Курс лекций по дисциплине

«Электрический привод»

Приводится курс лекций по дисциплине «Электрический привод» для студентовнаправления подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

профиль подготовки: № 16 Электрооборудование и электрохозяйство предприятий и учреждений

Содержатся необходимые графики, диаграммы и поясняющие схемы.

Составитель: ____________________В.И Бабакин, доц

Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2013
Содержание

Стр.

1 МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ СИЛОВОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОПРИВОДА. Математическое описание. Динамическое моделирование механической части силового канала электропривода.......   1.1 Механическая часть силового канала электропривода. Обобщенная графическая модель (совместная механичная характеристика электропривода)........................... 1.2 Двухмассовая модель, как объект управления (аналоговый вариант).............................. 1.2.1 Динамическая модель двухмассовой системы в переменных «входы-выходы». Структурная схема динамической модели....... 1.2.2 Структурная схема двухмассовой механической системы, как звена входящую в более сложную систему. Преобразования структурных схем............................... 1.2.3 Метод пространства состояния. Представление двухмассовой системы в переменных состояния.................. 1.3 Одномассовая механическая модель силового канала электропривода............................. 1.3.1 Одномассовая механическая модель как объект управления (аналоговый вариант). Динамическая модель одномассовой механической системы в переменных «входы-выходы»..............   2 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ. Обобщенная электрическая машина. Уравнения, описывающие электромеханические преобразователи. Механические характеристики электромеханических преобразователей в различных режимах их работы. Электромеханические преобразователи как объект управления. Энергетические соотношения в электромеханических преобразованиях..................   2.1 Обобщенная электрическая машина. Координатные и фазные преобразования.......................... 2.2 ДПТ с НВ. Основные уравнения. Механические характеристики 2.2.1 Электромеханические характеристики ДПТ с НВ в двигательном режиме........................... 2.2.2 Механические характеристики ДПТ с НВ при пуске.... 2.2.3 Механические характеристики ДПТ с НВ в тормозных режимах............................. 2.2.4 ДПТ с НВ, как объект управления. Динамическая модель ДПТ с НВ в переменных «входы-выходы». Аналоговый вариант....... 2.2.5 Энергетические режимы в ЭП с ДПТ с НВ........ 2.3 Механические характеристики двигателей последовательного возбуждения........................... 2.3.1 Механические характеристики ДПТ ПВ в двигательном режиме.............................. 2.3.2 Пусковой режим двигателя последовательного возбуждения. 2.3.3 Тормозные режимы ДПВ. Механические характеристики ДПВ в тормозном режиме........................ 2.4 ДПТ смешанного возбуждения.............. 2.5 АД. Механические характеристики АД при различных режимах работы............................. 2.5.1 Построение механических характеристик с использованием формулы Клосса......................... 2.5.2 Пуск АД...................... 2.5.3 Тормозные режимы АД. Механические характеристики в тормозном режиме.......................... 2.5.4 Моделирование ЭП с АД. Асинхронный двигатель, как объект управления. Динамическая модель АД в переменных «входы - выходы».. 2.5.5 Динамическая модель АД в переменных состояния. Математическое описание обобщенной асинхронной машины......... 2.5.6 Преобразователи координат и фаз............ 2.5.7 Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором.... 2.6 Синхронный электродвигатель. Механические характеристики СД в различных режимах работы. Механические характеристики СД в двигательном режиме. Угловая характеристика СД............ 2.6.1 Пуск СД. Механические характеристики в пусковом режиме. 2.6.2 Тормозные режимы СД. Механические характеристики СД в тормозных режимах........................ 2.6.3 Синхронный ЭД, как объект управления. Динамические модели синхронного ЭД и синхронный ЭП в переменных «входы-выходы»..   3 ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭП...............   3.1 Электромеханические переходные процессы и их анализ... 3.1.1 Решение уравнения движения при постоянном динамическом моменте............................. 3.1.2 Решение уравнения движения при линейно изменяющемся динамическом моменте...................... 3.1.3 Решение уравнения движения при нелинейно изменяющемся динамическом моменте и при постоянном моменте сопротивления.... 3.1.4 Решение уравнения при нелинейно-изменяющемся динамическом моменте и при изменяющемся моменте сопротивления....... 3.2 Анализ электромеханических переходных процессов..... 