все. 1 Дайте определение электропривода. Электропривод

• Название: 1 Дайте определение электропривода. Электропривод
• Анкор: все.docx
• Дата: 30.10.2017
• Размер: 3.1 Mb.
• Имя файла: все.docx
• Тип: Документы; #9946
• страница: 2 из 8

16 Дайте определение жесткости механической характеристики.

Жесткость мех-ой характеристики определяется котангенсом угла наклона касательной в данной точке механической характеристики электродвигателя к оси момента.Механические характеристики электродвигателей по их жесткости разделяются на:1) абсолютно жесткую механическую характеристику, которую имеет синхронный электродвигатель; угловая скорость его вала с изменением момента остается неизменной; 2) жесткую механическую характеристику, которую имеет асинхронный электродвигатель (в рабочем ее участке) и электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением; угловая скорость их вала с увеличением момента уменьшается, но в малой степени; 3) мягкую механическую характеристику, которую имеет электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением; угловая скорость его вала с увеличением момента уменьшается в значительной степени.

Жесткость механической характеристики является очень важным параметром, т.к. отражает изменение скорости двигателя при изменении нагрузочного момента. Если скорость постоянна при любом моменте, то характеристика называется абсолютно жесткой, если же она изменяется от до при постоянном моменте, то характеристика абсолютно мягкая. Таким образом, жесткость характеристики определяется сопротивлением цепи якоря и магнитным потоком. При номинальном потоке и отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря, жесткость характеристики двигателя параллельного возбуждения высокая и отклонение скорости от скорости холостого хода при номинальном моменте составляет 2-8%. Двигатели с такой жесткой характеристикой могут использоваться в приводе, где требуется, чтобы скорость вращения при изменении нагрузки оставалась практически постоянной.


17 Приведите пример механизма с абсолютно жесткой механической характеристики.

_{Синхронные эл.дв. , β=∞}

Синхронный и асинхронный гистерезисный электродвигатели. Такую характеристику имеют синхронные электродвигатели. При жесткой механической характеристике частота вращения электродвигателя -меняется незначительно при изменении вращающего момента. Такую характеристику имеют электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и асинхронные электродвигатели (в пределах рабочей части характеристики).


18 Докажите, что механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения является мягкой.

Механическая характеристика (рис. 5.23, б пунктирная линия) мягкая, имеет гиперболическую форму и обеспечивает устойчивую работу двигателя. Мягкость характеристики объясняется тем, что с увеличением момента нагрузки и соответственно уменьшением скорости растут ток и поток возбуждения. При больших нагрузках начинает сказываться насыщение магнитопровода и характеристика отличается от расчетной (сплошная линия). Двигатель последовательного возбуждения нельзя пускать без нагрузки на валу, так как при Мэм → 0, угловая скорость ω → ∞.

Квадратичная зависимость момента от тока позволяет при одинаковой кратности пускового тока получать у двигателя последовательного возбуждения больший пусковой момент, чем у двигателя независимого или параллельного возбуждения.



19 Докажите, что мех-ая характеристика АД на рабочем участке является жесткой.

Мех-ая характеристика (рис. 2а) - зависимость скорости вращения двигателя от момента нагрузки при фиксированном величине и частоте напряжения статора и параметров двигателя (сопротивлениях цепей статора и ротора).

Часто мех-ую хар-ку АД представляют в виде зависимости момента от скольжения (рис. 2б)



Рис. 2а. Типовой вид механической характеристики АД



Рис. 2б. Мех-ая характеристика в координатах М(s) [20]

- рабочий участок (от Ω₀ до точки а), где возможна работа АД в установившемся режиме по разомкнутой схеме.

20 Приведите вывод ур-ия электромех-ой хар-ки ДПТ параллельного возбуждения.

Рис. 2.1. Схема включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
20 Приведите вывод ур-ия электромех-ой хар-ки ДПТ параллельного возбуждения.

