Билет №17
.docxБ И Л Е Т № 17
1. Естественные и искусственные характеристики электропривода с двигателями последовательного возбуждения.
Уравнение механической характеристики w=(U-I∙R)/кФ
R – Сумарное сопротивление якорной цепи.
Т.к. нет точного аналитического выражения для кривой намагничивания, то трудно дать и точное аналитическое выражение для механической характеристики двигателя последовательного возбуждения.
Если для упрощения анализа предположить, пренебрегая насыщением магнитной системы, линейную зависимость между (Ф и I) (показано пунктиром), т.е. считать что Ф=α∙I, то момент двигателя М=кФ∙I=α∙R∙I².
Подставив в равенство для угловой скорости двигателя значение тока, получим выражение механической характеристики:
(1)
Отсюда следует, что при насыщеной магнитной цепи двигателя механическая характеристика имеет вид:
Уравнение (1) даёт лишь общее представление о механической хар-ке двигателя последовательного возбуждения.
При расчётах этим уравнением пользоватся нельзя, т.к. обычно не делают машины с ненасыщеной магнитной системой.
На практике построение хар-к ведут графо-аналитическим методом, или по каталогам.
Построение Искуственных характеристик
Уравнение естественной хар-ки:
wе=(U-I∙Rа)/кФ или
где Ra= RЯ+RВ;
При включении в цепь двигателя резистора RД , двигатель будет работать на реостатной характеристике.
Поделим: w/we=[U-I(Ra+RД)]/(U-I∙Ra)
получим:
Или в относительных
единицах:
где
Ra*=Ra/Rном;
w*=w/wном;
we*=we/wном; I*=I/Iном;
1 Введение Rд
Большие эл. Потери Rд должен быть рассчитан по-другому чем Rпуск. При пуске двигателя tпуска мало Rпуск работает мало до tдоп не успевает нагреться. Rд в работе находится дольше греется больше. Rд должен быть рассчитаны на больший ток
Регулирование осуществляется при постоянстве момента.
Недостаток
- большие потери(низкие энергетические показатели)
При малом Мс регулирование – в малых пределах - двигатель работает на повышенных скоростях.
Способ применяется в крановых и металлургических приводах, в транспорте – при больших нагрузках.
Но учитывая особенности двигателя последов возбуждения П-Д не применяется. В транспорте удобно использовать приведённые схемы (где несколько двигателей питаются от одного Uпит). U измен путём последовательно – параллельного включения двигателей
Uзависит от числа двигателей.
Регулирование скорости шунтированием возбуждения обмоток ДПТ последов возбужд
*шунтирование ОЯ
*шунтирование ОВ
Уравнение механических характеристик для каждой из схем могут быть получены, если для них записать уравнения по 1 и2 законам Кирхгофа. После преобразований этих уравнений получим:
При условии что Rп = const, Rш= var получены хар-ки:
при шунтировании ОЯ вместе с ОВ хар-ки становятся более пологими при малых нагрузках могут получить большой диапазон изменения скорости
но регулирование неэкономичное – большие потери в Rш. Регулирование вниз от основной при М=const
Применяется для механизмов, требующих высокий диапазон регулирования скорости при малых напряжениях.
б ) примен чаще всего
показ. Какая часть напряжения сети прикладывается к двигателю
Здесь можно:
- менять Rш при Rп= const
-менять Rп при Rш = const
Рассмотрим вид хар-к,когда Rп – var, Rш= const
3 ) Rп1Rп2 Достоинство этой схемы в отличии от схемы а) – в том что можно получить устойчивые скорости из х.х
Используется для двигателей подъёмных механизмов. При спуске груза можно получить устойчивую скорость из х.х
Жёсткость,а и стабильность выше
Но большие потери
Регулирование скорости вниз от номинального значения при М= const
При малых напряжениях D ниже. Регулирование ступенчатое
в )
Хар-ки близки к характеристикам для схемы б)
Шунтирование ОВ
Можно записать исходные уравнения:
2ой закон для первого контура (нижней цепочки)
- для второго контура
Применяется для мех-мов, требующих увеличение скорости при нормальных нагрузках. Считают допустимым увеличение скорости не более чем в 2 раза.
2. СУЭП постоянного тока с отрицательной обратной связью по напряжению двигателя.
В случаях когда не предъявляется высоких требований к качеству регулирования, используются САР скорости с отрицательной обратной связью по напряжению.
Uон=Кон ∙ Ud;
Кон=(10–8) /Еdo;
Кон=Кдел∙Кдн;
Кдел=R1/(R1+R2)=Кон;
Кдн=1;
Ud=ed – ia∙Rтп –Lтп∙di/dt; ;
Ud(P)=ed(P) – ia(P)∙ (Rтп+P∙Lтп); ;
Данная структура используется для коррекции системы и для анализа динамики. Структурная схема в статике вырожденная Р –> 0.
На основании принципиальной схемы или исходных соотношений можно записать:
(1); (2);
На основании структуры в статике или по соотношениям (1) и (2) имеем:
(3);
w=f (I);
w=f (M);
Крн – контурный коэффициент регулятора напряжения разомкнутой системы. Крн=Кр∙Ктп∙Кон;
Введение отрицательной обратной связи по напряжению позволяет снизить влияние на жесткость механической характеристики в 1/Крн раз по сравнению с разомкнутой системой. При этом понижается ∆wc , повышается точность и диаппазон регулирования скорости.
При Крн –> ∞ ∆wс –> (RC∙Rа)/кФ – в пределе естественной.
3. С какой целью в контур регулирования скорости в системах с двухзонным регулированием скорости включают корректирующее звено? Каковы способы реализации этого звена?
При изменении потока возбуждения (при регулировании скорости потоком) изменяется настройка контура регулирования скорости.
Для компенсации влияния этого изменения и обеспечения неизменных динамических свойств системы регулирования коэфициент усиления регулятора скорости автоматически изменяется обратно-пропорционально степени ослабления поля. Это обеспечивается введением в конур регулирования скорости множительно-делительного устройства (МДУ), с помощью которого выходное напряжение РС умножается на сигнал, пропорциональный скорости двигателя и делится на сигнал, пропорциональный ЭДС двигателя. МДУ изменяет коэффициент усиления контура регулирования скорости только при ослаблении потока возбуждения двигателя. Это обеспечивается за счёт введения на множительном и делительном входах МДУ схем выделения большего из 2-х положительных сигналов, реализованых на 4-х диодах.
Прп ослаблении потока возбуждения скорость и ЭДС двигателя превышают номинальные значения (w0 и E0) и открываются диоды D2 и D3 и МДУ повышает коэффициент усиления регулятора скорости.
При ослаблении потока возбуждения, пропорционально ему ослабляется и эл. магнитный момент. С этим ослаблением уменьшается коэффициент в прямом канале, следовательно снижается быстродействие, увеличивается статическая просадка скорости.
Принцип построения:
МДУ строится по время-импульсному принципу перемножения, и поэтому его выходной сигнал представляет собой серию импульсов с различной скважностью.(3-ий вопрос 1-го билета)