Уравнение движения электропривода

Разглядим простейшую механическую систему, состоящую из вращающейся части мотора (ротора либо статора - РД) и рабочего органа (РО) механизма, имеющего вращательное движение, присоединенного конкретно к валу мотора (набросок 4.1). В системе действуют два момента – момент, развиваемый движком МД и момент статической нагрузки МС, в который входят момент, создаваемый рабочим органом механизма Уравнение движения электропривода и моменты трения. Эти моменты характеризуются величиной и направлением деяния. Если МД и МС действуют в направлении движения, их именуют движущими, если их знаки обратны знаку скорости, моменты именуют тормозящими. В согласовании с принципом Деламбера, совместное действие МД и МС обусловит величину и символ динамического момента (J-момент инерции), определяющего ускорение системы. Таким макаром Уравнение движения электропривода, уравнение движения системы в общем случае имеет вид

. (4.1)

Проведем простой анализ уравнения (4.1) для двигательного режима работы ЭП, когда

. (4.2)

При МД > МС dω/dt > 0 имеет место режим ускорения привода, при МД < МС dω/dt < 0 и имеет место режим замедления привода, а при МД = МС динамический момент и ускорение равны нулю. 1-ые два Уравнение движения электропривода режима именуют переходными, а последний – установившимся (стационарным).

Работа электродвигателя характеризуется последующими основными величинами:

• М – электрический момент, развиваемый электродвигателем, Н·м;

•Мc – момент сопротивления (нагрузка, статический момент), создаваемый производственным механизмом, Н·м,

• Iя – ток якоря электродвигателя, А;

• U – напряжение, приложенное к якорной цепи, В;

• Е – электродвижущая сила (ЭДС) машины неизменного тока (для Уравнение движения электропривода электродвигателя ее именуют противоЭДС, потому что в электродвигателе она ориентирована навстречу напряжению U и препятствует протеканию тока);

• Ф – магнитный поток, создаваемый в электродвигателе при протекании тока возбуждения по ОВ, Вб;

• Rя – сопротивление цепи якоря, Ом;

• ω – угловая частота (скорость) вращения якоря

• Р – мощность мотора, Вт.

Различают механическую (полезную) мощность на валу Уравнение движения электропривода мотора -Рмех

Рмех = М · ω , (4.3)

и полную (электронную) мощность

Рэл = U · Iя ; (4.4)

Из уравнений электромеханической и механической черт электродвигателя неизменного тока с независящим возбуждением:

; ,

где С = кФ , следует, что вероятны три главных метода регулирования угловой скорости (см. набросок 4.1):

а) конфигурацией напряжения UЯ, подводимого к якорю;

б) конфигурацией сопротивления цепи Уравнение движения электропривода якоря мотора переменным дополнительным резистором RД;

в) конфигурацией тока возбуждения IВ (воздействие на величину магнитного потока, коэффициент - С).

Набросок 4.1-Схемы включения электродвигателя для главных методов регулирования.

Вид обычных электромеханических и механических черт, приобретенных в этих схемах регулирования, представлен на рисунке 4.2.

Набросок 4.2- Механические и электромеханические свойства для 3-х методов регулирования: а) регулирование Уравнение движения электропривода напряжением на якоре мотора; б) регулирование дополнительным резистором в цепи якоря; в) и г) регулирование током возбуждения, электромеханические и механические.

Принцип частотного регулирования скорости АД и СД

Скорость вращения ротора асинхронной и синхронной машин находится в зависимости от частоты питающей сети. При всем этом синхронная скорость ( когда скорость вращения ротора равна Уравнение движения электропривода скорости вращения поля статора) определяется известной формулой

либо

где f - частота питающей сети;

р – число пар полюсов определенного электродвигателя;

ω0 - скорость вращения в рад/сек;

n0 - тоже в об/мин.

Отсюда просто определяется синхронная скорость при известной частоте сети. Так, если f = 50 Гц то при одной паре полюсов Уравнение движения электропривода n0 = 3000 об/мин, две пары n0 = 1500 , 3р n0 = 1000 и тд. На рисунке 1 приведен пример механических черт АД и СД при 2-ух частотах f1 и f2.

n

СД

n0

АД

n01

Набросок 4.3

Понятно, что если мы будем поменять частоту сети то будет и регулироваться скорость мотора. При понижении частоты сети и постоянном напряжении Уравнение движения электропривода начнет возрастать ток мотора. Разумеется, что нужно сразу снижать и напряжение на движке, в тоже время, беря во внимание нрав нагрузки. Эти вопросы решены основателями частотного регулирования ( Костенко и др.). Получены формулы законов частотного регулирования для разных типов устройств .

1. Для устройств с неизменным моментом нагрузки отношение напряжения статора к частоте для всего спектра Уравнение движения электропривода регулирования должно оставаться неизменным

U / f = const

2. Для устройств с вентиляторной нагрузкой (турбо-механизмы) этот закон выражается последующей формулой

U / f2 = const

В частотно- регулируемых электроприводах ЧРП, система управления предугадывает реализацию данного закона управления.


uravnenie-so-mnozhestvom-neizvestnih.html
uravnenie-svobodiproizvoditelnosti.html
uravnenie-v-polnih-differencialah.html