Завдання до теми. 1. Розрахувати і побудувати характеристики ДПС НЗ в електроприводі і , який має дані і навант

Завдання № 7.1

1. Розрахувати і побудувати характеристики ДПС НЗ в електроприводі і , який має дані і навантаженого постійним моментом статичного опору для наступних схем увімкнення:

а) при живленні якоря двигуна від незалежного джерела живлення і реґулювання швидкості зміною опору якірного кола; механічна характеристика повинна пройти через точку із заданим статичним моментом і швидкістю (рис. 7.1,а);

 

Рисунок 7.1

 

б) при живленні якоря двигуна від джерела живлення з реґульованою напругою, якою є та сама електрична машина, що і двигун; характеристика повинна пройти через точку з координатами зазначеними в попередньому пункті (рис. 7.1,б).

2. Визначити сиґнал задання швидкості і коефіцієнта при живленні двигуна від джерела живлення з реґульованою напругою у замкненій системі з негативним зворотним зв’язком за швидкістю (рис. 7.1, в), яка забезпечує отримання жорсткої механічної характеристики зі статизмом . Джерелом живлення є тиристорний керований випрямлювач з коефіцієнтом підсилення та еквівалентним внутрішнім опором (рис. 7.1,в).

Примітки:

1. Схема з’єднання випрямлювача – мостова 6-фазна.

2. За номінальний момент взяти двигуна.

 

Таблиця 7.1 – Вихідні дані для завдання № 7.1

Вихідні дані	Підваріанти
, кВт						4,2		2,5	6,5	1,6
, В
, А						22,6	116,5	28,2	34,4	19,7
,
,	1,15	2,1	1,12	1,43	1,15	0,5	1,85	0,4	0,95	0,125
, А	3,5	6,0	7,5	9,0	2,5	4,5	5,0	2,0	7,0	4,0
	0,9		1,1	0,8	0,95		0,75		1,1	0,9
	0,75	0,8	0,85	0,7	0,9	0,8		0,65	0,7	0,7
	0,2	0,3	0,2	0,1	0,15	0,25	0,1	0,3	0,2	0,1
	0,7	0,8	0,5	0,3	0,4	0,5	0,2	0,5	0,5	0,6
	0,5	0,6	0,7	0,75	0,5	0,4	0,6	0,4	0,3	0,5

Завдання № 7.2

1. Розрахувати і побудувати реґулювальні характеристики ДПС НЗ в електроприводі (рис. 7.2) , , який має дані ( ) і навантажений постійним моментом статичного опору для наступних схем умикання:

а) при живленні якоря двигуна від незалежного джерела живлення і реґулювання швидкості зміною опору, який шунтує якір, при постійному увімкненому додатковому опорі у колі якоря, що складає . Характеристика повинна пройти через точку холостого ходу і точку з координатами , , яка визначається при (рис.7.2, а);

а) б)

Рисунок 7.2

 

б) при живленні якоря двигуна від джерела живлення з реґульованою напругою, яке являє собою ґенератор, що обертається, з параметрами, які співпадають з параметрами двигуна, реґулювальна характеристика повинна пройти через точку, отриману від перетину характеристики з отриманою у попередньому підпункті.

2. Визначити сиґнал задання швидкості й коефіцієнт при живленні двигуна за підпунктом б попереднього пункту (за схемою Г-Д) у замкненій системі з позитивним зворотним зв’язком за струмом якоря (рис. 7.2,б), що забезпечує отримання жорсткої механічної характеристики, яка проходить через точку з координатами, визначеними у підпунктові б попереднього пункту при коефіцієнті такого зворотного зв’язку .

Примітки:

1. Обмотка збудження ґенератора живиться від статичного збуджувача з коефіцієнтом підсилення і потрібною потужністю , при .

