Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Переходных процессов электроприводов

Читайте также:
  1. I.I. Влияние на работоспособность периодичности ритмических процессов в организме.
  2. Автосинхронизация процессов в суперсистемах
  3. Адсорбция. Классификация адсорбционных процессов.
  4. Анализ инфляционных процессов в России на современном этапе.
  5. Аналитический метод исследования переходных процессов электропривода на базе математической модели двигателя постоянного тока
  6. Аудит бизнес-процессов
  7. ВИДЫ СОЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

 

Для определения способов снижения потерь в переходных режимах рассмотрим пример пуска вхолостую асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. На рис.9.2,а представлена механическая характеристика двигателя с большими пусковым и критическим моментами, которую можно без существенной погрешности аппроксимировать прямоугольной – со средним моментом пуска Mср и нулевым скольжением.

Процесс пуска вхолостую при этом будет протекать с постоянным ускорением εпср/J =const и временем пуска tп0/ εп=J· ω0/ Мср.

Потери в роторной цепи при пуске по уравнению (9.28) составят:

(9.29)

На рис.9.2,б показаны переходные процессы изменения электромагнитной мощности, передаваемой ротору, мощности на валу и мощности потерь при пуске со средним моментом Мср.

Электромагнитная энергия (без постоянных потерь), переданная ротору за время пуска Wэмср·ω0·tп=J·ω20 на рис.9.2,б показана пропорциональной площадью прямоугольника.

Механическая энергия на валу двигателя в конце пуска определяется запасенной кинетической энергией W2= J·ω20 /2.

а) б)

Рис.9.2 Характеристики асинхронного двигателя:

а) – механические; б) - переходные процессы изменения мощностей

 

Потери энергии, как интеграл по времени от мощности скольжения, равны значению кинетической энергии и показаны на рис.9.2,б пропорционально заштрихованной площадью. Наглядно видно, что половина потребленной за время пуска энергии затрачена на увеличение запаса кинетической энергии в движущихся массах привода, а вторая половина выделилась в виде потерь скольжения на сопротивлениях роторной цепи.

Если выполнить пуск двигателя с рассмотренной механической характеристикой со сниженным вдвое пусковым моментом, электромагнитная мощность и ускорение привода снижаются вдвое, а время пуска вдвое возрастает, как показано на рис.9.2,б. Потребление энергии и потери в роторе двигателя (потери скольжения) не зависят от пускового момента двигателя.

Существуют 3 основных способа снижения потерь энергии при пуске двигателей:

1. Снижение момента инерции

Так как потери энергии в переходных процессах электропривода зависят от запаса кинетической энергии, запасаемой в механической части электропривода, то снижение кинетической энергии электропривода Wкин=J·ω02/2 возможно за счет снижения суммарного приведенного к валу двигателя момента инерции J.

При неизменном моменте инерции механизма следует выбирать двигатели с якорем (ротором) большей длины и меньшего диаметра –двигатели краново-металлургической серии. Возможно применение двухдвигательного электропривода с двумя двигателями половинной мощности.

2. Замена тормозных режимов более экономичными

Как было установлено в предыдущем разделе, тормозные режимы значительно отличаются один от другого потерями энергии. Так, например, торможение протививключением следует в целях снижения потерь заменять способами димнамического торможения или заменять механическим способом.

3. Снижение синхронной скорости вращения двигателя

При этом пуск осуществляется ступенчатым изменением скорости идеального холостого хода. Так, например, в многоскоростном асинхронном двигателе, как показано в разделе 5.5, переключением обмоток фаз статора при пуске по схеме «звезда – двойная звезда» можно вдвое уменьшить число пар полюсов, т е. ступенчатым образом увеличить вдвое синхронную скорость поля с w0 до 2w0.

В электроприводе с двигателями постоянного тока с независимым возбуждением возможно изменение схемы включения якорных цепей с последовательной на параллельную при неизменном номинальном потоке возбуждения, как описано в разделе 8.2.1.

На рис.9.3 показаны переходные процессы изменения мощности потерь скольжения при пуске с изменением синхронных скоростей вращения.

Рис.9.3 Переходные процессы при пуске со ступенчатым

изменением синхронных скоростей вращения двигателя

 

При пуске вхолостую за время tп/2 до скорости ω=0,5ω0 электромагнитная мощность равна Рэмср· (0,5ω0), а потери энергии за этот период составят:

На втором участке пуска синхронная скорость увеличивается до ω0. На этом участке ωнач=0,5 ω0 и ωкон = ω0, поэтому в соответствии с (9.17) или (9.24) потери также составят и суммарные потери за время ступенчатого пуска будут равны 0.5Wкин, т.е. вдвое меньше, чем при прямом пуске.

4. Непрерывное управление скоростью идеального холостого хода

Если пренебречь электромагнитной инерцией, момент двигателя постоянного тока или асинхронного двигателя в пределах линейной части механической характеристики можно формировать в переходном процессе, управляя соответственно напряжением на якоре или частотой тока статора:

М=β(ω0 – ω).

Для этого используют простой способ управления - переходные процессы электропривода при линейном нарастании ω0, рассмотренные в разделе 7.4. Такой процесс пуска вхолостую представлен на рис.7.7, где показаны зависимости ω0(t), ω(t), M(t).

При работе в пределах линейной части механической характеристики мощность потерь в цепи якоря или ротора асинхронного двигателя определяется соотношением ∆Р2эм - Р2=М·ω0 - М·ω=М2 (рис.9.4,а).

На рис.9.4,б показаны переходные процессы мощностей при прямом пуске двигателя с идеальной (прямоугольной) механической характеристике. На рис.9.4,в для сравнения показаны переходные процессы холостого режима пуска двигателя, соответствующие рис.7.7, при линейном изменении w0. Для упрощения анализа потерь при пуске двигателя в уравнениях ω0(t), ω(t), M(t) принято, что t1>>Tм, тогда момент двигателя изменяется скачком в пределах 0-Мп-0, а скорость двигателя по линейному закону без учета влияния Tм , т.е. с постоянным ускорением (ε=ε0=const)/

а) б) в)

Рис. Механические характеристики (а)

и потери при прямом (а) и плавном (б) пуске

 

При прямом пуске, как уже отмечалось, потери энергии в якорной или роторной цепи определяется площадью заштрихованного треугольника на рис. 9.4,б, и составляют ∆W2=J·(ω0)2/2.

При плавном пуске потери определяются площадью заштрихованной фигуры на рис.6.5,в:

(9.30)

Следует отметить, что выражение (9.30), полученное при аппроксимации реальной кривой скорости (см. рис.7.7) прямой линией справедливо лишь при t1 >> Tм; при иных условиях следует использовать более точные модели.

Таким образом, уменьшая e, т.е. увеличивая время переходного процесса и снижая момент, можно управлять потерями энергии, снижая их до любой требуемой величины.

При определении потерь энергии в цепях якоря или ротора двигателя в переходных режимах под нагрузкой (Мс¹0) уравнения оказываются громоздкими, неудобными для практического использования. Для оценки влияния статической нагрузки можно принять, что в сравнении с режимом переходного процесса при Мс=0 переходный процесс под нагрузкой отличается лишь длительностью. При М=Мп=const время пус

Время пуска под нагрузкой

торможения под нагрузкой

Потери энергии при пуске и торможении под нагрузкой можно определить (9.31)

 


Дата добавления: 2015-07-15; просмотров: 263 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Общие сведения | Особенности энергетики вентильных электроприводов | Потери в установившихся режимах | Потери в асинхронном двигателе | Потери энергии в электроприводе с ДПТ НВ | Нагрев и охлаждение двигателей | Нагрузочные диаграммы электропривода | Номинальные режимы электродвигателей | S7 - Перемежающийся номинальный режим с частыми реверсами и электромеханическим торможением. | Режиме работы |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Энергетика переходных режимов асинхронного электропривода| Постановка задачи выбора мощности электропривода

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)