Файл: Методические пособие.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова"

Кафедра ЭиАПУ


Методические пособие

для студентов заочной формы обучения

По дисциплине: “Электропривод”

Магнитогорск

2013г.

Содержание

---

---

1.Основное уравнение движения электропривода.

Для электромеханической системы в любой момент времени должно выполняться условие баланса мощностей:



где - мощность, отдаваемая двигателем на вал;

- мощность статических сил сопротивления;

- динамическая мощность, идет на изменение кинетической энергии в процессах, когда изменяется скорость двигателя.

В свою очередь уравнение для кинетической энергии запишется:



Или для динамической мощности:



Если и меняются во времени, то получим:



Приравняв значения мощностей, получим:



Эта зависимость является уравнением движения электропривода. Для большинства механизмов . Тогда уравнение примет вид:



Проанализируем это уравнение:

1. 
   Пусть момент, развиваемый двигателем, больше статического М > М_СТ. Значит имеет положительный знак. Это соответствует разгону двигателя и увеличению кинетической энергии электромеханической системы.
   
2. 
   М < М_СТ. Ускорение отрицательно. Идет торможение привода.
   
3. 
   М = М_СТ. Ускорение равно нулю. Это соответствует установившемуся режиму: либо двигатель стоит, либо вращается с постоянной скоростью.
   

---

Основное уравнение движения электропривода является основой всех инженерных расчетов. На его основе производится расчет, например, диаграммы двигателя, выбирается двигатель, рассчитываются пусковые моменты и токи, оценивается динамика электропривода.

2.Основные понятия об устойчивости электропривода.

Устойчивость электропривода определяется при сравнении механической характеристики двигателя и механической характеристики исполнительного механизма ( и ). Рассмотрим на примере АД.



Рассмотрим для трех механических характеристик исполнительных механизмов:

1. 
   .
   

В этом режиме двигатель преодолевает момент нагрузки и момент механических потерь. Режим работы устойчивый.

2. 
   .
   

В таком режиме мы имеем две точки пересечения (2 и 3). Устойчивой является скорость . Потому, что небольшое отклонение скорости компенсируется изменением момента противоположного знака ( w  M или  w   M).

Для точки 3  w   M.

3.Определение времени пуска и торможения электропривода

Время пуска можно определить исходя из основного уравнения движения электропривода:

.

Выделим из этого уравнения составляющую времени:

;

Проинтегрировав это выражение получим:

.

Данным уравнением определяется время нарастания скорости от 0 до конечной (установившейся).

Время торможения может быть вычислено по следующей формуле:

---

4.Тепловые режимы работы электропривода. Особенности расчета и выбора мощности электродвигателей в различных тепловых режимах.

Режим работы электрической машины – это установленный порядок чередования периодов, характеризуемых величиной и продолжительностью нагрузки, отключений, торможения, пуска и реверса во время ее работы.

1. Продолжительный режим S1 – когда при неизменной номинальной нагрузке работа двигателя продолжается так долго, что температура перегрева всех его частей успевает достигнуть установившихся значений . Различают продолжительный режим неизменной нагрузкой (рисунок 1) и с изменяющейся нагрузкой (рисунок 2).

2. Кратковременный режим S2 – когда периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя (рисунок 3). При этом периоды работы двигателя настолько кратковременны, что температуры нагрева всех частей двигателя не достигает установившихся значений, а периоды отключения двигателя настолько продолжительны, что все части двигателя успевают охладиться до температуры окружающей среды. Стандартом установлены длительность периодов нагрузки 10, 30, 60 и 90 минут. В условном обозначении кратковременного режима указывается продолжительность периода нагрузки, например S2 – 30 мин.

3. Повторно-кратковременный режим S3 – когда кратковременные периоды работы двигателя чередуются с периодами отключения двигателя , причем за период работы превышение температуры не успевает достигнуть установившихся значений, а за время паузы части двигателя не успевают охладиться до температуры окружающей среды. Общее время работы в повторно-кратковременном режиме разделяются на периодически повторяющиеся циклы продолжительностью

---