3.2.1 Нагрузочные диаграммы ЭП.............. 3.2.2 Расчет и построение нагрузочных диаграмм ЭП...... 3.2.3 Анализ нагрузочных диаграмм ЭП............ 3.3 Тепловые переходные процессы в ЭП........... 3.3.1 Уравнение теплового баланса ЭП............ 3.3.2 Постоянная времени нагрева.............. 3.3.3 Допустимое превышение температуры двигателя. Классы изоляции.............................. 3.4. Динамическая тепловая модель ЭД в переменных «входы-выходы»............................. 3.5 Выбор мощности ЭД. Номинальные режимы работы ЭП по нагреву.............................. 3.5.1 Выбор мощности ЭД для различных режимов работы.... 3.5.2 Выбор мощности ЭД для кратковременного режима работы S2............................... 3.5.3 Выбор мощности ЭД для повторно-кратковременного режима работы..............................   4 РЕГУЛИРОВАНИЕ КООРДИНАТ ЭП.............   4.1 Регулирование скорости ДПТ с НВ............ 4.2 Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением................. 4.3 Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей. 4.3.1 Регулирование скорости вращения АД изменением действующего значения напряжения, подводимого к статору......... 4.3.2 Регулирование скорости вращения АД изменением числа пар полюсов двигателя........................ 4.3.3 Частотное регулирование скорости вращения АД. Принципы и законы частотного регулирования................. 4.3.4 Регулирование скорости вращения АД введением добавочного ЭДС в цепи ротора (каскадное регулирование).............   5 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭП..........   5.1 КПД ЭП........................ 5.2 Обобщенный критерий энергетической эффективности.... 5.3 Коэффициент мощности.................   6 НАДЁЖНОСТЬ ЭП. Основные понятия, критерии надёжности... 6.1 Показатели надёжности................. 6.2 Расчёт показателей надёжности..............     1.Автоматизированные ЭП типовых ПМ и ПК. 3 2.Основные понятия и определения. 3 2.1.Функции автоматизированных ЭП на базе ДПТ. 4 2.1.1. Пуск. 5 2.1.2. Торможение. 5 2.1.3.Рекуперативное торможение. 5 2.1.3. Торможение противовключением. Ошибка! Закладка не определена. 2.1.5. Динамическое торможение. Ошибка! Закладка не определена. 2.1.6. Реверс. Ошибка! Закладка не определена. 2.1.7. Регулирование координат (скорости вращения). 7 2.1.8.Реостатное регулирование. 8 2.1.9.Регулирование изменением магнитного потока возбуждения. 8 2.1.10.Регулирование изменением напряжения, подводимого к якорю.. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.АЭП с ДПТ по системе Г-Д. 10 2.2.1.Регулирование угловой скорости в разомкнутой системе Г-Д. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.2.Пуск в системе Г-Д. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.3.Торможение в системе Г-Д. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.4.Рекуперативное торможение. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.5.Торможение противовключением. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.6.Реверс. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.7.Преимущества и недостатки системы Г-Д.. Ошибка! Закладка не определена. 2.2.8.Системы Г-Д с обратными связями. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.АЭП постоянного тока по системе УСП-Д. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.1.Управляемые выпрямители…………………………………………………………...18 2.3.2.Работа мостового трехфахного УВ.. 24 2.3.3.Работа мостового трёхфазного выпрямителя в управляемом режиме при ......... Ошибка! Закладка не определена. 2.3.4.Работа УСП в режиме инвертирования. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.5.Условия перехода из режима выпрямления в режим инвертирования. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.6.Гармонический состав выходного напряжения и тока УСП. 30 2.3.8.Анализ гармонического состава потребляемого тока. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.9.Энергетические показатели УВ. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.10.Система управления выпрямителями. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.Электромагнитные СИФУ.. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.1.Электромагнитные ФСУ.. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.2.Электромагнитный формирователь импульсов. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.3.Полупроводниковые СИФУ. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.4.Работа системы УСП-Д в двигательном режиме. 39 2.4.5.Регулирование скорости вращения. 39 2.4.6.Пуск в системе УСП-Д.. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.7.Тормозные режимы УСП-Д.. Ошибка! Закладка не определена. 2.4.8.Преимущества и недостатки систем УСП-Д по сравнению с системой ГД……….44 2.5.Автоматизированный электропривод постоянного тока по системе ШИР-Д………….45