Механическая часть электромеханической системы. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Шаговый двигатель как элемент электромеханической системы, страница 9

Таким образом, под статическими законами регулирования напряжения и частоты понимаются соотношения между частотой и значением напряжения, подаваемого на обмотку статора асинхронной машины, обеспечивающие соответствие характеристик двигателя характеристикам статической нагрузки. Оптимальные статические законы частотного управления, кроме этого, обеспечивают минимальные потери в двигателе. Рассмотрим некоторые законы частотного управления.

Метод средних потерь.

Сущность метода заключается в том, что превышение температуры двигателя при неизменной теплоотдаче определяется средними за цикл потерями

где - мощность потерь на i-ом интервале продолжительностью t_i, m- число интервалов, t_цикла – время цикла.

Найденные за цикл средние потери сопоставляются с номинальными потерями. Если ∆р_ср £ ∆р_ном, то среднее превышение температуры не больше допустимого значения, т.е. τ_ср≤ τ_ном = τ_доп (θ_ср ≤ θ_ном =θ_доп ). Если ∆р_ср > ∆р_ном, то двигатель будет перегреваться. Если ∆р_ср < ∆р_ном, то двигатель недоиспользуется по нагреву. В обоих случаях необходимо выбрать двигатель, следующий больший по мощности, и снова проверить его метом средних потерь.

Когда на протяжении цикла теплоотдача двигателя на отдельных интервалах различна, например, при регулировании скорости самовентилируемого двигателя, средние эквивалентные потери подсчитываются так

, где β_i – коэффициент ухудшения теплоотдачи на i-том интервале, соответствующий значению угловой скорости на этом этапе.

Приведем алгоритм расчета мощности двигателя методом средних потерь:

1.  По нагрузочной диаграмме механизма определяется средняя мощность на валу двигателя в случае постоянства теплоотдачи и угловой скорости двигателя          

, в случае самовентилируемых двигателей при разных угловых скоростях на интервалах работы:

.

Если двигатель имеет независимую вентиляцию, то β_i = 1. Затем Р_ср.экв умножается на коэффициент к_зап, который учитывает отличие нагрузочной диаграммы двигателя от нагрузочной диаграммы механизма.

2. По полученному значению расчетной мощности  из каталога выбирается двигатель, значение номинальной мощности и номинальной скорости которого удовлетворяет следующим условиям:

Р_ср.экв £ Р_ном,        ω_ср ≈ ω_ном.

3.  Определяются потери мощности для каждого интервала нагрузочной диаграммы, используя кривые зависимости КПД двигателя  – η_дв в функции нагрузки при различных его угловых скоростях, и строится график ∆р =f(t).

4.   Определяются средние потери за цикл, и они сопоставляются с номинальными потерями двигателя

∆р_ср £ ∆р_ном= Р_ном . (1 – η_ном) / η_ном, где Р_ном и η_ном, – номинальная мощность и номинальный КПД выбранного двигателя.

В случае возникновения затруднений с определением КПД в зависимости от нагрузки или в других затруднительных случаях можно воспользоваться методами эквивалентирования режимов двигателей. Идея этих методов состоит в замене соотношений для средних потерь соотношением других величин, которые пропорциональны средним потерям.

Основные показатели регулирования координат ЭМС

На индивидуальный электропривод возлагается две  взаимосвязанные функции: электромеханическое преобразование энергии и управление технологическим процессом. Технологические процессы производственных установок определяют необходимость регулирования некоторых координат электропривода. Как правило, для выполнения качественного технологического процесса требуется регулирование нескольких координат на различных этапах работы электропривода. Формирование и регулирование координат, т. е. формирование электромеханических свойств электропривода принципиально может выполняться в разомкнутой или замкнутой системах.