Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2017-12-09 | 288 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Преобразователи
Общие понятия об электроприводах
Электроприводом (ЭП) называется совокупность устройств, служащих для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот, управления процессом преобразования, контроля и защиты оборудования.
Кроме электродвигателя в состав ЭП могут входить коммутационные устройства, электропреобразователи передаточного механизма, система управления.
На основе внешнего сигнала управления управление работой КУ и ЭлПР
Проектирование и анализ режимов работы привода всегда основывается на анализе технического механизма.
Классификация ЭП:
1) по роду тока:
- ЭП переменного тока;
- ЭП постоянного тока;
2) по роду передаточного устройства:
- редукторный;
- безредукторный;
3) по типу распределения механической энергии:
- индивидуальный;
- взаимосвязанный (2 или более приводят в действие 1 механизм);
4) по уровню автоматизации:
- неавтоматизированный (управляется оператором);
- автоматизирований (задание осуществляет оператор, ЭП поддерживает необходимые величины на заданном уровне);
5) по степени управления:
- нерегулируемый ЭП (работает с одной скоростью);
- регулируемый (за счет включения в состав ЭП преобразующего устройства возможно плавное регулирование скорости в определенном диапазоне)
Тенденция развития ЭП
Тема 2. Механика ЭП
Основные величины, используемые при анализе ЭП
n - [об мин] – частота вращения;
w [рад/с] или [с-1] - угловая частота вращения;
М [Н*м] - момент;
[кг м2] – момент инерции (GD2).
Механика ЭП
1= m a Q = 0 F1= -F2
S→φ [рад] V→w Q→ε
М1=-М2
Механическая часть ЭП описывается уравнением движения:
Поскольку обычно рассматривается работа индивидуального ЭП, I= const, то уравнение движения имеет вид:
– момент, развивающий двигатель;
– системный момент нагрузки
Для двигательного режима знак «-»
Если двигатель работает с установленной скоростью, w=const, Мд=Мс (статический режим работы).
Если Мд>Мс >0 – ЭП разгоняется.
Если Мд<Мс <0 – ЭП затормаживается.
Переходные процессы в механической системе ЭП
Из уравнения движения при упрощении анализа переходного процесса можно рассчитать время, за которое скорость изменяется из одного в другое состояние.
Мд - Мс → Δt=
Δt1= Δt3=
Рис.ХХ Тахограмма
Механические характеристики рабочих машин
Механической характеристикой рабочей машины называется зависимость момента сопротивления от угловой частоты вращения Mc=f(w)
Выражение в общем виде для описания большинства моментов сопротивления, создаваемых рабочими машинами, описывается уравнением:
Где: My – номинальный момент
Мо – момент ХХ
α – показатель степени, определяющий характер момента сопротивления;
1. α=0
Мс=Мн
1.1.Активная характеристика момента сопротивления создаётся весом груза в подъемном устройстве, при этом знак момента не зависит от знака скорости.
1.2.Реактивная характеристика момента сопротивления создается силой трения; знак момента зависит от знака скорости.
При активном характере момента вес груза направлен вниз и момент сопротивления всегда направлен в одну сторону. При подъеме груза Мс противодействует, а при спуске способствует.
При реактивном Мс всегда противодействует Мд
2. α =1 Генераторы систем Г-Д
3. α= -1 Характеристика с постоянной мощностью
Электрифицированный транспорт,
4. α> 1 Турбомеханизмы
Вентиляторы α= 2;
Насосы α=2,5-3;
Компрессоры α=4
5. Циклический характер момента сопротивления
Приведение моментов сопротивления к валу двигателя
w∂>wрм
Операция приведения осуществляется на базе баланса мощностей
- двигательный режим
- генераторный режим
Д.З. №1. Привести момент сопротивления к валу двигателя для кинематической схемы с параметрами:
m= 10 кг Rб=0,15 м V= 0,5 м/с i =φ ηn=0.38
Рис. --
Мд=Мсэ -?
Wд -?
Приведение момента инерции и масс к валу двигателя
Приведение момента инерции и масс осуществляется на базе баланса кинетической энергии в системе.
Пример: для рис. --
Уравнение приведения моментов инерции в общем виде:
1. Pд = Мд wд
2. wд
Эквивалентный момент инерции, который воспринимает двигатель как момент инерции всей системы, получается из приведенной системы:
Д.З.2.
Дано:
m=10 кг
Rб=0,15 м
V = 0,5 м/с
i = 4
ŋn = 0.98
Механические характеристики двигателей.
Статическая устойчивость совместной работы ЭП и рабочего механизма
Под статической характеристикой понимают зависимость скорости от момента двигателя w=f(M∂) M∂=Mc
Для большинства электродвигателей (кроме синхронного) скорость вращения уменьшается при увеличении нагрузки на валу
w0- скорость идеального ХХ
1) статическая ошибка по скорости
2) статизм
3) жесткость механических характеристик
Характеристики двигателя делятся на:
1) абсолютно жесткие характеристики ׀ β ׀ =∞ (синхронный двигатель);
2) жесткие характеристики ׀ β ׀ ≥10 (асинхронные двигатели и двигатели постоянного тока независимого возбуждения);
3) мягкие характеристики ׀ β ׀ <10 (двигатели постоянного тока последовательного возбуждения).
4) Абсолютно мягкие мех. Характеристики
Установленный режим работы двигателя с рабочей машиной возможен только в точке пересечения их механических характеристик.
Критерии устойчивой совместной работы: если βд- βрм<0, то режим совместной работы устойчив.
Для этих характеристик т.1 является устойчивой точкой совместной работы, а т.2 – неустойчивой.
Д.З. №3. Определить устойчивость совместной работы.
Режимы работы ЭП
Любой ЭП работает либо в двигательном, либо в генераторном режиме. В общем случае механическую характеристику можно разделить на 4 квадрата:
1 и 3 – двигательный режим;
2 и 4 – генераторный режим.
Двигательный режим:
Рс – мощность, потребляемая из сети;
Рв – мощность, отдаваемая на вал;
ΔР – потери в двигателе.
1.1 Пусковой режим или режим КЗ
w=0 M=Mn=Mкз
1.2 Режим холостого хода.
w=w xx M=M xx M xx ≈(0,01÷0,05)Mн Мс=0
1.3 Режим идеального ХХ
w=w0 Mc=-M xx
2. Генераторное торможение с отдачей энергии в сеть (рекуперативное торможение).
w>w0
M∂<0
ДР→Мд-Мс=0
РТ→-Мд+Мс
3. Торможение-противовключением.
w>w0 w<0
M>Mn
4. Динамическое торможение.
Совместная работа устойчива.
Характеристика двигателей постоянного тока независимого возбуждения
Схема замещения якорной цепи ДПТ
ДП – дополнительный полюс
Е- противо ЭДС вращения двигателя
Магнитный поток Ф [Вб]
n – [об/мин]
Уравнение для анализа характеристик ДПТ НВ в статических режимах используем второе уравнение Кирхгофа для схемы замещения:
для статического режима Iя = const
Uя=
w=f(Iя)
уравнение механических характеристик ДПТ НВ
r wsp:rsidR="00000000" wsp:rsidRPr="002135B4"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="850" w:right="850" w:bottom="850" w:left="1417" w:header="708" w:footer="708" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>">
Допустимые токи для ДПТ общепромышленного назначения:
Допустимые значения токов якоря определяются условиями коммутации в коллекторно-щеточном узле. По этой причине пуск ДПТ НВ при подаче номинального напряжения на якорь является недопустимым режимом.
Естественной называется такая характеристика, которая получается при отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря и работе с номинальным напряжением и магнитным потоком. При изменении этих условий характеристика становится искусственной.
Паспортные или номинальные данные
Uян=[В], Рн[Вт], η[%], Іян[А], Рн=Uян∙Iян∙η, n[об/мин], Uнов[В]
S(S1÷S8)
Расчет недостающих параметров
1)
2) ДПН НВ α=0,25-0,5
3)
4)
5)
6)
Поскольку характеристики ДПТ НВ представляют собой прямую, то достаточно 2 точки для её построения.
1) w=w0 М=0
2) w=wн М=МН
Д.З. Для электродвигателя с параметрами Р=1,1 кВт, Uяк =220 В; ŋн=0,8, nн=2000 об/мин рассчитать недостающие параметры α =0,5
- построить естественные электромеханические и механические характеристики;
- на естественной характеристике найти скорость
- построить искусственную характеристику при введении в цепь якоря добавочного сопротивления
- на искусственной характеристике найти
1)
2)
3)
4)
5)
Тормозные режимы ДПТ
Тормозные режимы используются для быстрой остановки и изменения направления вращения двигателя, а также создания тормозного момента в подъемных и прочих механизмах.
Характеристика является продолжением характеристики в двигательном режиме, если w>wo
Eя>U Iя<0
Этот режим возможен:
- в подъемных механизмах и электротранспорте (при активном характере момента сопротивления);
- при переходе с одной характеристики на другую;
Для реализации этого вида торможения необходимо, чтобы источник питания позволял протекание тока в обратном направлении.
