Шпоры - Электрооборудование промышленности - Ответы к ГОС экзамену - файл n1.doc

приобрести
Шпоры - Электрооборудование промышленности - Ответы к ГОС экзамену
скачать (599.7 kb.)
Доступные файлы (20):
n1.doc205kb.21.03.2009 11:25скачать
n2.doc55kb.21.03.2009 11:27скачать
n3.doc312kb.21.03.2009 11:27скачать
n4.doc81kb.21.03.2009 11:27скачать
n5.doc33kb.21.03.2009 11:27скачать
n6.doc50kb.21.03.2009 11:28скачать
n7.doc36kb.21.03.2009 11:28скачать
n8.doc114kb.21.03.2009 11:29скачать
n9.doc61kb.21.03.2009 11:29скачать
n10.doc105kb.21.03.2009 11:29скачать
n11.doc28kb.21.03.2009 11:25скачать
n12.doc28kb.21.03.2009 11:29скачать
n13.doc30kb.21.03.2009 11:25скачать
n14.doc23kb.21.03.2009 11:25скачать
n15.doc22kb.21.03.2009 11:25скачать
n16.doc51kb.21.03.2009 11:26скачать
n17.doc27kb.21.03.2009 11:26скачать
n18.doc24kb.21.03.2009 11:26скачать
n19.doc28kb.21.03.2009 11:26скачать
n20.doc22kb.09.06.2009 00:36скачать

n1.doc

1. Механические и электромеханические характеристики. Устойчивость.

Анализ установившихся режимов работы электропривода производится по механической характеристике, представляющей зависимость электромагнитного момента, развиваемого электродвигательным устройством: ?=f(М).

Все расчеты вращающих моментов на валу двигателя можно выполнять, приравнивая их к электромагнитным моментам, т.е. полагая

Механические характеристики электропривода изображаются в 4-х квадрантной системе координат (см. рис. 1.2), по которой легко можно судить об энергетическом режиме работы электропривода.

При M?>0 - двигательные режимы работы;
при  M?<0 - генераторные режимы работы.

Жесткость механических характеристик электропривода. Сравнительная оценка механических характеристик проводится по так называемой жесткости их, которая определяется по коэффициенту жесткости , то есть по углу наклона ? механической характеристики, как это показано на рис. 1.3.

где mM и m? - масштабы моментов и скоростей по осям координат.

С точки зрения жесткости механические характеристики условно подразделяются на следующие (см. рис. 1.4):
-
абсолютно жесткие ( ?=90°, ?=?). Примером могут служить механические характеристики синхронных двигателей;
-
жесткие (при М=МН падение скорости не более 10% от ?0). Такие характеристики имеют двигатели постоянного тока с независимым возбуждением и рабочие участки естественных механических характеристик асинхронных двигателей. В этом случае ?<0; ??const;
-
мягкие (?(Н)>0,1?0, при М=МН). Это механические характеристики электродвигателей с последовательным и смешенным возбуждением, искусственные реостатные характеристики двигателей постоянного тока всех типов, рабочие участки искусственных характеристик асинхронных двигателей;
-
абсолютно мягкие (?=0, M=const). Это механические характеристики, получаемые в электроприводах с регулированием момента (тока) при помощи системы управления с обратными связями.
Деление механических характеристик электроприводов с точки зрения жесткости их весьма условно. Например, двигатели со смешенным возбуждением имеют мягкую механическую характеристику в области малых моментов и жесткую - при больших моментах на валу.

Механические характеристики рабочих машин С=f(?)) также оцениваются по коэффициенту их жесткости .
Статическая устойчивость электропривода, то есть устойчивость его в установившихся режимах работы зависит от взаимного расположения механических характеристик двигателя и рабочей машины, от величины коэффициентов жесткости ? и ?С этих характеристик.

На рис. 1.5 и 1.6 показаны различные сочетания механических характеристик электродвигателя и рабочей машины с отрицательными и положительными значениями ? и ?С. В точке пересечения этих характеристик М=МС, то есть MJ=0, и имеет место установившийся режим работы электропривода.

Рассмотрим поведение электропривода при выведении его из состояния равновесия в точке «а» (точка пересечения механических характеристик) на рисунке 1.5.

При увеличении скорости (то есть при +??>0) С, ?MJ<0, , и электропривод начинает замедляться, стремясь уменьшить скорость и вернуться в устойчивое состояние (точку «а»).

При уменьшении скорости (то есть при -??<0) ?М>?МС, ?MJ>0, , и электропривод будет ускоряться, стремясь увеличить скорость и вернуться в устойчивое состояние (точку «а»). Таким образом, сочетание характеристик ?=f(М) и МС=f(?), показанное на рис. 1.5, соответствует состоянию статической устойчивости электропривода.

Для условия равенства М и МС в точке «б» (рис. 1.6):
При
+??>0, ?М>?МС, ?MJ>0, , и электропривод начинает ускоряться, стремясь увеличить скорость и уйти от положения статической устойчивости, то есть электропривод статически неустойчив;

При -??<0, С, ?MJ<0, , и электропривод начинает замедляться, стремясь уменьшить скорость и уйти от положения статической устойчивости. В этом случае электропривод статически неустойчив.
Из приведенных выше пояснений следует, что при статической устойчивости электропривода должны быть противоположны знаки приращений ?? и ?MJ, возникающих при выведении электропривода из состояния равновесия. При этом ?MJ=?М-?МС, где ?М=??? и МС=?C??. Или ?MJ=??(?-?C).

