oraz siła docisku szczotki do kolektora. Szczotki montowane są w szczotkotrzymaczach, które orientują i dociskają szczotkę. Same uchwyty szczotek osadzone są na specjalnych kołkach trawersu 9 zamontowanych po wewnętrznej stronie tarczy łożyskowej 10. Trawers można obracać wokół osi maszyny i ustalać w dowolnie wybranej pozycji, co umożliwia w razie potrzeby regulację położenie szczotek na kolektorze od warunku minimalnego iskrzenia na styku szczotek. Maszyny prądu stałego są częściej używane jako silniki, mają wysoki moment rozruchowy, możliwość szerokiej regulacji prędkości, są łatwe do odwrócenia, mają prawie liniową charakterystykę sterowania i są ekonomiczne. Te zalety MPT często stawiają je poza konkurencją w napędach wymagających szerokich i precyzyjnych regulacji. Niewątpliwą zaletą MPT jest również możliwość ich regulacji za pomocą niskoprądowych obwodów wzbudzenia. Jednak maszyny te są używane tylko tam, gdzie nie można znaleźć równoważnego zamiennika. Wynika to z obecności zespołu szczotko-kolektora, który powoduje większość niedociągnięć MPT: zwiększa koszty, skraca żywotność, powoduje zakłócenia radiowe, hałas akustyczny. Iskrzenie pod szczotkami przyspiesza zużycie szczotek i płyt komutatora. Produkty nosić zakrywają wewnętrzną wnękę 8
30 maszyna z cienką warstwą przewodzącą, degradującą izolację obwodów przewodzących. Praca silnika elektrycznego i prądnicy prądu stałego charakteryzuje się następującymi podstawowymi wielkościami: M jest momentem elektromagnetycznym wytwarzanym przez silnik elektryczny, N m; M c moment oporu (obciążenie, moment statyczny) wytworzony przez mechanizm produkcyjny, N m, jest zwykle redukowany do wału silnika (wzory redukcyjne omówiono w wykładzie 14); Prąd twornika silnika elektrycznego, A; Napięcie U przyłożone do łańcucha kotwicy, V; E siła elektromotoryczna (EMF) maszyny prądu stałego (dla silnika elektrycznego nazywana jest przeciw-emf, ponieważ w silniku elektrycznym jest skierowana w kierunku napięcia U i zapobiega przepływowi prądu), V; F strumień magnetyczny wytworzony w silniku elektrycznym podczas przepływu prądu wzbudzenia przez OF, Wb; R I rezystancja obwodu twornika, Ohm; ω to częstotliwość kątowa (prędkość) obrotu twornika EM, s -1 (zamiast ω często używana jest wartość n, rpm), 60 ω n =. (4.1) π R moc silnika, W, rozróżnić moc mechaniczną (użyteczną) na wale EM R mech i pełną (elektryczną) moc R mech = M ω, (4.) R el = U I i; (4.3) η współczynnik sprawności MPT, równy stosunkowi mocy użytkowej do sumy; Współczynnik przeciążalności λ, rozróżnij przeciążalność dla prądu λ I i momentu λ M: 9
31 λ I \u003d I max / I n; λ M = M max / M n. Zależność między parametrami MPT odzwierciedlają następujące cztery wzory: 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) gdzie J jest momentem bezwładności elektrycznego układu napędowego, kg m; dω/dt przyspieszenie kątowe wału silnika, c -1 ; K jest stałą projektową silnika elektrycznego, pn N K =, (4.8) π a gdzie pn jest liczbą par biegunów głównych; N to liczba aktywnych przewodów twornika; a to liczba par równoległych rozgałęzień twornika. Wzór (4.4) jest zmodyfikowanym zapisem podstawowego równania ruchu napędu elektrycznego dω M Mc = J. (4.9) dt Należy zauważyć, że podstawowe równanie ruchu jest analogiem prawa Newtona a = F/m. Jedyna różnica polega na tym, że dla ruchu obrotowego przyspieszenie liniowe zastępuje się przyspieszeniem kątowym ε = dω/dt, masa m jest zastępowana momentem bezwładności J, a siła F momentem dynamicznym M dyn, równym różnicy między momentem silnika elektrycznego M i momentu statycznego M s. Wzór (4.5) odzwierciedla zasadę działania generatora prądu stałego opartą na prawie indukcji elektromagnetycznej. Aby pojawiła się siła elektromotoryczna, wystarczy obrócić twornik z określoną prędkością ω w strumieniu magnetycznym F. 30
32 EMF E w maszynie nie można uzyskać, jeśli brakuje przynajmniej jednej z wielkości: ω (silnik nie obraca się) lub Ф (maszyna nie jest wzbudzona). Ze wzoru (4.6) wynika, że prąd I i w obwodzie twornika płynie w silniku pod działaniem przyłożonego do twornika napięcia U. Wartość tego prądu jest ograniczona przez przeciwsemf wytworzony podczas obrotu silnika elektrycznego i całkowita rezystancja obwodu twornika. Wzór (4.7) faktycznie ilustruje zasadę działania prądu stałego ED, opartą na prawie interakcji między prądem w przewodniku a polem magnetycznym (prawo Ampère'a). Do wystąpienia momentu obrotowego konieczne jest wytworzenie strumienia magnetycznego F i przepuszczenie prądu I I przez uzwojenie twornika. Powyższe wzory opisują wszystkie główne procesy w silniku prądu stałego. MPT wyróżnia się sposobem włączenia uzwojenia głównych biegunów (uzwojenia wzbudzenia) w obwód elektryczny. 1. Maszyny prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem. Istotą tego terminu jest to, że obwód elektryczny uzwojenia wzbudzenia (OV) jest niezależny od obwodu mocy wirnika EM. W przypadku generatorów jest to praktyczna jedyna opcja rozwiązania obwodu, ponieważ. obwód wzbudzenia steruje pracą MPT. Wzbudzenie w silnikach prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem (DPT NV) może być wykonywane na magnesach trwałych. DPT NV z tradycyjnym OF posiada dwa kanały do sterowania napięciem wirnika i napięciem uzwojenia wzbudzenia. DPT NV to najpopularniejsze maszyny elektryczne prądu stałego Silniki elektryczne ze wzbudzeniem równoległym (DPT PV). Charakteryzują się włączeniem OB równolegle z obwodem twornika ED. Zgodnie z ich cechami są zbliżone do DPT NV. 3. ED ze wzbudzeniem sekwencyjnym (DPT Seq.V). Uzwojenie stojana jest połączone szeregowo z uzwojeniem wirnika, co powoduje zależność strumienia magnetycznego od prądu.
33 kotwy (faktycznie od ładunku). Charakteryzują się nieliniową charakterystyką i są rzadko stosowane w praktyce. 4. Silniki z mieszanym wzbudzeniem są kompromisem EM z szeregowym i równoległym wzbudzeniem. W związku z tym w ED znajdują się dwa OB - równoległy i szeregowy. Jeżeli wartość rezystancji uzwojenia twornika jest nieznana, można zastosować przybliżony wzór. Zakładając, że połowa strat mocy jest związana ze stratami w miedzi uzwojenia twornika, piszemy wzór I n R i 0.5 (1-η) U n I n, (4.10) gdzie η jest sprawnością silnika elektrycznego, Od formuła, którą znajdujemy R (1 η) U M U n n η =. n I n n n n i; albo ja. (4.11) In In R U n I R 3
34 WYKŁAD 5 CHARAKTERYSTYKA MECHANICZNA I ELEKTROMECHANICZNA SILNIKA NIEZALEŻNIE WZBUDZALNEGO Zagadnienia poruszane na wykładzie. 1. Naturalne charakterystyki elektromechaniczne i mechaniczne silnika prądu stałego o wzbudzeniu niezależnym (DPT NV).. Sztywność charakterystyki statycznej. 3. Układ jednostek względnych. 4. Charakterystyki mechaniczne i elektromechaniczne DPT NV w jednostkach względnych. Przed przystąpieniem do rozważania cech DPT NV podajemy kilka definicji. Charakterystyki mechaniczne (MX) silnika to zależności prędkości w stanie ustalonym od momentu obrotowego n \u003d f 1 (M) lub ω \u003d f (M). Charakterystyki elektromechaniczne (EMC) silnika to zależności prędkości w stanie ustalonym od prądu n \u003d f 3 (I) lub ω \u003d f 4 (I). Zarówno MX, jak i EMC mogą być również reprezentowane przez funkcje odwrotne M = ϕ 1 (n) lub I = ϕ 4 (ω). Charakterystyki nazywane są naturalnymi, jeśli są uzyskiwane w warunkach mocy nominalnej (przy nominalnym napięciu i prędkości), nominalnym wzbudzeniu i braku dodatkowych rezystancji w obwodzie twornika. Charakterystyki silnika nazywane są sztucznymi, gdy którykolwiek z wymienionych powyżej czynników ulegnie zmianie. Aby uzyskać charakterystykę elektromechaniczną i mechaniczną silnika prądu stałego z niezależnym (równoległym) wzbudzeniem, rozważ najprostszy obwód przełączania silnika (rys. 5.1). 33
35 U + - I E DP KO R add I in OB R DV + U in - Rys Schemat obwodu elektrycznego silnika prądu stałego niezależnego wzbudzenia Napięcie sieci prądu stałego U c \u003d U jest przykładane do twornika silnika elektrycznego, który jest stały stan jest równoważony przez silnik EMF (E) i spadek napięcia w obwodzie twornika (I I R yats). U \u003d E + I R yat, (5.1) gdzie R yat = R i + R dodaj + R dp + R do całkowitej rezystancji obwodu twornika, Ohm; R I rezystancja uzwojenia twornika, Ohm; R dodatkowa dodatkowa rezystancja w obwodzie twornika, Ohm; R dp, R ko odpowiednio, rezystancja uzwojeń dodatkowych biegunów i uzwojenie kompensacyjne, Ohm. Klasa izolacji Tabela 5.1 Temperatura pracy, С А 105 Е 10 В 130 F 155 Н 180 С węzeł. Doprowadzenie rezystancji uzwojeń w obwodzie twornika
36 do temperatury roboczej t, C, przeprowadza się zgodnie z następującym wzorem: R \u003d R (1 + α θ), (5.) ; Współczynnik temperaturowy α, (C) -1, dla miedzi 3 zwykle przyjmuje α \u003d 4 10 (C) -1; θ jest różnicą pomiędzy temperaturą pracy a t 0, C. Dodatkową rezystancję w zespole szczotka-kolektor można uwzględnić jako stosunek spadku napięcia na styku szczotka-kolektor U w = V do prądu znamionowego twornika . Podstawiając wartość E do równania (5.1) zgodnie z (4.5) i dokonując odpowiednich przekształceń względem prędkości obrotowej ω, otrzymujemy charakterystykę elektromechaniczną silnika elektrycznego prądu stałego o wzbudzeniu niezależnym (równoległym) U I R n U R n ω = = ja rz. (5.3) Kfn Kfn Kfn Wyrażając wartość prądu twornika przez moment elektromagnetyczny (4.7) i podstawiając wartość prądu do równania (5.3), otrzymujemy charakterystykę mechaniczną silnika prądu stałego z niezależnym (równoległym) wzbudzeniem: U R ац ω = M. (5.4) KФ ( ) n KFn Analizując równania (5.3) i (5.4) widzimy, że matematycznie są to równania linii prostej przecinającej oś prędkości w punkcie ω 0. Wartość ω 0 = U / (K Fn) nazywamy idealną prędkością biegu jałowego, a stosunki R R jac Ib = M = ω c (5,5) KF KF () 35
37 nazywana jest statyczną różnicą prędkości względem ω 0, spowodowaną obecnością statycznego momentu na wale silnika. Obowiązuje następujący wzór: ω = ω 0 - ω s. (5.6) Aby skonstruować naturalną charakterystykę mechaniczną (EMH), konieczne jest znalezienie dwóch punktów. Jeden z nich wyznaczany jest z danych paszportowych silnika dla wartości nominalnych n n i M n: ω n = π n n /30 = 0,105 n n, M n = P n / ω n, gdzie P n jest mocą znamionową silnik, W; n n znamionowa prędkość EM, obr./min. Drugi punkt odpowiada idealnemu bezczynności, gdy I = 0; M = 0. Można to znaleźć z równania (5.3) podstawiając dane paszportowe silnika: Un ω ω n 0 =. (5.7) Un In R I Budowa naturalnej charakterystyki elektromechanicznej (EEMH) odbywa się w podobny sposób przy wykorzystaniu wartości paszportowej prądu znamionowego I n. EMX można skonstruować znając ω 0 i nachylenie charakterystyki, która jest linią prostą. Wartość nachylenia jest określona przez pochodną dm/dω = β s, zwaną sztywnością statyczną charakterystyki mechanicznej (KF) dm β s = =. (5.8) dω R jac W praktyce stosuje się moduł sztywności statycznej β = β s. Wartość β zależy od rezystancji obwodu kotwiczącego i wzbudzającego strumienia magnetycznego. W związku z powyższym równanie charakterystyki mechanicznej można zapisać jako ω = ω 0 M / β. (5.9) 36
38 Porównanie silników elektrycznych różniących się mocą, prądem, momentem, liczbą par biegunów pozwala na przedstawienie charakterystyk EM w jednostkach względnych. System jednostek względnych jest dość często używany w obliczeniach technicznych i opiera się na przyjmowaniu dowolnej wartości jako podstawy. Wartości bezwzględne parametrów o tej samej naturze fizycznej k i, odniesione do wartości bazowej k zasad, można ze sobą porównywać. W jednostkach względnych ok k i i =. (5.10) kbase Do analizy charakterystyk silnika prądu stałego o wzbudzeniu niezależnym przyjmiemy wartości bazowe: U n napięcie znamionowe; I n prąd znamionowy silnika; znamionowy moment silnika M n; ω 0 idealnej prędkości biegu jałowego; F n nominalny strumień magnetyczny. Podstawowa wartość rezystancji jest zwykle definiowana jako R baza = U n / I n, (5.11) gdzie podstawa R ma następujące znaczenie fizyczne - jest to rezystancja obwodu twornika, która ogranicza prąd twornika do wartości nominalnej w stan (ω = 0) i przyłożone napięcie nominalne. Aby wyrazić charakterystykę elektromechaniczną (5.3) w jednostkach względnych, konieczne jest podzielenie prawej i lewej strony równania przez idealną prędkość biegu jałowego ω 0 EEMH. W rezultacie otrzymujemy wyrażenie o o o U o R yc ω = I, (5.1) o o Ф Ф 37
39 ω gdzie ω o o U o o I o R ац = ; U = ; F = ; ja = ; R jac =. ω 0 U n F n I n R podstawa Równanie charakterystyk mechanicznych w jednostkach względnych można otrzymać z równania (5.1) po podstawieniu do niego wyrażenia I =, gdzie M =. o o M o M o M F n Naturalne właściwości DPT NV w jednostkach względnych przyjmą postać: a) elektromechaniczny b) mechaniczny o o o Ryat ω = 1 I, (5.13) o o o ω = 1 M yat. (5.14) o o z I R o yc M o o yc Statyczna różnica prędkości ω = = R, stąd wynika, że I = M. Zatem w jednostkach względnych naturalne właściwości mechaniczne i elektromechaniczne są zbieżne. Kiedy M \u003d M n i I \u003d I n, z równań (5.13) i (5.14) widać, że statyczny spadek przy obciążeniu znamionowym jest równy rezystancji obwodu twornika w jednostkach względnych, to znaczy o \u003d Ro ωsn yat. Wartość yc zależy od mocy silnika i zawiera się w granicach 0, 0,0 dla DPT NV o mocy od 0,5 do 1000 kW. Znając względną rezystancję twornika, łatwo jest określić prąd zwarciowy w jednostkach względnych Ja k \u003d o Ik I o o o Ik U R Yats n. R o =, w jednostkach bezwzględnych, ten prąd wynosi 38
40 WYKŁAD 6 REGULACJA PRĘDKOŚCI W SILNIKU PRĄDU STAŁEGO Pytania omawiane na wykładzie. 1. Sztuczna elektromechaniczna (IEMH) i mechaniczna (IMH) charakterystyka DCT NV ze zmianą rezystancji wirnika Sztuczna elektromechaniczna i mechaniczna charakterystyka DCT NV ze zmianą strumienia magnetycznego. 3. Sztuczna charakterystyka elektromechaniczna i mechaniczna DPT NV przy zmianach napięcia zasilania. Reostatyczna regulacja prędkości odbywa się poprzez wprowadzenie do obwodu twornika dodatkowych aktywnych rezystorów rezystancyjnych, tj. R jac \u003d (R i + R ya) \u003d var dla U \u003d U n, F \u003d F n. Jak widać z równania charakterystyki mechanicznej (5.4), przy zmianie wartości rezystancji dodatkowej Rdya w obwodzie twornika idealna prędkość obrotowa biegu jałowego ω 0 pozostaje stała, zmienia się tylko moduł sztywności statycznej β, a wraz z nim sztywność (stromość) charakterystyki (rys. 6.1). Na przykład po wprowadzeniu dodatkowego rezystora o rezystancji R dya \u003d R i, moduł sztywności statycznej sztucznej charakterystyki mechanicznej (IMC) β i jest dwa razy mniejszy niż w przypadku naturalnej charakterystyki β e, tj. β i = 0,5 β e. W związku z tym spadek prędkości statycznej ω = ω + ω = ω podwoi się. nie R w jednostkach względnych, można zapisać reostatyczną charakterystykę mechaniczną o o o o o o o ω = 1 M R n = 1 M R n + R n
Opis programu pracy dyscypliny kierunek przygotowania: 23.05.05 Systemy wspomagania ruchu pociągów temat: Systemy i sieci telekomunikacyjne transportu kolejowego Dyscyplina:
Rozdział 2. WŁAŚCIWOŚCI ELEKTROMECHANICZNE I REGULACYJNE NAPĘDÓW PRĄDU STAŁEGO 2.1. Charakterystyki mechaniczne silników elektrycznych i mechanizmów wykonawczych Charakterystyki mechaniczne silnika elektrycznego
SPIS TREŚCI Przedmowa ................................................ 3 Wstęp ...................................................... ... 5 Rozdział pierwszy Część mechaniczna napędu elektrycznego .................... 7 1.1. Krótki
050202. Silnik prądu stałego o wzbudzeniu równoległym Cel pracy: Zapoznanie się z urządzeniem, zasadą działania silnika prądu stałego o wzbudzeniu równoległym. Usuń jego główne cechy.
PYTANIA KONTROLI WEJŚCIOWEJ WIEDZY STUDENTÓW Z DZIEDZINY "Procesy przejściowe w systemach elektroenergetycznych" 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v, U = v 2. = 0v, U = 7 v 3. = 30v, U = v 8 2 Określ wartość EMF
Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej Federalna Państwowa Budżetowa Instytucja Oświatowa Wyższego Szkolnictwa Zawodowego Państwowy Uniwersytet Techniczny w Niżnym Nowogrodzie. ODNOŚNIE.
MASZYNY PRĄDU STAŁEGO (MPT) Przeznaczenie, zakresy i urządzenie MPT Prądnice prądu stałego (GPT) Silniki prądu stałego (silniki prądu stałego) 1 MPT są odwracalne, tzn. mogą pracować jako: a)
1 POSTANOWIENIA OGÓLNE DOTYCZĄCE PRZEPROWADZANIA PRÓB WSTĘPNYCH DO STUDIUM MAGISTERSKIEGO NA KIERUNEK 13.04.02 „Elektryka i elektrotechnika” 1.1 Niniejszy Program, sporządzony zgodnie z federalnym
Pytania teoretyczne 1 Zastosowanie, urządzenie i rodzaje transformatorów 2 Zasada działania transformatora, tryby pracy 3 Obwód zastępczy transformatora i jego cechy zewnętrzne 4 Eksperymenty bez obciążenia
Państwowa Autonomiczna Zawodowa Instytucja Edukacyjna Regionu Samara „Nowokujbyszewski Petrochemiczny College”
Silniki prądu stałego 2015 Tomsk Polytechnic University, Department of E&E Wykładowca: dr, profesor nadzwyczajny Olga Vladimirovna Vasilyeva 1 Silnik prądu stałego to maszyna elektryczna, która przekształca energię elektryczną
Opcja 1. 1. Cel, klasyfikacja i urządzenie transformatora. 2. Bezwzględne i względne błędy pomiaru. Klasa dokładności przyrządu pomiarowego. 3. Wraz ze wzrostem częstotliwości obrotów generatora
UKD 621.3.031.: 621.6.052(575.2)(04) Kelebaev Opracował model matematyczny i metodę obliczeniową
Temat 8.1. Samochody elektryczne. Generatory prądu stałego Pytania tematu 1. Maszyny elektryczne prądu stałego i przemiennego. 1. Urządzenie i zasada działania generatora prądu stałego. 2. EMF i rotacja
Maszyny asynchroniczne 2015 Tomsk Polytechnic University, Department of E&E Wykładowca: dr, profesor nadzwyczajny Vasilyeva Olga Vladimirovna Maszyna asynchroniczna to maszyna, w której obraca się
SPIS TREŚCI Przedmowa do drugiego wydania ........................................... 10 Przedmowa do pierwszego wydania ............................................. 12 Rozdział 1. Wprowadzenie ........................ ......................