2. Динамическое торможение осуществляется путем отключения якоря от источника питания и замыкания якорной цепи на добавочное сопротивление.
Для ДПТ ПВ режим динамического торможения может быть осуществлен 2 способами:
- при независимом подключении обмотки возбуждения;
- в режиме самовозбуждения.
При переводе в режим динамического торможения обмотку возбуждения ДПТ ПВ необходимо реверсировать или обмотка возбуждения включается в диагональ диодного моста.
3. Торможение противовключения – ТПВ при активном характере момента сопротивления Мс→акт.
Осуществляется введением большого добавочного сопротивления.
- ТВП при реверсе скорости двигателя
Реверс осуществляется путем изменения полярности напряжения якоря или напряжения обмотки возбуждения с введением добавочных сопротивлений.
Задача по АД
Расчет и построение статистических характеристик АД
Начальные данные
Расчет недостающих параметров
1. u= =308,5с-1
c-1
no=
Если nu=1400, то nu=1500
2. Мu=
R1=0,057 Ом
R2=0,042 Ом
X1=0,2 Ом 3. =
X2=0,24 Ом 4. Мкрит. и Sкрит.
Sкрит. = Su( (2,5+ =0,083
-380/220
r wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="850" w:right="850" w:bottom="850" w:left="1417" w:header="708" w:footer="708" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> или
Sкрит=
Mкрит.=Мu = 445,7 H
Или
Мкрит.= = =435,9 Нм
5.
6.
Тема 1. Введение в электропривод
ЭлП – электр. преобразователь;
ЭМ – электр. машина;
МП – мех. Передача;
РМ – рабочая машина;
КА – коммутационная аппаратура;
ЭСС – электроснабжающая сеть;
БД – блок датчиков;
СУ – система управления;
U3 – напряжение задания;
Электропривод – электромеханическая система (ЭМС) состоящая из электрических и механических элементов предназначенных для осуществления управляемого процесса обратимого преобразования электрической энергии в механическую и передачи ее исполнительному органу рабочей машины для приведения ее в движение.
Классификация электроприводов:
1. По роду приводного двигателя
- Электронные машины постоянного тока.
- Электронные машины переменного тока.
2. По способу распределения механической энергии:
- Групповой электропривод (обеспечивает движение исполнительных органов нескольких рабочих машин; передача механической энергии и ее распределение произв. с помощью трасмисии механической);
- Индивидуальный
- Взаимосвязанный (содержит 2 или больше механических связанный между собой эл. двигателя);
3. По возможности регулирования скорости ЭП
- регулируемый ЭП (обеспечение различной скорости вращения рабочей машины)
- нерегулируемый ЭП (обеспечение движения рабочей машины с одной рабочей скоростью);
4. По степени управляемости:
- программно-управляемый ЭП (управляемые в соответствии с заданной программой);
- следящий ЭП (автоматически отрабатывает движение рабочей машины с определенной точностью в соответствии с меняющимися произвольно меняющимся сигналам);
- адаптированный ЭП (автоматически меняет структуру или параметры системы при изменении условий работы с целью выбора оптимального решения)
5. По роду передаточного устройства:
- редукторный
- без редукторный
6. По уровню автоматизации:
- не автоматизированный (все режимы работы ЭП задаются оператором);
- автоматизированный (оператором задается необходимый режим работы, функциями ЭП является поддержание задонного режима роботы);
- автоматический (без оператора)
Общие требования к электроприводу
- Надежность (способность объекта выполнять свои функции в течении определенного промежутка времени).
- Точность (способность реализовать заданный технологический процесс).
- Энергетическая эффективность (КПД, потребляемая мощность).
- Ресурсоемкость (учитываем стоимость материалов в ЭП, трудоемкость при монтаже, наладке и эксплуатации).
Основные направления развития ЭП
Классификация и режимы работы производственных
машин и механизмов
- Подъемно-транспортные машины (лифты, конвейеры, краны подъемные, эскалаторы, канатные дороги).
- Землеройные машины (одноковшовые экскаваторы, дреглайны, роторные экскаваторы).
- Машины для транспортировки жидких средств и грузов (насосы центробежные и поршневые, гидротурбины, вентиляторы, компрессоры).
- металлорежущие станки (токарные, фрезерные, шлифовальные).
2. Область применения.
3. Конструктивное исполнение. Механизмы выполняют однотипную рабочую операцию, имеют различные конструктивные особенности (шахтерская подъемная установка имеет специфические конструктивные отличия от лифта).
4. Характер технологического процесса:
- Механизм циклического действия (подъемные краны, лифты, экскаваторы).
- Механизмы непрерывного действия (насосы, компрессоры, эскалаторы, конвейеры, вентиляторы).
ТПМ – типовые промышленные механизмы
- Механизмы непрерывного транспорта (цепные конвейеры, канатные дороги, эскалаторы) предназначены для перемещения грузов или пассажиров в строго определенном направлении на ограниченное расстояние. Конвейеры применяются во всех отраслях промышленности для непрерывного перемещения без остановок на разгрузку или загрузку насыпных грузов. Основной характеристикой является его производительность:
,
V – скорость передвижения рабочего органа;
m – масса ------------------
S – площадь поперечного сечения слоя материала. Наибольшую производительность имеют конвейеры в горнорудной отросли. Режимы их работы наиболее тяжелы – перепады температур и влажность, большая запыленность
Канатные дороги – подвесные конвейеры, где тянущими и несущими элементами являются канаты (маятниковые и кольцевые, грузовые, транспортные и отвесные)
Эскалатор – это наклонный цепной конвейер, предназначенный для перемещения людей с одного к другому уровню.
Мощность электродвигателя:
,
K3 – коэффициент запаса 1.1 – 1.3
Fcm – сила сопротивления движения
Pэд > Ppacr
При выборе электродвигателя к конвейерным установкам необходимо учитывать большие моменты при трогании механизма, обеспечение требований надежности и экономичности работы.
Подъемные краны
Классификация подъемных кранов.
Режимы работы подъемных кранов повторно кратковременные:
Л – легкий режим с ПВ (продолжительность включения) (до 60 включений в час).
С – средний режим с ПВ = 25% (до 120 вкл. В час)
Т – тяжолый режим с ПВ = 40% (до 240 вкл. В час)
ВТ – весьма тяжолый режим с ВП = 60% (до 600 вкл. В час)
Основными механизмами крана являются: механизм подъема, механизм перемещения тележки и механизм перемещения крана.
График нагрузки механического подъема состоит из 4-х участков: подъем и опускание, с грузом и без груза.
Для механизмов перемещения характерно 2 участка: робота с грузом и без него.
Электропривод крановых механизмов выполняется на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (КЗР) и фазным ротором (ФР) и на базе двигателей постоянного тока (ДПТ)
Ррасч= ,
m – текущая масса груза; m0 – масса крана без груза;
Vп – номинальная скорость подъема груза;
– КПД передачи;
Pэд > Ppacr;
Требования к электроприводам
Установленные тяжелые грузы – значит, сложнее, чем легкие. Посадочные скорости должны быть небольшие. Поэтому необходимо изменять и регулировать частоты вращения двигателя.
ЭП подъемных установок
(лифты, шахтные подъемники)
Лифты бывают пассажирские, грузовые и грузопассажирские.
Пассажирские: тихоходные, быстроходные, скоростные, высокоскоростные. В тихоходных и быстроходных используются двигатели переменного тока, в остальных – постоянного тока.
Лифт имеет 2 основных механизма: механизм подъема и механизм открывания дверей.
Требования к ЭП лифтов
ЭП экскаваторов
Экскаватор одноковшовый – это самоходная выемочно-погрузочная машина используемая при земельных роботах, строительстве.
Классификация:
Основными механизмами экскаватора являются: механизме подъема, напора, поворота, передвижения.
Режим работы механизма характерен частыми пусками, реверсом, быстрыми разгонами и остановками, резкими толчками и пиками нагрузки.
Требования к ЭП экскаваторов
1. Простота и максимальная надежность.
2. Ограничение момента и тока допустимое значениями во всех режимах роботы.
3. Регулировка скорости в диапазоне (4÷6)÷1.
4. Ограничение динамических нагрузок в механическом оборудовании.
[кВт]
F – сила сопротивления
Содержание контрольной роботы
Тема: Электромеханическое оборудование и режимы работы технологические механизмы.
Преобразовательные устройства в системах электропривода.
Электрические преобразователи служат для изменения параметров напряжения, подаваемого на двигатель. Для ЭП постоянного тока это преобразователи, позволяющие изменять уровень среднего значения напряжения, подаваемого на якорь двигателя или обмотку возбуждения. Для ЭП переменного тока преобразователи изменяют амплитуду и частоту основной гармоники напряжения.
- диод
- тиристор
Для открытия тиристора должно быть выполнено 2 условия:
1) к нему должно быть приложено прямое напряжение;
2) подача напряжения на управляющий -----------
Тиристор – это наполовину управляемый силовой ключ (закрывается, когда напряжение между А и К изменено на обратное).
В ЭП широко используется транзисторная техника. В ЭП транзисторы работают только в ключевом режиме.
Преобразователи
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!