Скачать презентацию РАЗОМКНУТЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА В ЭП постоянного тока Скачать презентацию РАЗОМКНУТЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА В ЭП постоянного тока

ЭП с ДПТ ПВ (пар).ppt

  • Количество слайдов: 42

РАЗОМКНУТЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА В ЭП постоянного тока используются двигатели с независимым, последовательным и РАЗОМКНУТЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА В ЭП постоянного тока используются двигатели с независимым, последовательным и смешанным возбуждением. В ЭП мощностью до 20 к. Вт применяется возбуждение от постоянных магнитов. ЭП с ДПТ является одним из основных видов регулируемого привода. Замкнутые ЭП создаются на базе системы УП – Д. Серия 2 П – мощность двигателей от 0, 13 до 200 к. Вт. Серия 4 Р – напряжение 110 -220 В, скорость вращения 750 -2000 об/мин. ; уменьшен расход меди на 25 -30%. Специализированные двигатели на большие мощности и высокие напряжения.

4. 1. Электропривод постоянного тока с двигателями независимого возбуждения 4. 1. 1. Электромеханические свойства 4. 1. Электропривод постоянного тока с двигателями независимого возбуждения 4. 1. 1. Электромеханические свойства ДПТ НВ U I Rдоб IВ ОВ RВ UВ Рис. 4. 1. Схема включения ДПТ НВ

Уравнение якорной цепи ЭДС якоря , где Электромагнитный момент - скорость идеального холостого хода Уравнение якорной цепи ЭДС якоря , где Электромагнитный момент - скорость идеального холостого хода - перепад скорости

Уравнение электромеханической или скоростной характеристики : - скорость идеального холостого хода - перепад скорости Уравнение электромеханической или скоростной характеристики : - скорость идеального холостого хода - перепад скорости

Уравнение механической характеристики Введем коэффициент жесткости Уравнение механической характеристики Уравнение механической характеристики Введем коэффициент жесткости Уравнение механической характеристики

ω IV II III| 2 1 3 1 –характеристика при вращении в прямом направлении; ω IV II III| 2 1 3 1 –характеристика при вращении в прямом направлении; I M, I 2 – характеристика при отсутствии питающего напряжения; I| III IV| II| Рис. 4. 2. Характеристики ДПТ НВ 3 – характеристика при вращении в обратном направлении

Режимы работы двигателя: I – двигательный режим Граничные режимы: точка А – режим идеального Режимы работы двигателя: I – двигательный режим Граничные режимы: точка А – режим идеального холостого хода с координатами ; точка В – режим короткого замыкания с координатами ; II – генераторное торможение с рекуперацией энергии в сеть III – режим протягивающего груза

Динамическое торможение при - электромеханическая характеристика - механическая характеристика Динамическое торможение при - электромеханическая характеристика - механическая характеристика

4. 1. 2. Способы параметрического регулирования скорости ДПТ НВ 1. Регулирование путём введения сопротивления 4. 1. 2. Способы параметрического регулирования скорости ДПТ НВ 1. Регулирование путём введения сопротивления RД в якорную цепь – реостатное регулирование; 2. Регулирование изменением магнитного потока ф; 3. Регулирование путём изменения подводимого напряжения U – якорное регулирование

Реостатное регулирование ω R 1 естеств. RД 1 RД 2 RД 3 искусст. RД Реостатное регулирование ω R 1 естеств. RД 1 RД 2 RД 3 искусст. RД 4 MC Рис. 4. 3. Характеристики ДПТ НВ при реостатном регулировании I, M

Показатели качества регулирования: Диапазон регулирования составляет величину порядка D = 2 -3. Направление регулирования Показатели качества регулирования: Диапазон регулирования составляет величину порядка D = 2 -3. Направление регулирования – в сторону увеличения скорости вращения. Плавность регулирования зависит от характера изменения добавочного сопротивления в цепи обмотки возбуждения (плавное или ступенчатое). Стабильность скорости уменьшается при увеличении RД.

Экономичность: Капитальные затраты небольшие. Потери мощности пропорциональны относительному перепаду скорости: - относительный перепад скорости Экономичность: Капитальные затраты небольшие. Потери мощности пропорциональны относительному перепаду скорости: - относительный перепад скорости Допустимая нагрузка –

Регулирование изменением магнитного потока Ф φ φН IВ IН Рис. 4. 4. Кривая намагничивания Регулирование изменением магнитного потока Ф φ φН IВ IН Рис. 4. 4. Кривая намагничивания ДПТ НВ

В цепи обмотки возбуждения имеется регулировочный реостат или она питается от управляемого выпрямителя. Уменьшение В цепи обмотки возбуждения имеется регулировочный реостат или она питается от управляемого выпрямителя. Уменьшение тока возбуждения (магнитного потока) приводит к увеличению частоты вращения ωо, одновременно жесткость характеристик снижается.

ω ω02 ω01 ω0 MКЗ МН MКЗ 2 MКЗ 1 MКЗ Рис. 4. 6. ω ω02 ω01 ω0 MКЗ МН MКЗ 2 MКЗ 1 MКЗ Рис. 4. 6. Механические характеристики ДПТ НВ при ослаблении магнитного потока

ω ω02 ω01 искусст. ω0 ест I Iкз Рис. 4. 5. Электромеханические характеристики ДПТ ω ω02 ω01 искусст. ω0 ест I Iкз Рис. 4. 5. Электромеханические характеристики ДПТ НВ при ослаблении магнитного потока Для электромеханических характеристик величина IКЗ не меняется, а для механических МКЗ уменьшается

Показатели качества регулирования: Диапазон регулирования составляет D= 3 -4. Направление регулирования вверх от естественной Показатели качества регулирования: Диапазон регулирования составляет D= 3 -4. Направление регулирования вверх от естественной характеристики. Плавность регулирования определяется плавностью изменения IВ. Стабильность скорости уменьшается, но остается достаточно высокой. Регулирование экономичное, т. к. цепь управления маломощная. Допустимая нагрузка: .

Регулирование изменением величины подводимого напряжения ЭП создается на базе системы УП – Д I Регулирование изменением величины подводимого напряжения ЭП создается на базе системы УП – Д I UВ=UЗ УП EП Рис. 4. 7. Система “управляемый преобразователь-двигатель”

Электромашинные и статические системы УП -Д: электромашинная – система Г – Д статическая – Электромашинные и статические системы УП -Д: электромашинная – система Г – Д статическая – система ТП – Д Напряжение на двигателе можно только уменьшать , где ЕП – ЭДС преобразователя

ωо ЕП=UН M, I ЕП=0 Рис. 4. 8. Характеристики ДПТ НВ при регулировании изменением ωо ЕП=UН M, I ЕП=0 Рис. 4. 8. Характеристики ДПТ НВ при регулировании изменением напряжения питания Жесткость характеристик из- за внутреннего сопротивления преобразователя незначительно уменьшается по сравнению с естественной характеристикой одного двигателя.

Показатели регулирования: -диапазон регулирования D = (8 -10): 1; -регулирование плавное; -стабильность частоты при Показатели регулирования: -диапазон регулирования D = (8 -10): 1; -регулирование плавное; -стабильность частоты при регулировании высокая; -допустимая нагрузка МДОП = МН; - капитальные затраты значительны, но данная система привода исключает затраты на пусковые и регулировочные резисторы

4. 1. 3. Расчет регулировочных сопротивлений в цепи якоря Метод пропорций основан на формуле 4. 1. 3. Расчет регулировочных сопротивлений в цепи якоря Метод пропорций основан на формуле перепада скоростей: ω ω0 ωе ωи Δωе Δωи ест (RЯ) иск (RЯ+ RД) M, I Рис. 4. 9. К определению добавочных резисторов методом пропорций

Из отношение перепадов скоростей для естественной и искусственной характеристик: определяем величину добавочного сопротивления Из отношение перепадов скоростей для естественной и искусственной характеристик: определяем величину добавочного сопротивления

сопротивление RЯ якорной цепи можно определить: по каталогу на паспортные данные двигателя; экспериментально путём сопротивление RЯ якорной цепи можно определить: по каталогу на паспортные данные двигателя; экспериментально путём замера сопротивления якорной цепи; приближённо по паспортным данным двигателя, приняв потери в якорной цепи, равными половине всех потерь: – номинальное сопротивление двигателя.

Метод отрезков Не требует данных о сопротивлении RЯ якорной цепи, позволяет определить его по Метод отрезков Не требует данных о сопротивлении RЯ якорной цепи, позволяет определить его по естественной характеристике двигателя. ω a ω0 4 b 3 c ωи 1 2 d M, I при RН MН I Н Рис. 4. 10. К определению добавочных резисторов методом отрезков

Из выражения искусственной характеристики 1 при номинальных Iн , Мн , Uн , Фн Из выражения искусственной характеристики 1 при номинальных Iн , Мн , Uн , Фн получаем – относительный перепад скорости равен относительному сопротивлению якорной цепи. Из рисунка следует

4. 1. 4. Ограничение тока и момента при пуске В переходных режимах ограничивают величину 4. 1. 4. Ограничение тока и момента при пуске В переходных режимах ограничивают величину тока и момента до допустимых значений. Величина тока не должна превышать (2 – 2, 5) от номинального тока якоря. Для ограничения тока и момента применяют добавочные сопротивления. При расчете пусковой диаграммы заданными являются: допустимые ток и момент двигателя – IДОП, МДОП, момент сопротивления – МС, значения тока и момента переключения – I 2; М 2 или число ступеней m.