 

Таблиця 7.2 – Вихідні дані для завдання № 7.2

Вихідні дані	Підваріанти
, кВт		4,5		8,5
, В
, А	17,5
,
,	0,08	0,125	0,155	0,3	0,425	0,8	1,05	1,87	4,0	8,25
, А	1,0	1,4	1,7	2,5	3,5	4,5	6,0	8,5	12,0	17,0
		1,1	0,95	0,9	0,8	0,8	0,75	0,75	0,7	0,7
		2,5	2,8	2,5		3,5	2,5
	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,6	0,7	0,75	0,8	0,9

 

Завдання № 7.3.

1. Розрахувати і побудувати реґулювальні характеристики ДПС НЗ в електроприводі (рис. 7.3) і , який має дані і навантажений постійним моментом статичного опору для наступних схем увімкнення:

Рисунок 7.3

 

а) при живленні якоря двигуна від незалежного джерела напруги і реґулювання швидкості зміною додаткового опору якірного кола, при постійно ввімкненому шунтувальному опорі . Характеристика повинна пройти через точку неробочого ходу, яка складає , і через точку з координатами , , визначену при (рис.7.3,а);

б) при живленні якоря двигуна від джерела живлення струму з номінальним (сталим за величиною) струмом, визначеним заданим моментом опору, при магнітному потокові двигуна і . При цьому граничні швидкості двигуна визначити для випадку, коли (рис. 7.3,б).

2. Визначити сиґнал і коефіцієнт при живленні двигуна від реґульованого джерела напруги, охопленого негативним зворотним зв’язком за напругою (рис. 7.3,в). Характеристика повинна пройти через точку перетину розрахункової характеристики і характеристики .

Примітки:

1. Як реґульоване джерело напруги використовується тиристорний випрямляч з коефіцієнтом підсилення і еквівалентним опором .

2. Жорсткість розрахункової характеристики .

 

Таблиця 7.3 – Вихідні дані для завдання № 7.3

Вихідні дані	Підваріанти
, кВт						4,2		2,5	6,5	1,6
		0,9	0,8	0,85	0,9		0,85
			3,5	2,5		4,5	2,5		2,5
			2,5	3,5		3,5	2,5		2,5
	0,75	0,7	0,65	0,6	0,65	0,8	0,85	0,5	0,55	0,6
	0,5		0,75	1,25	0,55	0,6	0,7	0,35	0,4	0,5
	0,15	0,15	0,1	0,1	0,15	0,2	0,15	0,2	0,2	0,25
	0,95	0,9	0,85		0,95	0,9			0,85	0,9
	0,5	0,5	0,4	0,35	0,5	0,3	0,5	0,25	0,25	0,25

Примітка. Інші технічні дані двигуна див. варіант завдання № 7.1.

 

Завдання № 7.4.

1. Розрахувати і побудувати реґулювальні характеристики асинхронного двигуна з контактними кільцями (рис. 7.4) і , який має дані ( ) і навантаженого механізмом зі сталою потужністю для наступних схем умикання:

а) при живленні якоря двигуна від промислової мережі й реґулюванні швидкості з допомогою реґулювального резистора у колі ротора; механічна характеристика повинна забезпечувати стійку швидкість з відповідним моментом опору (рис. 7.4,а);

 

Рисунок 7.4

 

б) визначити частоту струму статора і напругу при живленні двигуна з закороченим ротором від перетворювача частоти – інвертора напруги, який забезпечує потрібний для випадку закон реґулювання частоти і напруги. Механічна характеристика повинна пройти через точку з координатами, зазначеними у попередньому підпункті (рис. 7.4, б);

в) побудувати механічну характеристику даного асинхронного двигуна, увімкненого за схемою механічного каскаду з двигуном постійного струму дорівнює потужності (рис. 7.4,в), який має технічні дані про якірне коло . Механічна характеристика повинна пройти через точку з координатами, зазначеними у підпункті а.

Примітки:

1. Номінальний момент навантаження має місце при .

2. Передбачається реґулювання каскаду вгору від швидкості .

Таблиця 7.4 – Вихідні дані для завдання № 7.4

Вихідні дані	Підваріанти
, кВт								3,5		2,2
, В
, А	42.5	30.8	14.9	71.6	28.4	56.5		10.3		7.2
, об/хв
, В
, А	46.3	46.7	20.6	74.3	35.4	70.5		12.2		12.8
, Ом	0.271	0.43	1.11	0.136	0.415	0.18	0.11		0.07	3.67
, Ом	0.354	0.515	1.07	0.225	0.465	0.3	0.27	1.57	0.19	2.47
, Ом	0.105	0.0835	0.24	0.06	0.132	0.05	0.03	0.77	0.03	0.61
, Ом	0.239	0.171	0.406	0.174	0.27	0.14	0.04	0.73	0.05	0.51
, А	29.6	22.2	10.6		19.2	36.1		7.5		5.2
,	0.88	0.29	0.1	1.4	0.29	1.1	3.3	0.07	4.4	0.04
	0.86	0.855	0.88	0.885	0.845	0.87	0.8	0.81	0.89	0.87
		0,95	0,9	0,85		0,8	0,75		0,8
	0,85	0,9	0,75		0,85	0,9	0,8	0,75	0,85	0,6
	0,3	0,3	0,5	0,25	0,3	0,25	0,2	0,5	0,2	0,5

Завдання № 7.5.

1. Розрахувати і побудувати реґулювальні характеристики асинхронного двигуна с короткозамкнутим ротором (рис. 7.5,а,б), який має і дані ( ) і навантажений механізмом з вентиляторним моментом, що розвиває при номінальній швидкості момент опору , у наступних схемах умикання:

а) визначити величину сиґналу і коефіцієнт при живленні двигуна за схемою реґульованого джерела напруги ТРН-АД з негативним зворотним зв’язком за швидкістю (рис. 7.5, а). Механічна характеристика повинна забезпечити стійку роботу асинхронного електропривода при швидкості з відповідним заданій швидкості моментом статичного опору (рис. 7.5, а);

б) визначити величину сиґналу і коефіцієнт при живленні двигуна від інвертора напруги за схемою частотно-керованого електропривода (рис. 7.5,б);

в) визначити величину сигналу задання і коефіцієнта при живленні двигуна від інвертора струму за схемою частотно-керованого електропривода.

Примітки:

1. Механічні характеристики розраховуються за першими гармоніками напруги й струмів.

2. При розрахункові врахувати нелінійну залежність першої гармоніки напруги на виході ТРН, користуючись залежністю (рис. 7.5,а).

3. При розрахункові врахувати нелінійні залежності і , користуючись універсальними кривими (рис. 7.5,б).

а) б)

Рисунок 7.5

 

а) б)

Рисунок 7.6

 

Таблиця 7.5 – Вихідні дані для завдання № 7.5

Вихідні дані	Підваріанти
	1,0 0,8	1,0 0,85	1,0 0,7	1,0 0,55	0,9 0,9	1,0 0,8	0,9 0,85	0,85 0,75	0,8 0,7	1,0 0,75

Примітка. Інші технічні дані двигуна – див. варіант завдання № 7.4

Контрольні питання

1. Наведіть способи та закони керування перетворювачами вентильного електропривода постійного струму з двома комплектами вентилів.

2. Поясніть особливості механічних характеристик вентильного електропривода постійного струму.

3. Яким чином здійснюється імпульсне реґулювання напруги на якорі?

4. Класифікація вентильних електроприводів змінного струму.

5. Яким чином здійснюється реґулювання швидкості в електроприводі змінного струму з безпосередніми перетворювачами частоти?

6. Яким чином здійснюється регулювання швидкості в електроприводі струму з перетворювачами частоти з ланкою постійного струму.

7. Особливості частотного реґулювання асинхронних електроприводів. Основний закон частотного регулювання.

8. Яким чином здійснюється аналіз статичних характеристик асинхронного двигуна при частотному реґулюванні?

9. Яким чином здійснюється регулювання швидкості в машинно-вентильному каскаді постійної потужності?

10. Яким чином здійснюється реґулювання швидкості в асинхронно- вентильному каскаді?

 

Література: [1, с. 514-643; 9, с. 154-178; 11, с. 500-619; 12, с. 265-291; 16,
с. 332-395; 23, с. 93-210, 239-260].