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: 5 из 8

70 Приведите одну из схем, реализующую импульсное управление АД и его механическую характеристику.

Имеется общая схема силовой части импульсного управления 3-х фазным асинхронным двигателем в электромобиле.




71 Поясните, чем определяется падение напряжения при питании АД от трансформатора соизмеримой мощности.

При питании асинхронного двигателя от автономного источника электроэнергии небольшой мощности (транспортные установки, передвижные электростанции) частота и напряжение сети, к которой подключают двигатель, могут отличаться от номинальных. Рассмотрим влияние изменения частоты на работу двигателя при условии, что напряжение U₁ =U_ном = const.

Если принять U₁ ≈ Е_l , то

Ф_m = U₁ /(4,44f₁ w₁ k_o61 ). (1)

имеем, что

I₂= М/(с_мФ_т cos ψ2). (2)

Следовательно, изменение частоты f₁ приводит к изменению потока Ф_т и соответствующему изменению тока ротора I₂ и нагрузочной составляющей I'₂ тока статора. При уменьшении частоты магнитный поток и ток холостого хода I₀ увеличиваются, причем ток I₀ из-за насыщения стали магнитопровода возрастает быстрее, чем магнитный поток. Обычно уменьшение частоты f₁ на 10 % вызывает увеличение тока I₀ на 20—30%. Поскольку ток I₀ является практически реактивным, это приводит к снижению коэффициента мощности двигателя.

При увеличении частоты f₁ пропорционально возрастает частота вращения п₂ . Если нагрузка двигателя имеет «вентиляторную» характеристику, то нагрузочный момент возрастает пропорционально квадрату или кубу частоты вращения, т. е. частоты f₁. Кроме того, магнитный поток Ф_т уменьшается обратно пропорционально изменению частоты. Все это , согласно (2),  приводит к резкому увеличению тока I₂. При возрастании частоты на 10% ток ротора двигателя, вращающего вентилятор, увеличивается примерно в 1,5 раза, что может привести к перегреву двигателя

73 Дайте пояснение, чем определяется падение напряжения на клеммах АД при подключении дополнительной нагрузки.

Когда длина кабеля между преобразователями частоты и двигателем более 10 м, это приводит к падению напряжения на его клеммах, уменьшая вращательный момент двигателя и увеличивая ток, что может привести к его перегреву. Как правило, величина падения напряжения между преобразователем частоты и электродвигателем не должна превышать 3%. Для уменьшения величины падения напряжения на линии можно использовать вставку кабеля большего диаметра

74 Чем определяется допустимое падение напряжения на клеммах АД при питании от источника соизмеримой мощности, поясните.

 Таким образом, при питании машины от источника тока вследствие размагничивающего действия тока ротора ток I_μ и магнитный поток Ф_μ изменяются при изменении скольжения s_ав широких пределах. При питании от источника напряжения намагничивающий ток примерно постоянен, т.к. его изменение обусловлено лишь изменением падения напряжения на сопротивлениях статора, которые невелики. Размагничивающее действие тока ротора в этом случае компенсируется соответствующими изменениями тока статора. В режиме питания от источника тока I₁=const и размагничивающее действие тока ротора проявляется в полной мере.

Вследствие этого при анализе механических характеристик в режиме питания от источника тока надо учитывать влияние магнитной цепи машины.


75 В чем заключается проблема пуска ДПТ?

Так как сопротивление r_Я невелико, то ток якоря может в 10…30 раз превышать номинальный ток двигателя, что недопустимо, поскольку приведет к сильному искрению и разрушению коллектора. Кроме того, при таком токе возникает недопустимо большой момент двигателя, а при частых пусках возможен перегрев обмотки якоря.

Чтобы уменьшить пусковой ток в цепи якоря, включают пусковой резистор, сопротивление которого по мере увеличения частоты вращения двигателя уменьшают до нуля. Если пуск двигателя автоматизирован, то пусковой резистор выполняют из нескольких ступеней, которые выключают последовательно по мере увеличения частоты вращения.


76 Перечислите способы ограничения пусковых токов АД в приводе

- Прямое включениеасинхронного двигателя в сеть

- Включение двигателя при пониженном напряжении питающей сети позволяет уменьшить пусковой ток, потребляемый двигателем

- Введение сопротивления в цепь ротора позволяет, с одной стороны. ограничить пусковой ток двигателя, а с другой стороны — повысить пусковой момент.

-  при   последовательном   включении   индуктивного   сопротивления

- при   включении    двигателя    через    автотрансформатор.

77 Какое соотношение токов и моментов имеет место при пуске АД переключение co «звезды» на «треугольник»?

Часто двигатель пускают в ход посредством переключения обмотки статора со звезды на треугольник (изо). В момент пуска обмотку статора соединяют звездой, а после того как двигатель разовьет частоту вращения, близкую к нормальной, ее переключают треугольником. 
При таком способе пуска двигателя в ход пусковой ток в сети уменьшается в три раза по сравнению с пусковым током, который потреблялся бы двигателем, если бы при пуске обмотка статора была соединена треугольником.

Пуск переключением «звезда — треугольник»  может применяться в случаях, когда выведены все шесть концов обмотки статора и двигатель нормально работает с соединением обмотки статора в треугольник, например, когда двигатель на 380/220 ви с соединением обмоток Y/A работает от сети 220 в.В этом случае при пуске обмотка статора включается в звезду (, а при достижении нормальной скорости вращения переключается в треугольник.При таком способе пуска по сравнению с прямым пуском при соединении обмотки в треугольник напряжение фаз обмоток уменьшается, пусковой момент уменьшается, пусковой ток в фазах обмотки уменьшается.

78 Поясните, как выбирается сопротивление в цепи статора АД при пуске через активное сопротивление?

Пусковые сопротивления в статоре (рис.2.1) - активные (r_1доб) или реактивных (x_1доб) в конце периода пуска закорачиваются контактами К после уменьшения пускового тока I_пи до допустимых значений.

Рисунок 2.1

Добавочные  сопротивление в статоре рассчитываются по заданной кратности снижения  пускового тока(а):

,    (2.1 )
где I_пе и I_пи - пусковые токи на естественной и искусственной пусковых характеристиках соответственно. Полные пусковые сопротивления на естественной (Z_1e) и искусственной (Z_1u) характеристиках равны:

.    (2.2 )

Величины и рассчитываются по формулам :

;    (2.3 )

.    (2.4 )

Для токоограничения в статор АД включаются либо активные (r_1доб), либо реактивные (x_1доб) добавочные сопротивления. Поэтому в соотношении (2.4 ) надо принимать либо r_1доб, либо x_1доб. В соответствии с этим совмеcтное решение (2.2) (2.4) дает следующие результаты:

При включении активного добавочного сопротивления:

.    (2.5)

При включении реактивного добавочного сопротивления:

.    (2.6)

Обычно величина a принимается в пределах a=2-4

Для двигателей мощностью до 50 кВт используют для токоограничения r_1доб, а для больших мощностей (в этом случае меньше потери в пусковых устройствах).

79 Поясните, как выбирается сопротивление реактора в цепи статора АД при пуске.

Пускатели с резисторами в цепи статора используют металлические или жидкостные резисторы для снижения напряжения, подводимого к статору. Такие пускатели обеспечивают эффективное снижение пускового тока и момента двигателя и работают очень хорошо при правильном выборе резисторов.

Для точного выбора резисторов на этапе проектирования должны быть известны параметры двигателя, нагрузки и режимов работы. Такая информация обычно труднодоступна, поэтому резисторы выбираются приближенно, что приводит к ухудшению процесса пуска и снижению надежности.

Сопротивление резисторов меняется по мере их нагрева в процессе пуска. Чтобы сохранить параметры пуска и повысить надежность системы, обычно устанавливаются реле задержки повторного пуска.

Из-за большого выделения тепла на резисторах пускатели с резисторами в цепи статора не применяются для пуска высокоинерционных нагрузок.
80. Достоинства и недостатки при пуске АД через автотрансформатор.

Достоинства: уменьшение напряжения при пуске асинхронного двигателя; уменьшение пускового тока двигателя.

Недостатки: трудность пусковой операции; высокая цена системы; уменьшение напряжения в U/Uном раз сопровождается уменьшением момента в (U/Uном)² раз.

Этот способ приемлем для запуска двигателя на холостом ходу или при неполной нагрузке.
81. Приведите особенности пуска АД через муфту.

Основное назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его модуля и направления. Пусковые муфты используют для плавного пуска приводов. Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении им определенной скорости начать плавный разгон рабочего органа. Одновременно пусковые муфты выполняют и предохранительные функции.
82. Дайте определение технологической характеристики электропривода.

Технологическая характеристика электропривода - это такая характеристика, которая определяет требования к электроприводу по соблюдению технологического процесса (качеству, режиму работы и т.д.)
83. Дайте определение кинематической характеристики электропривода.

Кинематическая характеристика электропривода - это такая характеристика, которая показывает зависимость хода контактной системы приводного механизма от угла поворота главного вала

84. Дайте определение энергетической характеристики электропривода.

Энергетическая характеристика электропривода - это такая характеристика, которая показывает расход электроэнергии на выполнение определённого технологического процесса.
85. Дайте определение нагрузочной характеристики электропривода.

Нагрузочная характеристика электропривода – это зависимости момента сопротивления, мощности и угловой скорости от времени. Они определяют режим работы электропривода.


86. Дайте определение инерционной характеристики электропривода.

Инерционная характеристика электропривода - это такая характеристика, которая показывает значение и характер изменения момента инерции машин.
87. Приведите один из способов экспериментального определения механической характеристики производственного механизма.



88. Приведите один из способов экспериментального определения приведенного момента инерции привода.

Метод падающего груза: На конец вала или на шкив, сидящий на валу, навивают несколько витков шнура. Другому концу шнура с прикрепленным к нему грузом дают возможность опускаться либо непосредственно, либо пройдя через направляющие блоки. При опускании груз преодолевает трение в подшипниках и поворачивает ротор двигателя. Во время эксперимента измеряют время t, за которое груз опускается на высоту h. Момент инерции ротора вычисляется в этом случае по формуле, где m-масса груза; r-радиус конца вала или шкива; t-время опускания груза; h-высота опускания груза; g-ускорение силы тяжести.



89. Приведите совместную механическую характеристику АД и вентилятора.

1-механическая характерис- тика вентилятора; 2-механи- ческая характеристика АД; 3-совместная механическая характеристика вентилятор- ного агрегата.

90. Дайте пояснение обобщенного управления движения ЭП.

Общий вид уравнения движения электропривода:

где М_Д-момент двигателя; М_С-момент сопротивления движения; J-момент инерции системы; ω-угловая скорость; α-угол поворота механизма.

91. Приведите условие статистического равновесия ЭП.

Статическая устойчивость электропривода, то есть устойчивость его в установившихся режимах работы зависит от взаимного расположения механических характеристик двигателя и рабочей машины, от величины коэффициентов жесткости β_Д и β_C этих характеристик.

Условием статической устойчивости электропривода является: β_Д-β_C<0 или β_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.
94. 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 Найдите время пуска электропривода при постоянных моментах инерции.

Время пуска электропривода определяется так:



где ωС – скорость привода, соответствующая моменту статической нагрузки МС
96 Как можно определить время пуска электропривода.