ω ωо 3 RЯ 2 RП 2 1 RП 1 M, I Mc M ω ωо 3 RЯ 2 RП 2 1 RП 1 M, I Mc M 2 I 2 Mдоп Iдоп Рис. 5. 11. Пусковая диаграмма ДПТ НВ

Расчет ступеней пускового реостата: Метод отрезков: Полное сопротивление пускового реостата Расчет ступеней пускового реостата: Метод отрезков: Полное сопротивление пускового реостата

ω ωо a b c RД 2 RД 1 d M, I Рис. 5. ω ωо a b c RД 2 RД 1 d M, I Рис. 5. 12. К расчёту ступеней пускового реостата методом отрезков Сопротивления первой и второй ступени

Метод пропорций: Сопротивления ступеней: , где i – номер ступени Число ступеней переключения Метод пропорций: Сопротивления ступеней: , где i – номер ступени Число ступеней переключения

Изменение скорости и момента двигателя для i - ой пусковой ступени – электромеханическая постоянная Изменение скорости и момента двигателя для i - ой пусковой ступени – электромеханическая постоянная и жесткость, соответствующие i - ой пусковой характеристике. Время работы двигателя на i-ой пусковой ступени

Примем за конец пуска значение скорости, соответствующее моменту М 2 на естественной характеристике. Эта Примем за конец пуска значение скорости, соответствующее моменту М 2 на естественной характеристике. Эта скорость незначительно отличается от установившегося значения. Полное время пуска определяется как сумма интервалов времени работы на всех ступенях, включая работу на естественной характеристике:

4. 1. 5. Ограничение тока и момента при торможении Динамическое торможение используется как аварийное 4. 1. 5. Ограничение тока и момента при торможении Динамическое торможение используется как аварийное торможение при исчезновении питания. R ОВ ДТ RB UB Рис. 4. 13. Схема динамического торможения ДПТ НВ

Обмотка якоря двигателя отключается от сети и включается на дополнительное сопротивление RДТ. Двигатель становится Обмотка якоря двигателя отключается от сети и включается на дополнительное сопротивление RДТ. Двигатель становится автономным генератором, который работает на нагрузку RДТ. Уравнение электромеханической характеристики Уравнение механической характеристики

Все характеристики проходят через начало координат. Жесткость характеристик зависит от суммарного сопротивления и магнитного Все характеристики проходят через начало координат. Жесткость характеристик зависит от суммарного сопротивления и магнитного потока. Меняя эти величины, можно формировать процесс торможения.

RДТ 4 RДТ 3 RДТ 2 ω ω0 RДТ 1 RДЕ 0 М МС RДТ 4 RДТ 3 RДТ 2 ω ω0 RДТ 1 RДЕ 0 М МС Рис. 4. 14. Процесс динамического торможения при изменении гасящего сопротивления (RДТ 4 > RДТ 3 > RДТ 2 > RДТ 1)

φ3 ω φ2 ω0 φ1 φН М МС Рис. 4. 15. Процесс динамического торможения φ3 ω φ2 ω0 φ1 φН М МС Рис. 4. 15. Процесс динамического торможения при изменении магнитного потока (ФН > Ф 1 > Ф 2 > Ф 3; RДТ = const)

Реверс двигателя можно осуществлять двумя способами: 1. изменением направления тока возбуждения; 2. изменением полярности Реверс двигателя можно осуществлять двумя способами: 1. изменением направления тока возбуждения; 2. изменением полярности напряжения якоря Ток якоря IЯ при реверсе в два раза больше, чем при пуске Сопротивление при реверсе в два раза больше пускового:

U Н В Н RД В ОВ RВ Рис. 4. 16. Реверсивная схема включения U Н В Н RД В ОВ RВ Рис. 4. 16. Реверсивная схема включения ДПТ НВ

Процесс торможения противовключением RД 3 ω RД 2 RД 1 ω0 2 1 ест. Процесс торможения противовключением RД 3 ω RД 2 RД 1 ω0 2 1 ест. иск. 3 М МТ ест. (-U) МС - ω0 Рис. 4. 17. К процессу торможения противовключением (RД 3 > RД 2 > RД 1)

Из точки 1 при ω = const осуществляется переход в точку 2, двигатель работает Из точки 1 при ω = const осуществляется переход в точку 2, двигатель работает в генераторном режиме и создает тормозной момент Мт, привод тормозится под действием суммарного момента. В точке 3 при ω = 0 двигатель отключается, иначе произойдет разгон в другую сторону.