- •1. Основные понятия, термины и определения
- •2. Выбор типа и мощности электродвигателя
- •3. Принцип действия асинхронного двигателя
- •Получение вращающегося магнитного поля
- •Принцип действия
- •Процессы в асинхронной машине Цепь статора
- •Цепь ротора
- •Ток статора
- •Электромагнитный момент асинхронной машины
- •Режимы работы трёхфазной асинхронной машины
- •Режим двигателя
- •Режим генератора
- •Режим электромагнитного тормоза
- •Зависимость электромагнитного момента от скольжения
- •Механическая характеристика асинхронного двигателя
- •Пуск в ход асинхронного двигателя
- •Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •Изменение скольжения
- •Изменение частоты источника питания
- •Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •Синхронные машины
- •Устройство синхронной машины
- •Принцип действия синхронного генератора
- •Пуск синхронного двигателя
- •Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя
- •Асинхронный пуск
- •Мощность и электромагнитный момент
- •Рабочие характеристики синхронного двигателя
- •Достоинства синхронных электродвигателей
- •Недостатки синхронных электродвигателей
- •Элементы механики электропривода
- •Определение времени ускорения и замедления эп
- •Режимы работы эп Нагрев и охлаждение двигателей в эп
- •Номинальные режимы работы электродвигателей
- •Расчет мощности и выбор электродвигателей для эп
- •Расчет мощности двигателей для длительного режима работы
- •Расчет мощности двигателя по методу средних потерь
- •Расчет мощности двигателя по методу эквивалентных величин
Недостатки синхронных электродвигателей
1.сложность конструкции по сравнению с асинхронными;
2. сложность пуска к трудности с регулированием скорости вращения.
Элементы механики электропривода
Уравнение движения электропривода:
где - вращающий момент двигателя, Нм;
- приведенный к валу двигателя момент сопротивления рабочего механизма, Нм;
- приведенный к валу двигателя момент инерции электропривода, кгм2;
- угловая частота вращения двигателя, рад/с.
Величина называется динамическим или избыточным моментом электропривода. Положительный динамический момент обеспечивает разгон электропривода, отрицательный - замедление.
Мощность двигателя (Вт),
Поскольку (где измеряется в об/мин), то .
Номинальный момент двигателя можно вычислить по приводимым в паспорте номинальной мощности и номинальной скорости вращения двигателя :
Приведенный к валу двигателя момент сопротивления, Нм,
где и η - передаточное отношение передачи,
- КПД передачи,
Определение времени ускорения и замедления эп
Время ускорения или замедленияэлектропривода от частоты вращения доопределяется путем интегрирования уравнения движенияэлектропривода:
В простейшем случае, когда , ,, получим:
В частном случае, при пуске двигателя до частоты вращения , время пуска, определяется выражением:
Режимы работы эп Нагрев и охлаждение двигателей в эп
При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки, происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь , времени нагрева , теплоемкости и теплоотдачи двигатели . Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:
где - превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают как правило равной +40 °С.
Решение этого уравнения дает зависимость изменения превышения температуры двигателя во времени. Зависимости имеет экспоненциальный характер (рис. 17.2):
где: - установившееся превышение температуры, °С;
- начальное превышение температуры, °С;
- постоянная времени нагревания:
, с
|
Рис. 17.2. Кривые нагрева и охлаждения электродвигателя
Номинальные режимы работы электродвигателей
Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: длительный (обозначается символом S1), кратковременный (S2) и повторно-кратковременный ( S3).
Длительный - это режим, в котором превышение температуры двигателя достигает установившегося значения. Длительный режим подразделяют на два вида: а) режим с постоянной нагрузкой и б) режим с переменной нагрузкой. К типу а) относятся электропривод вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б) электропривод поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.
Режим работы электропривода отражают при помощи нагрузочных диаграмм (НД), которые представляют собой зависимость мощности момента или тока двигателя от времени .
Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 17.3.
Рис. 17.3. Нагрузочные диаграммы для длительного режима
с постоянной нагрузкой (а) и с переменной нагрузкой (б)
В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладиться до температуры охлаждающей среды (рис. 17.4, а). В этом режиме работают электропривода шлюзов, задвижек нефте- и газопроводов и др.
Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева для кратковременного режима работы
Повторно-кратковременным называют режим, в котором кратковременные периоды включения двигателя чередуются с периодами пауз, причем в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды. Примеры нагрузочных диаграмм и кривых нагрева для этих режимов приведены на рис. 17.4.
Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева для повторно-кратковременного режима работы
Свойства двигателей в повторно-кратковременном режиме зависят от продолжительности включения (ПВ). Как видно из диаграммы на рис. 17.4, б, двигатель нагружен в течение времени , а в течение времени следует пауза. Их сумма составляет время цикла .
ПВ - это величина равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемая в процентах:
ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя.
Двигатель мощностью с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. Мощность , на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближенным соотношением: