РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Регулированием скорости является принудительное изменение скорости двигателя в целях регулирования скорости движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов. В общем случае регулирование скорости двигателей ‑ а под этим понимается также и поддержание скорости на заданном уровне ‑ может осуществляться двумя способами ‑ параметрическим и в замкнутых системах.

При параметрическом способе регулирование достигается изменением каких-либо параметров электрических цепей двигателей или питающего напряжения за счет включения, например, различных дополнительных элементов: резисторов, конденсаторов, индуктивностей. Качество такого регулирования скорости обычно оказывается не очень высоким.

При необходимости получения процесса регулирования скорости с высокими качественными показателями переходят к замкнутым системам электропривода, в которых воздействие на двигатель обычно осуществляется изменением подводимого к двигателю напряжения, или частоты этого напряжения, или того и другого. Для этой цели служат различные силовые преобразователи постоянного и переменного тока, которые на рис. B.1 обозначены ПУ.

Регулирование скорости в количественном отношении характеризуется шестью основными показателями.

1. Диапазон регулирования D определяется отношением максимальной и минимальной скоростей

при заданных пределах изменения нагрузки на валу двигателя. При использовании понятия искусственных характеристик можно сказать, что диапазон D определяется отношением скоростей на крайних характеристиках.

Различные рабочие машины требуют разных диапазонов регулирования. Так, прокатные станы характеризуются диапазоном D=20 50, станки ‑ от D=3 4 до D=50 1000 и более, бумагоделательные машины D=20 и т.д.

2. Направление регулирования скорости определяется расположением получаемых искусственных характеристик относительно естественной. Если они располагаются выше естественной, то говорят о регулировании скорости вверх от основной, если ниже – вниз от основной. Расположение искусственных характеристик как выше, так и ниже естественной обеспечивает так называемое двухзонное регулирование.

3. Плавность регулирования скорости определяется числом получаемых в данном диапазоне искусственных характеристик. Чем их больше, тем регулирование скорости будет осуществляться плавнее. Плавность оценивается коэффициентом, который находится как отношение скоростей на двух ближайших характеристиках,

(2.4)

где _i, и _i-1 – скорости на i-й и (i–1)-й искусственных характеристиках.

Наибольшая плавность достигается в замкнутых системах с использованием преобразователей напряжения и частоты, небольшая плавность обычно соответствует параметрическим способам регулирования.

4. Стабильность скорости характеризуется изменением скорости двигателя при изменении момента нагрузки на его валу. Все основные типы двигателей, за исключением синхронного, имеют (см. рис. 1.3) наклонные механические характеристики, вследствие чего при увеличении нагрузки их скорость падает.

5. Экономичность регулирования скорости характеризуется капитальными затратами на создание автоматизированного электропривода и его эксплуатацию. Определение экономичности той или иной системы представляет собой в общем случае сложную технико-экономическую задачу, при решении которой должны учитываться повышение производительности рабочей машины и качество выпускаемой ею продукции, надежность привода при эксплуатации, дефицитность материалов и изделий, идущих на изготовление электропривода и т. д.

Важнейшими показателями процесса регулирования скорости являются потери мощности при регулировании и КПД привода . Эти величины связаны известным соотношением

, (2.5)

где P2 – полезная мощность на валу двигателя.

При работе двигателя с различными скоростями используется понятие средневзвешенного КПД за регулировочный цикл

(2,6)

где P_2i, DР_i, t_i – соответственно полезная мощность, потери мощности и время работы двигателя на i-й скорости; п – число скоростей.

Регулирование скорости оценивается и таким важным экономическим показателем, как коэффициент мощности , определяемый соотношением потребляемой электроприводом активной Р и реактивной Q мощностей,

(2.7)

По аналогии с КПД для цикла работы рассчитывается средневзвешенный коэффициент мощности

(2.8)

6. Допустимая нагрузка двигателя соответствует такому моменту нагрузки, при котором нагрев двигателя не превосходит допустимого (нормативного). При работе на естественной характеристике такой нагрузкой является номинальный момент, при котором по двигателю протекает номинальный ток и его нагрев равен нормативному. Поскольку нагрев двигателя определяется главным образом протекающим по нему током, то при работе на искусственных характеристиках допустимой будет такая нагрузка, при которой ток в двигателе будет равен номинальному, а тем самым и его нагрев будет нормативным. Отметим следующее важное обстоятельство: так как нагрев двигателя зависит еще и от условий его охлаждения, то при оценке допустимой нагрузки двигателя следует учитывать и этот фактор.

Поиск по сайту: