Приведите условие статистического равновесия ЭП.

Условием статической устойчивости электропривода является: β_Д-β_C<0 илиβ_Д<β_C, где β_Д и β_C – соответственно жесткости механических характеристик двигателя и исполнительного органа.

92. Докажите, что при соблюдении условия βc>βд в ЭП присутствует статическая устойчивость.

Рассмотрим работу механической части электропривода с позиций теории автоматического управления. Уравнение движения электропривода - это дифференциальное уравнение первого порядка:где р - оператор дифференцирования по времени. Из него следует, что:

Дифференцируя это соотношение по ω, получим:

Из этого выражения следует, что корень дифференциального уравнения будет отрицательным (р<0), то есть система электропривода будет устойчива лишь при условии, что β-β_C<0, то есть когда β<β^C.

93 Выполняется ли в точке «А» условие статической устойчивости, докажите результат.

При увеличении скорости (то есть при +Δω>0) ΔМ<ΔМ_С, ΔM_J<0, dω/dt<0, электропривод начинает замедляться, стремясь уменьшить скорость и вернуться в устойчивое состояние (точку A). При уменьшении скорости (то есть при -Δω<0) ΔМ>ΔМ_С, ΔM_J>0, dω/dt>0, электропривод будет ускоряться, стремясь увеличить скорость и вернуться в устойчивое состояние (точку A). Таким образом, сочетание характеристик ω=f(М) и М_С=f(ω), показанное на рисунке, соответствует состоянию статической устойчивости электропривода.

Дайте определение переходного процесса и при каком условии присутствует переходной процесс.

Переходный процесс –режим перехода электропривода из одного установившегося состояния в другое, в процессе которого происходит изменение соответствующих видов энергии. Переходные процессы возникают при пуске, торможении и изменении направления вращения электропривода, а также при изменении нагрузки и условий электропитания приводного электродвигателя. Возмущающим воздействием, вызывающим переходной процесс в электроприводе могут быть резкие изменения питающего напряжения механической нагрузки на валу электродвигателя или сопротивления в цепях.

95. Время пуска электропривода определяется так:

где ωС – скорость привода, соответствующая моменту статической нагрузки МС

Потери энергии при пуске АД

103 Потери при пуске состоят:

105 Режимы работы электроприводов:

1. Продолжительно номинальный режим

2. Кратковременный номинальный режим

3. Повторно-кратковременный номинальный режим

4. Повторно-кратковременный номинальный режим работы с частыми пусками

5. Повторно-кратковременный номинальный режим работы с частыми пусками и электрическим торможением

6. Перемежающимся номинальным режимом

7. Перемежающимся номинальным режимом работы с частыми пусками

8. Перемежающимся номинальным режимом работы с двумя или более угловыми скоростями

108 Повторно-кратковременным номинальным режимом работы S3 называется режим, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений

110 Подход к выбору ЭМ по мощности для режима S1 при переменной нагрузке. Ме­тод средних потерь.

(2)

(3)

Ме­тод средних потерь

Это значит, что все выделившееся за цикл тепло отводится в окружающую среду., т.е.

(11)

Уравнение (11), выражающее закон сохранения энергии в интегральной форме, можно записать в следующем виде:

или, очевидно,

, (12)

т.е. средняя за цикл мощность потерь пропорциональна средней температуре перегрева.

Для номинального режима, в соответствии с (6) имеем:

, (13)

где D Р_н – номинальная мощность потерь;

Р_н – номинальная мощность двигателя;

h _н – номинальный КПД двигателя;

t _н = t _доп - номинальная (допустимая) температура перегрева двигателя.

Сравнивая (12) и (13), легко прийти к формулировке метода средних потерь: если средняя за цикл мощность потерь не превосходит номинальную мощность потерь, т.е.

,

то средняя температура перегрева не превышает допустимую

.

Пусть нагрузочная диаграмма, построенная для предварительно выбранного двигателя, имеет вид, представленный на рис. 9. Для каждого уровня нагрузки двигателя (на каждом участке диаграммы) вычислим мощность P_i = M_iw i по кривой h (Р/Р_н) определим значение КПД h _i , и найдем потери

Рис. 9. Нагрузочная диаграмма и кривая t (t) для “далекого” цикла

Затем вычислим средние потери:

(в примере n = 3) и сравним их с D Р_н. Если D Р_ср £ D Р_н, двигатель выбран правильно.

Если при сопоставлении средних потерь за цикл с номинальными потерями окажется, что D Р_ср > D Р_н, то двигатель будет перегреваться, что недопустимо. Наоборот, при D Р_ср< < D Р_н двигатель будет плохо использован по нагреву. В обоих случаях необходимо выбрать другой двигатель, перестроить нагрузочную диаграмму и вновь проверить двигатель по нагреву путем сопоставления средних потерь при переменном графике нагрузки с номинальными потерями при постоянной нагрузке.

Метод средних потерь позволяет оценивать среднюю температуру перегрева, не прибегая к построению t (t). Действительная температура отличается от средней, однако, если выполняется условие

T_ц << T_т.н, (14)

то эта разница будет весьма малой. Условие (14) является необходимым при использовании метода средних потерь.

111 Применение метода эквивалентного тока для выбора по мощности ЭМ привода ра­ботающего в режиме S1. Ограничения.

Назовем эквивалентным током такой неизменяющийся ток, при работе с которым в электрическом двигателе выделяются потери, равные средним потерям при переменном графике нагрузки, т.е.

(15)

Средняя мощность потерь за цикл при переменном графике нагрузки двигателя и продолжительном режиме работы

Выразив потери на каждом из участков графика D Р_i через постоянную и переменную составляющие и заменив средние потери их значением через эквивалентный ток, получим:

Открыв скобки и сгруппировав постоянные и переменные потери, получим:

откуда эквивалентный ток при переменном графике нагрузки

(16)

или в общем случае

(17)

Вычисленный таким образом эквивалентный ток сопоставляется с номинальным током предварительно выбранного двигателя и если окажется, что I_экв £ I_н, то двигатель удовлетворяет требованиям нагрева.

Метод эквивалентного тока, как и метод средних потерь, основан на допущении близости среднего за цикл и максимального перегревов. Это допущение не влечет за собой существенной погрешности, если выполнено условие (14). Кроме того, метод эквивалентного тока исходит из предположения независимости потерь в стали и механических от нагрузки и предполагает постоянство величины сопротивления главной цепи двигателя на всех участках заданного графика нагрузки. Следовательно, в случаях, когда k ¹ const(например, когда асинхронный двигатель работает при изменяющемся напряжении) или R ¹ const (асинхронный дв

112 Применение метода эквивалентного момента для выбора по мощности ЭМ привода ра­ботающего в режиме S1. Ограничения.

Метод эквивалентного момента

М= С_М*I

Cправедлив для условия Ф=const и R= const . Метод не может быть применен для машин у которых Ф=var

M_Э=

113 Применение метода эквивалентной мощности для выбора по мощности ЭМ приво­да работающего в режиме S1. Ограничения.

Метод эквивалентной мощности

P= M*ω; ω=const, Ф=const, R= const

Метод не может быть применен при ω не const

P_д≥Р_Э

114 Выбор ЭМ привода по мощности из серии машин для режима S2 при перемен­ной нагрузке в цикле работы.