FEDERALNA PAŃSTWOWA BUDŻETOWA INSTYTUCJA SZKOLNICTWA WYŻSZEGO „KAZAN PAŃSTWOWY BADAWCZO-TECHNICZNY UNIWERSYTET I. JAKIŚ. TUPOLEVA-KAI Zelenodolsk Instytut Inżynierii Mechanicznej
PRACE LABORATORYJNE 2 SILNIK PRĄDU STAŁEGO WZBUDZENIA RÓWNOLEGŁEGO Cel pracy: 1. Poznanie zasady działania i konstrukcji silników prądu stałego. 2. Zapoznaj się z obwodem przełączania silnika
Temat 0. Podstawy napędu elektrycznego Pytania na ten temat. Napęd elektryczny: definicja, skład, klasyfikacja Parametry nominalne maszyn elektrycznych. 3. Tryby pracy silników elektrycznych. 4. Dobór typu i mocy silnika elektrycznego..
Spis tematów programu przedmiotu "Elektrotechnika" 1. Obwody elektryczne prądu stałego. 2. Elektromagnetyzm. 3. Obwody elektryczne prądu przemiennego. 4. Transformatory. 5. Urządzenia i urządzenia elektroniczne.
SILNIK ASYCHRONICZNY TRÓJFAZOWY Z WIRNIKIEM Z ZABEZPIECZENIEM TRYBOWYM Cel pracy: 1 Zapoznanie się z konstrukcją trójfazowych silników asynchronicznych Zapoznanie się z zasadą działania silników asynchronicznych 3 Rozruch
UDC 6213031 (5752) (04) ROZWÓJ I BADANIA SEKCJI MOCY ENERGOOSZCZĘDNEGO ZAUTOMATYZOWANEGO SYSTEMU STEROWANIA DLA TURBOMECHANIZMÓW TPP IV Bochkarev Wyniki prac nad stworzeniem asynchronicznego
MINISTERSTWO EDUKACJI, NAUKI I MŁODZIEŻY REPUBLIKI KRYMU GOU SPO "Bachczysarajska Szkoła Budownictwa, Architektury i Projektowania" Wytyczne i zadania kontrolne dotyczące elektrotechniki i elektroniki
Temat 9. Maszyny elektryczne prądu przemiennego Pytania tematyczne.. Klasyfikacja maszyn prądu przemiennego.. Urządzenie i zasada działania silnika asynchronicznego. 3. Powstawanie wirującego pola magnetycznego. 4. Prędkość
Http://library.bntu.by/kacman-m-m-elektricheskie-mashiny Przedmowa...3 Wprowadzenie... 4 V.1. Wyznaczanie maszyn elektrycznych i transformatorów... 4 V.2. Przetwornice elektromechaniczne maszyn elektrycznych
Temat 7 Trójfazowe obwody prądu przemiennego Plan 1. Pojęcia ogólne 2. Uzyskiwanie prądu trójfazowego 3. Połączenia gwiazda, trójkąt Kluczowe pojęcia: prąd trójfazowy przewód fazowy przewód neutralny
Co to jest silnik elektryczny? Silnik elektryczny (silnik elektryczny) to urządzenie do przetwarzania energii elektrycznej na energię mechaniczną oraz napęd maszyn i mechanizmów. silnik elektryczny
MINISTERSTWO EDUKACJI REPUBLIKI TADŻYKISTANU I CERTYFIKAT Dziekan Wydziału dr Dodkhudoev M.D.
PRACA 2 BADANIE SILNIKA STAŁEGO Z WZBUDZENIEM RÓWNOLEGŁYM Spis treści 1. Cel pracy. 2 2. Program pracy. 2 3. Podstawy teorii silnika. 4. Badanie eksperymentalne 3 4.1. Początek
1 Maszyny elektryczne Informacje ogólne Wykłady profesora Polevskiego V.I. Wykład 1 Maszyna elektryczna jest urządzeniem elektromechanicznym przetwarzającym elementy mechaniczne i elektryczne
MINISTERSTWO EDUKACJI I NUKA RF FEDERALNA INSTYTUCJA BUDŻETOWA WYŻSZEGO SZKOLNICTWA ZAWODOWEGO
MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI FEDERACJI ROSYJSKIEJ Federalna Państwowa Autonomiczna Instytucja Edukacyjna Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „National Research Nuclear University
Wprowadzenie W maszynach synchronicznych prędkość kątowa obrotu wirnika Ω = 2πn jest równa synchronicznej prędkości kątowej pola Ω s = 2πn 1 (wyrażenie 37, s.15). Pola stojana i wirnika w maszynach synchronicznych (jak we wszystkich
3 Spis treści Przedmowa...5 Wstęp...7 I. Moment elektromagnetyczny i siła elektromagnetyczna maszyn elektrycznych o ruchu obrotowym i postępowym. 1. Ogólne wyrażenie na moment i siłę. 14 2.
Ogólne informacje o silnikach elektrycznych Silnik elektryczny. Rodzaje silników elektrycznych i ich cechy konstrukcyjne. Urządzenie i zasada działania silnika elektrycznego Silnik elektryczny przetwarza energię elektryczną
INSTRUKCJA METODOLOGICZNA 2 systemy i technologie” Temat 1. Obwody liniowe prądu stałego. 1. Podstawowe pojęcia: obwód elektryczny, elementy obwodu elektrycznego, przekrój obwodu elektrycznego. 2. Klasyfikacja
Cztery prawa elektromechaniki Spis treści: 1. Informacje ogólne 1.1. Konwersja energii związana jest z wirującymi polami magnetycznymi 1.2. Aby zapewnić ciągłą konwersję energii, konieczne jest, aby
1 Synchroniczne maszyny elektryczne Informacje ogólne i elementy konstrukcyjne Wykłady profesora Polevskiego V.I. Maszyny synchroniczne to maszyny elektryczne na prąd zmienny, w których pole magnetyczne,
Wstęp SEKCJA I Elektrotechnika ogólna Rozdział 1. Obwody elektryczne prądu stałego 1.1. Podstawowe pojęcia pola elektromagnetycznego 1.2. Elementy bierne obwodów i ich charakterystyka 1.3. Elementy aktywne
Orientacyjny plan tematyczny i treść dyscypliny „Elektrotechnika i elektronika” Temat.. Obwody elektryczne prądu stałego Ćwiczenie praktyczne Obliczanie obwodów elektrycznych w szeregu,
Katsman M. M. Obliczanie i projektowanie maszyn elektrycznych: Podręcznik dla szkół technicznych Recenzenci: N. G. Karelskaya, A. E. Zagorsky Katsman M. M. K 30 Obliczanie i projektowanie maszyn elektrycznych: Podręcznik.
Maszyny asynchroniczne Maszyna asynchroniczna to maszyna, w której podczas pracy wzbudzane jest wirujące pole magnetyczne, ale której wirnik obraca się asynchronicznie, tj. z prędkością inną niż na polu. 1 sugerowane przez rosyjski
SPIS TREŚCI Przedmowa... 3 Rozdział 1. Liniowe obwody elektryczne prądu stałego... 4 1.1. Urządzenia elektryczne prądu stałego... 4 1.2. Elementy obwodu elektrycznego prądu stałego ... 5 1.3.
9. MASZYNY PRĄDU STAŁEGO Maszyny prądu stałego są maszynami odwracalnymi, tj. mogą pracować zarówno w trybie generatora, jak i w trybie silnika. Silniki prądu stałego mają zalety
Temat 13 Generatory synchroniczne, silniki Plan 1. Konstrukcja generatora synchronicznego 2. Zasada działania generatora synchronicznego 3. Konstrukcja silnika synchronicznego 4. Zasada działania silnika synchronicznego
TREŚĆ DZIEDZINY EDUKACYJNEJ WYKAZ I ZAWARTOŚĆ DZIAŁÓW (MODUŁÓW) DZIEDZINY p/n Moduł dyscypliny Wykłady, niestacjonarne 1 Wprowadzenie 0,25 2 Liniowe obwody elektryczne prądu stałego 0,5 3 Liniowe obwody elektryczne
UKD 681.518.22+681.518.5: 621.313.333 W.Ju Ostrowlanczik, doktor nauk technicznych, profesor, kierownik. kawiarnia AEP i PE (SibGIU) I. Yu. wykładowca na wydziale AEP i PE (SibGIU) Nowokuźnieck PORÓWNANIE
Przedmowa 3 Wprowadzenie 5 Rozdział pierwszy. Obwody elektryczne prądu stałego 10 1.1. Pozyskiwanie i zastosowania prądu stałego 10 1.2. Elementy instalacji elektrycznych, obwody elektryczne i schematy
MI KUZNIECOWA PODSTAWY ELEKTRYKI WYDANIE PIĄTE, ZMIENIONE POD WYDANIEM KAND. TECHNIKA NAUKA S. W. STRAKHOWA Zatwierdzona przez Akademicką Radę Kształcenia Zawodowego Dyrekcji Głównej
86 BIULETYN GGTU IM. PO SUKHOGO 16
SPIS TREŚCI Przedmowa ................................................ .... 5 1. Obliczanie mocy napędów elektrycznych obrabiarek 1.1. Informacje ogólne.............................. 7 1.2. Strugarki ................................................
FAZhT FGOU SPO Alatyr Wyższa Szkoła Transportu Kolejowego Maszyn Elektrycznych
FEDERALNA AGENCJA DS. EDUKACJI SYBERYJSKA FEDERALNA UNIWERSYTET POLITECHNICZNY INSTYTUT NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO Materiały kontrolno-pomiarowe Krasnojarsk SFU 2008 UDC 62-83(07) P12 Recenzent:
Departament Edukacji i Nauki Regionu Tambowskiego TOGAPOU „Kolegium rolno-przemysłowe” PM 3 „Konserwacja, rozwiązywanie problemów i naprawa sprzętu elektrycznego i zautomatyzowanego
Niekomercyjna spółka akcyjna AKADEMIA ENERGETYCZNO-KOMUNIKACYJNA ALMATY Katedra napędu elektrycznego i automatyki instalacji przemysłowych OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII ZA POMOCĄ ZAUTOMATYZOWANEGO NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO
TEMAT 1. MASZYNY ELEKTRYCZNE PRĄDU STAŁEGO Zadanie 1. Zgodnie ze swoją wersją zadania (Tabela 1, kolumny 2, 3, 4) narysuj szkic przekroju maszyny dwubiegunowej prądu stałego i pokaż
Certyfikacja średniozaawansowana (w formie egzaminu). Egzamin ma formę odpowiedzi na bilety. Każdy bilet zawiera 3 pytania dotyczące jednego z każdego zadania. Razem bilety 28. 28 biletów szczęśliwy student wybiera sam
UDC 621.313.323 O PRZEPISACH REGULACJI CZĘSTOTLIWOŚCI SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH W PRZEPOMPOWNIACH OLEJU Shabanov V.A., Kabargina O.V. E-mail Państwowego Uniwersytetu Technologicznego w Ufa: [e-mail chroniony]
MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI ROSJI Federalna Budżetowa Instytucja Edukacyjna Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „Tomski Państwowy Uniwersytet Architektury i Inżynierii Lądowej” (TGASU) CHARAKTERYSTYKA WYDAJNOŚCI