Для устойчивого состояния электропривода, как выяснено выше, при +?? отрицательное значение  ?MJ<0 будет в случае, когда ?-?C<0, откуда следует, что условием статической устойчивости электропривода будет: ?C.

Этот же результат можно получить, рассматривая работу механической части электропривода с позиций теории автоматического управления. Действительно, уравнение движения электропривода - это дифференциальное уравне-ние первого порядка:

где р - оператор дифференцирования по времени.

Следовательно, .

Дифференцируя это соотношение по ?, получим:

Из этого выражения следует, что корень дифференциального уравнения будет отрицательным (р<0), то есть система электропривода будет устойчива лишь при условии, что ?-?C<0, то есть когда ?C.

Рассматривая вопрос об устойчивости движения электропривода, необходимо отметить, что имеются рабочие механизмы с так называемой парой трения (колесо-рельс, прокатываемый металл-валок и др.), при работе которых может быть устойчивое или неустойчивое движение с так называемыми фрикционными колебаниями. На рис. 1.7 и 1.8 показаны возможные сочетания механических характеристик ?=f(М) и МС=f(?) для таких механизмов.
На рис. 1.7 - устойчивое состояние электропривода, а на рис. 1.8 - неустойчивое состояние, в чем можно убедиться, выяснив сочетание знаков ?? и J при выведении электропривода из состояния равновесия.

Изложенный выше вопрос о статической устойчивости электропривода справедлив лишь для разомкнутых систем, то есть для электроприводов без внешних обратных связей, усложняющих уравнения, описывающие движение электропривода.

Электромеханические характеристики электропривода - это зависимость скорости вращения двигателя в функции тока электродвигательного устройства, то есть ?=f(I). Для машин постоянного тока I - это ток якоря, а для асинхронных двигателей это ток ротора.

Реальные механические и электромеханические характеристики электропривода не всегда соответствуют теоретическому представлению о них. Например, для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением характеристики, рассчитанные для постоянного потока (Ф=const) и показанные на рис. 1.9 и 1.10 сплошными линиями, являются линейными.




В реальных условиях из-за действия реакции якоря (особенно при i>IН и М>МН) линейный характер характеристики искажается. Размагничивающее действие реакции якоря ослабляет магнитный поток двигателя, что приводит к росту скорости. Ток короткого замыкания IКЗ при этом остается неизменным (, где R - полное сопротивление цепи якоря). Величина момента короткого замыкания МКЗ из-за снижения магнитного потока несколько уменьшается КЗ=СФIКЗ).

В некоторых случаях из-за большого размагничивающего действия реакции якоря механическая характеристика (см. рис. 1.10) может иметь участок с ?>0 (участок с положительной жесткостью), что ведет к неустойчивой работе электропривода.

В современных электродвигателях постоянного тока последовательно с обмоткой якоря включают специальную компенсационную обмотку, которая устраняет размагничивающее действие продольной реакции якоря. Влияние поперечной реакции якоря очень мало, и оно сводится к минимуму установкой щеток.

При дальнейшем изложении курса во всех расчетах и рассуждениях реакция якоря будет считаться скомпенсированной, и магнитный поток двигателя постоянного тока с независимым возбуждением Ф=const. Для двигателей с последовательным и смешанным возбуждением будем полагать магнитный поток зависящим от тока якоря в соответствии с кривой намагничивания. Это второе допущение, принятое в теории электропривода.

Классификация механических и электромеханических характеристик электроприводов по способу включения двигателя следующая:

1. Естественные характеристики в случае такого подключения двигателя к источнику питания, при котором выполняются условия U=UН, Ф=ФН, RВНЕШ=0, т.е. во внешних цепях двигателя нет добавочных сопротивлений.

2. Искусственные характеристики, получаемые при одном из следующих способов:

2.1. При U=UН, Ф=ФН, RВНЕШ?0. При такой схеме включения последовательно с якорем (ротором асинхронного двигателя) включается добавочное внешнее сопротивление, но потоков энергии, идущих вне главных цепей электрической машины, нет. Вся энергия, забираемая из питающей сети или отдаваемая в эту сеть, проходит через машину.




2.2. При Ф=ФН, UЯ?UН, якорь двигателя подключен к части RВНЕШ по так называемой потенциометрической схеме. Часть энергии, забираемой из сети или отдаваемой машиной, проходит через RВНЕШ.




2.3. При U=UН, RВНЕШ=0, Ф?ФН. Внешнее сопротивление включено последовательно с обмоткой возбуждения для уменьшения магнитного потока двигателя. Магнитный поток двигателя может быть и больше номинального (Ф>ФН) за счет питания обмотки возбуждения повышенным напряжением UВ>UВН.
2.4. Характеристики, получаемые изменением напряжения питания якорной цепи (U=var!) в различных схемах с регулируемыми источниками напряжения (Г-Д, ВП-Д, ЭМУ-Д, МУ-Д) или тока.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации