11 Структ урные схемы электропривода

Для выполнения расчетов, связанных с оценкой статических и динамических характеристик электропривода, нужно составить структурную схему силовой части электропривода и рабочей машины.

Структурные схемы составляются на основе дифференциальных уравнений звеньев, записанных в абсолютных и относительных единицах. Запись уравнений в относительных единицах позволяет упростить запись самих уравнений и последующие расчеты. В качестве базовых величин рекомендуется принимать:

1. Для напряжений и токов в цепях обмоток двигателей, момента двигателя – их номинальные значения

2. Для скорости вращения двигателя – скорость идеального холостого хода при номинальном магнитном потоке и напряжении питания обмоток двигателя

3. Для частоты напряжения двигателя переменного тока частоту 50 Гц питающей сети.

Структурная схема механической части электропривода

Механическая часть электропривода включает в себя движущиеся массы двигателя, передачи и рабочей машины. Структурные схемы механической части должны учитывать упругие связи и распределение моментов инерции между двигателем и рабочей машиной. Многомассовые упругие системы чаще всего сворачиваются в двухмассовые системы с присоединением малых маховых масс к звеньям механической части, обладающих большими маховыми массами, т.е. к ротору двигателя и рабочей машины.

Дифференциальные уравнения, описывающие поведение двухмассовой упругой системы, без учета диссипативных сил и зазоре в передачи, имеют вид:

(11.1)

Продифференцировав во времени последнее уравнение, перепишем систему дифференциальных уравнений. Оставим в левой части члены уравнений, содержащие производные. Положим также, что

Принимаем в качестве базовых величин номинальные данные двигателя:

Получим систему дифференциальных уравнений в о.е.

(11.2)

-

- -

а)

-

б)

Рисунок 14 – Структурные схемы:

а) двухмассовой упругой системы;

б) идеа льно жесткой механической системы

Коэффициенты при производных представляют собой постоянные времени:

двигателя ; (11.3)

упругого звена ; (11.4)

рабочего органа ; (11.5)

Структурная схема двухмассовой упругой системы представлена на рисунке 14.а.

Главные инерционные массы, представленные интегрирующими звеньями с постоянными времени Т_ДВ и Т_РО, разделены интегрирующим звеном с постоянной времени Т_С.

В идеально жесткой механической системе Т_С = 0 и структурная схема механической части преобразуется в интегрирующее звено (см. рисунок 14.б) с механической постоянной времени

. (11.6)

Структурные схемы электропривода

Полная структурная схема электропривода включает в себя структурные схемы составных частей: механической части электромеханического преобразователя энергии, электрического преобразователя и задающего устройства.

Структурная схема для рабочего участка механической характеристики АД при работе от цехо вой сети также включает в себя структурные схемы механической части и электромеханического преобразования энергии. Параметры и Т_Э рассматриваются для каждой характеристики.

Система магнитный конроллер – асинхронный двигатель МК – АД

Система МК – АД обеспечивает работу АД с ФР при питании цепей статора от цеховой сети. С помощью магнитного контроллера осуществляется пуск двигателя в 1 – 2 – 3 ступени по правильной пусковой диаграмме с контролем пуска по скорости или по времени. Система обеспечивает торможение двигателя в одну ступень.

Основные уравнения, решаемые в программе READ:

(11.7)

Структурная схема системы МК – АД, построенная на основании приведенной системы алгебраических и дифференциальных уравнений приведена на рисунке 15.

Рисунок 15 – Стру ктурная схема МК – АД (программа READ)