Выражение электромех-ой хар-ки двигателя может быть получено из уравнения равновесия напряжений, составленного для якорной цепи

U = I · R + Е = I · R + kфω, (2.1)

где U – приложенное к якорю напряжение; I – ток в якорной цепи; R = Rд + Rа – сопротивление якорной цепи, состоящее в общем случае из сопротивлений добавочного резистора Rд и якоря Ra = ra + rд.п. + rko; здесь ra, rд.п., rko – соответственно сопротивления обмотки якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки; ф – магнитный поток; ω – угловая частота вращения якоря двигателя; k – коэффициент, зависящий от конструктивных данных двигателя. Уравнение для угловой частоты вращения двигателя может быть определено из выражения (2.1):

Если учесть, что момент, развиваемый двигателем, связан с током якоря зависимостью М = kф · I, H·м,

то, подставив значение тока из (2.3) в выражение (2.2), можно перейти от электромеханической характеристики ω = f ( I ) к механической – ω = f (M)

Коэффициент kф для двигателей с независимым возбуждением можно принять независящим от нагрузки, если пренебречь реакцией якоря, тогда при ω = const зависимость электромагнитного момента, согласно выражению (2.3), будет иметь вид прямолинейной зависимости (рис. 2.2).
21 Пользуясь уравнением электромеханической характеристики ДПТ параллельного возбуждения, выведите уравнение механической характеристики.

Важнейшей характеристикой двигателя является механическая n(M). Она показывает, как зависит частота вращения двигателя от развиваемого момента. Если к обмоткам двигателя подведены номинальные напряжения и отсутствуют дополнительные резисторы в его цепях, то двигатель имеет механическую характеристику, называемую естественной. На естественной характеристике находится точка, соответствующая номинальным данным двигателя (Мн, Ря и т.д.). Если же напряжение на обмотке якоря меньше номинального, либо Iв < Iвн, то двигатель будет иметь различные искусственные механические характеристики. На этих характеристиках двигатель работает при пуске, торможении, реверсе и регулировании частоты вращения.

Преобразовав выражение (3) относительно частоты вращения, получим уравнение электромеханической характеристики n(Iя):



После замены в уравнении (7) тока Iя согласно формуле (1), получим уравнение механической характеристики n(М):



Если двигатель включен в сеть постоянного напряжения, то при взаимодействии магнитного поля, созданного обмоткой возбуждения, и тока в проводниках якоря возникает вращающий момент, действующий на якорь:

При Ф = соnst, электромеханическая n(Iя) и механическая n(М) характеристики двигателя параллельного возбуждения представляют собой прямые линии. Так как за счет реакции якоря магнитный поток немного изменяется, то характеристики в действительности несколько отличаются от прямых


22 Как по каталожным данным можно построить механическую характеристику ДПТ независимого возбуждения?

На практике широко используют приближенное аналитическое выражение механической характеристики с использованием данных, приведенных в каталогах на электродвигатели: кратность моментов МКР к МН и номинальное скольжение sH (при отсутствии величин сопротивлений). Для расчета кривой M = f (s) формулу Клосса (4.22) используют в следующем порядке: 1) по каталожным данным МН , MKP MH и sH определяют sKP ; 2) зная отношение и SKP , задаются значениями s от 1 до 0 и по формуле (4.22) определяют момент в относительных единицах.

При известном значении номинального момента можно перевести относительные единицы момента в именованные. В области малых скольжений слагаемые

sKP s и 2sKP в формуле(4.22) значительно меньше s sKP и ими можно пренебречь. Тогда участкикривых M = f (s) и n = f (M) при малых скольжениях (рис. 4.4) будут

практически прямолинейными: минальной нагрузки) механических характеристик для различных сопротивлений в цепи ротора в виде прямых линий, имеющих больший

наклон при увеличении активного сопротивления ротора. Часто построение кривых моментов ведут по упрощенной формуле Клосса:



Формулы (4.22), (4.24) являются приближенными и дают погрешности, так как не учитывают падение напряжения в обмотках статора. Особенно велика погрешность при переходе из двигательного режима в генераторный. Однако для исследования одного режима выведенные формулы дают приемлемую для большинства расчетов точность.



Рис. 4.4. Механические характеристики

при различных сопротивлениях роторной цепи

23 Чем отличается искусственная механическая характеристика от естественной?

Построенная по паспортным данным двигателя механическая характеристика называется естественной. Если изменять величину подведенного напряжения, активное сопротивление ротора или другие параметры, то можно получить механические характеристики, отличные от естественной, которые называют искусственными. Механическая характеристика двигателя это зависимость электромагнитного момента, развиваемого двигателем, от угловой скорости ротора. Механические характеристики двигателей принято подразделять на естественные и искусственные. Естественная характеристика соответствует номинальному напряжению питания и отсутствию добавочных сопротивлений в цепях обмоток двигателя. Если хотя бы одно из перечисленных условий не выполняется, характеристика называется искусственной.

24 Как по каталожным данным ДПТ можно определить сопротивление цепи якоря?

сопротивление якоря. Его можно найти в каталоге, либо непосредственным измерением. Если же ни то ни другое невозможно, для определения сопротивления используем приближенную формулу. Сопротивление якоря находят из предположения, что половина всех потерь в двигателе приходится на долю якоря. Где условное сопротивление, которое нужно включить в якорную цепь, чтобы при неподвижном якоре получить номинальный ток.
25 Чем отличается механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения от ДПТ параллельного возбуждения?

Двигатели с параллельным возбуждением;(обмотка якоря включается параллельно обмотке возбуждения)

Двигатели последовательного возбуждения;(обмотка якоря включается последовательно обмотке возбуждения). Электродвигатели постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения имеют существенное отличие от двигателей с параллельной обмоткой возбуждения, магнитный поток которых практически не зависит от нагрузки и является величиной постоянной, что и определяет жесткость ИХ характеристики. У двителя с последовательной обмоткой с последовательным воз- возбуждения буждением обмотка возбуждения LM включена последовательно с якорем, вследствие чего через якорь и обмотку возбуждения протекает один и тот же ток /в и при изменении нагрузки меняется и магнитный поток

26 По какой причине ДПТ последовательного возбуждения не имеют аналитической записи механической характеристики
Рисунок 65 Механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения

Резко падающая кривая механической характеристики обеспечивает ДПТ последовательного возбуждения устойчивую работу при любой нагрузке большей 25% от номинальной. Полученные уравнения дают лишь общее представление о характеристиках электропривода с двигателем последовательного возбуждения, так как в действительности магнитная система машины насыщена и кривая намагничивания весьма далека от прямой. Поэтому в практических целях обычно пользуются универсальными характеристиками для серии машин

27 Как строятся механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения?

В ДПТ с последовательным возбуждением поток возбуждения создаётся током якоря машины, для чего обмотка возбуждения и якорь двигателя включаются последовательно относительно источника питания, как показано на схеме рис. 6.13.




Обычно при токах магнитная цепь машины не насыщена и поток возбуждения пропорционален току возбуждения При больших токах якоря Iя>Iяном магнитная цепь машины насыщена, и поток возбуждения можно считать постоянным. Подставив в уравнение где - сопротивление обмотки возбуждения, значение получим Зная, что получим где C1, C2, C3 – постоянные. Поскольку в установившемся режиме Mэм =M, то и уравнение механической характеристики ДПТ с последовательным возбуждением в диапазоне нагрузок M которому соответствует гиперболическая кривая, приведённая на рис. 6.14. Способность двигателей последовательного возбуждения развивать большой электромагнитный момент, пропорциональный квадрату тока якоря, обеспечивает этим двигателям хорошие пусковые свойства, т. е. большой пусковой момент при сравнительно малом токе якоря. Поэтому такие двигатели применяют в грузоподъёмных и тяговых приводах. Следует обратить внимание на недопустимость работы электродвигателей с последовательным возбуждением в режиме холостого хода или с нагрузкой менее 25% от номинальной – это приводит к разносу двигателя.

Регулирование скорости вращения этих двигателей возможно теми же способами, что и для двигателей с независимым возбуждением.
28 Приведите механическую характеристику АД, отметьте на ней характерные точки.

Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу n = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ≈ M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M). Если учесть взаимосвязь s = (n1 - n) / n1, то механическую характеристику можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и М (рис. 1).




Рис. 1. Механическая характеристика асинхронного двигателя n1- точка синхр.ск. вращен.эд М=0 Нм n1=60 f1/p w1=2Пf1/p

Nн-точка номинальной работы эд (Мн, nн,wн) wн=П nн/30 Мн=Рн/wн

Nк-точка мах или критическогомомента эд(Ммах=Мкр, nкр) Ммах=Мкр=Мкр*Мн Sкр=Sн(Мкр+) 4-я точка (Мтип, nтип) Мтип=Мтип1*Мн nтип=n1(1-Sтип) Sтип=0,84-0,86 5-я точка(Мп, nп) Sп1=1 Мп=Мп1*Мн,

29 Какая электрическая машина и в каком режиме работает в точке «А»?



Двигатель постоянного тока в режиме рекуперативного торможения

Рекуперативное торможение (генераторный режим) с отдачей энергии в сеть имеет место тогда, когда под влиянием нагрузочного момента или другой причины угловая частота вращения ротора асинхронной машины превысит синхронную частоту ω₀. В генераторном режиме скольжение s<0, ток и момент вращения также меняют знак. Режим рекуперативного торможения может быть реализован в системе преобразователь частоты - АД при остановке электродвигателя или при переходе с большей частоты вращения на меньшую. Рекуперативное торможение является наиболее экономичным видом торможения АД.