Основные показатели регулирования угловой скорости электропривода.

Регулирование скорости движения исполнительных органов тре­буется во многих рабочих машинах и механизмах. С помощью ЭП обеспечиваются регулирование и стабилизация ско­рости движения ихИО, а также изменение скорости ИО в соотве­тствии с произвольно изменяющимся задающим сигналом (слеже­ние) или по заранее заданной программе (программное движение). Рассмотрим, каким образом с помощью ЭП можно обеспечивать регулирование скорости ИО рабочих машин.

Для реализации механического рег. используются коробки передач (при ступенчатом регулировании), вариаторы и электромагнитные муфты (для плавного регулирования).

Электрический способ нашел широкое применение в современных ЭП вследствие его больших регулировочных возможностей, простоты, удобства использования в общей схеме автоматизации технологических процессов и экономичности.

1. Диапазон регулирования скорости, определяемый отношением максимальной скорости к минимальной, т.е. D=w_max/w_min.

2. Стабильность регулирования угловой скорости, характеризуемая изменением скорости при возможных колебаниях момента нагрузки на валу двигателя и определяемая жесткостью его механических характеристик. Чем она больше, тем стабильнее скорость при изменениях момента нагруз­ки, и наоборот.

3. Плавность регулирования скорости, определяемая перепадом ско­рости при переходе с одной искусственной характеристики на дру­гую. Чем больше в заданном диапа­зоне регулирования скорости может быть получено искусственных харак­теристик, тем плавнее будет проис­ходить регулирование скорости. -коэф.плавности

4. Направление регулирования скорос­ти. В зависимости от способа воздей­ствия на двигатель и вида получаемых искусственных характеристик его ско­рость может увеличиваться или уменьшаться по сравнению с работой на естественной характеристике при данном моменте нагрузки. В первом случае говорят о регулировании скорости вверх от основнойхарактеристики, во втором - вниз.

5. Допустимая нагрузка двигателя. Электрический двигатель рассчитывается и проектируется таким образом, чтобы, работая на естественной характеристике с номинальными скоростью, током, моментом и мощностью, он не нагревался выше определенной температуры, на которую рассчитана его изоляция. В этом случае срок его службы является нормативным и составляет обычно 15...20 лет.

При регулировании скорости двигатель работает уже на искусственных характеристиках, т.е. при отличных от паспортных условий. Поэтому для сохранения его нормативного нагрева и тем самым расчетного срока службы нагрузка двигателя (при расчетных условиях его охлаждения) может быть только такой, при которой в нем протекает ток не выше номинального. Именно такая нагрузка и называется допустимой.

6. Экономичность регулирования скорости. Получение одних и тех же показателей (диапазона, стабильности, плавности и т.д.) можно обеспечить с помощью различных ЭП и способов регулированияих скорости. Для выбора наиболее рационального вида регулируемого ЭП используются различные технико-экономические показатели - капитальные затраты на его реализацию, эксплуатационные расходы, срок окупаемости, надежность, удобство и простота в эксплуатации, серийность и унификация средств управления и др.

Оценка или сопоставление экономических показателей проводится при выборе возможных способов регулирования скорости данного ЭП (или различных ЭП). В результате анализа всех возможных вариантов выявляется экономически обоснованное решение.

17. Регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

Частоту враще­ния шунтового двигателя тремя способами:

1) изменением напряжения U, подводимого к зажимам двигателя;

2) изменением сопротивления R_х в цепи якоря;

3) изменением магнитного потока Ф.

Регулирование частоты вращения изменением напряжения, под­водимого к зажимам двигателя, дает возможность получить любую частоту вращения двигателя от нуля до предельно допустимой.

Недостаток этого способа регулирования заключается в том, что необходимо иметь специальный генератор постоянного тока с широкой регулировкой напряжения для питания рабочего двигателя - «генератор — двигатель»,

Регулирование частоты вращения изменением сопротивления в цепи якоря осно­вано на снижении напряжения, подводи­мого к зажимам якоря, благодаря появ­ляющемуся падению напряжения в сопро­тивлении R_х.

Недостатки.

1. При малых нагрузках частоту вращения можно регулировать в очень небольших пределах.

2. При больших значениях сопротивления R_х работа двигателя очень неустойчива.

3. На нагрев реостата расходуется много энергии,

4. Размеры его получаются большими и стоимость довольно высокой.

5. снижение частоты вращения получается при снижении мощности.

Регулирова­ния частоты вращения шунтового двигателя — изменением магнит­ного потока Ф. Частота вращения шунтового двигателя обратно пропорциональна магнит­ному потоку.

Введением шунтового реостата можно регулировать частоту вращения двигателя, но только в зоне повышенных частот вращения.

Полный обрыв цепи обмотки возбуждения под нагрузкой ведет к остановке двигателя.

Преимущества:

1. Он наиболее экономичен, потому что расход энергии в шунтовом реостате при силе тока в обмотке возбуждения, равной i_в =(0, 02 — 0, 05)I_н, получается небольшим.

2. Механические характеристики для всех режимов магнитной цепи остаются жесткими.

3. Регулирование происходит при постоянной мощности, так как Р = Мw, а при Ф = vаr и I_я = I_н = соnst М = vаr. Причем если Ф уменьшается, то w увеличивается, и наоборот.