Електромеханічні властивості двигунів електро-приводів

4.2.1 Програмні запитання

Математична модель електропривода з двигуном постійного струму незалежного збудження. Вивід рівняння механічної характеристики привода. Природна і штучні механічні характеристики. Пуск і гальмівні режими. Вплив додаткового опору в ланцюзі якоря, зміни напруги і магнітного потоку на жорсткість механічних характеристик. Способи пуску д побудова пупкової діаграми електроприводів з двигунами малої, середньої і великої потужності. Генераторне (рекуперативне), електродинамічне гальмування і гальмування проти вмиканням.

Основні показники регулювання швидкості двигунів: діапазон регулювання, плавність, стабільність, напрям регулювання, умова допустимого навантаження під час регулювання, економічність регулювання. Способи регулювання швидкості електроприводів з двигуном постійного струму незалежного збудження: введення додаткового опору в коло якоря, зміна напруги живлення двигуна, зміна магнітного потоку.

Методичні вказівки

Вміти проаналізувати рівняння механічної характеристики привода з двигуном постійного струму (ДПС) незалежного збудження. Звернути увагу на методику побудови природної і штучних механічних характеристик для робочого і гальмівних режимів за паспортними і каталожними даними.

Зрозуміти способи пуску електропривода з ДПС незалежного збудження і гальмування, за допомогою яких можна зробити швидку зупинку двигуна, або перевести в режим роботи на малій швидкості, реверсування і ін.

Чітко уявити важливість основних показників регулювання швидкості двигунів і вивчити способи регулювання швидкості двигунів для приводів з ДПС незалежного збудження. Вміти дати оцінку кожного способу регулювання, виходячи з основних показників регулювання.

Література: [1.1, с.26-89; 1.2, с.14-17; 1.3; 2.1, с.13-36].

4.2.3 Контрольні запитання

 

1 Поясніть методику побудови природної і штучних механічних характеристик. Проілюструйте її прикладом для двигуна постійного струму незалежного збудження.

2 Назвіть можливі способи пуску привода з ДПС незалежного збудження.

3 Назвіть і поясніть основні способи гальмування привода з ДПС.

4 Основні переваги, недоліки і галузь застосування електродинамічного гальмування двигунів постійного струму.

5 Які умови реалізації рекуперативного гальмування?

6 Що розуміє діапазон, точність, плавність і напрям регулювання швидкості двигуна електропривода?

7 Що означає регулювання швидкості при постійному моменті і при постійній потужності?

8 Поясніть, в чому полягає різниця між регулюванням швидкості зміною додаткового опору в колі якоря і зміною магнітного потоку? Проілюструйте графічно.

9 Як визначається загальний діапазон регулювання швидкості при зміні напруги живлення двигуна. Якими способами його можна збільшити?

10 Які фактори обмежують величину діапазону регулювання?

11 Накресліть механічні характеристики електропривода з ДПС незалежного збудження при регулюванні швидкості шляхом зміни напруги, додаткового опору в колі якоря і зміни магнітного потоку, враховуючи, що момент опору (статичний момент) М0=const.

Математична модель привода з асинхронним двигуном (АД)

4.3.1 Програмні запитання

 

Вивід рівняння механічної характеристики електропривода з асинхронним двигуном. Спрощене рівняння механічної характеристики (рівняння Клосса). Пуск електропривода з АД за допомогою додаткового опору, що вводиться в коло статора або ротора. Природна і штучні механічні характеристики. Побудова природної механічної характеристики для привода з АД з фазним ротором за паспортними даними.

Гальмівні режими привода: рекуперативне, електродинамічне, конденсаторне гальмування і гальмування проти вмиканням.

Основні способи регулювання швидкості електропривода з АД з к. з. ротором та з АД з фазним ротором: введення додаткового активного (індуктивного, активно-індуктивного) опору в коло статора; введення додаткового активного опору в коло ротора; зміна числа пар полюсів; зміна частоти мережі живлення. Оцінка кожного способу регулювання згідно до основних показників регулювання швидкості!

Методичні вказівки

 

Слід вивчити методику побудови природної і штучних механічних характеристик електропривода з АД. Звернути увагу на способи пуску і регулювання швидкості цього приводу. Чітко розуміти задачі, які можливо вирішувати за допомогою статичних механічних характеристик, та способи отримання найбільш вигідних характеристик режиму двигуна.

Розуміти суть гальмівних режимів і вміти використовувати відповідні способи гальмування для електроприводів нафтогазової промисловості.

При вивченні питань, які зв'язані з регулюванням швидкості електроприводів з двигунами змінного струму, треба мати на увазі, що отримання плавного регулювання в великих межах на відміну від двигунів постійного струму для цих двигунів є важкою справою. В цьому плані втрачається в певній ступені перевага асинхронних двигунів в частині надійності і економічності відносно двигунів постійного струму в електроприводах, що потребують великого діапазону і плавного регулювання швидкості.

Треба знати направлення, в яких проводяться роботи, по застосуванню регулювальних властивостей електроприводів з двигунами змінного струму.

Література:.[1.1, с.93-267; 1.2, с.18-30; 1.3; 2.1, с. 36-49]

4.3.3 Контрольні запитання

1 Побудувати природну механічну характеристику для синхронного двигуна за паспортними даними, використовуючи формулу Клосса.

2 Як змінюється пусковий і максимальний моменти асинхронного двигуна при зміні напруги мережі живлення?

3 Які способи пуску електропривода з АД найбільш розповсюджені?

4 Перерахуйте основні гальмівні режими електропривода з АД. За допомогою якого способу гальмування можна зупинити двигун без втручання оператора?

5 Способи регулювання швидкості електропривода з асинхронними двигунами.

6 Поясніть суть частотного регулювання швидкості електропривода з АД з проміжною ланкою постійного струму. Для чого потрібний блок синхронного регулювання керуючим випрямлячем і інвертором струму (напруги)?

 

Математична модель електропривода з синхронним двигуном. Регулювання швидкості за допомогою електромагнітної муфти ковзання (ЕМК) та машино-вентильного каскаду (МВК).

4.4.1 Програмні запитання.

Вивід рівняння кутової характеристики з синхронним.двигуном. Механічні характеристики. Способи пуску і гальмування цього приводу. Побудова кутової характеристики за паспортними даними.

Основні складові елементи електропривода з електромагнітною муфтою ковзання (ЕМК). Регулювання швидкості привода роторного стола або бурового насосу за допомогою ЕМК. Механічні характеристики привода з ЕМК.

Принцип роботи машино-вентильного каскаду. Пуск АД бурового насосу по системі МВК, Електромеханічні і електричні машино-вентильні каскади (МВК). Механічні характеристики приводи за системою МВК при різних значеннях додаткової ЕРС генератора додаткової ЕРС. Регулювання швидкості АД в системі МВК.

 

Методичні вказівки

 

При вивченні даної теми слід зрозуміти, яким чином будується кутова характеристика СД; від яких параметрів залежить перевантажувальна здатність синхронного двигуна; як здійснюється асинхронний пуск синхронного двигуна.

Необхідно звернути увагу на регулювання швидкості електроприводів роторного стола і бурової лебідки шляхом зміни струму збудження електромагнітної муфти ковзання (ЕМК). Вміти проаналізувати механічні характеристики привода з ЕМК, які отримані при різних струмах обмотки збудження ЕМК.

Чітко уявити різницю між електричним і електромеханічним машино-вентильним каскадами; зрозуміти, яким чином використовується енергія втрат на ковзання АД (МВК) і здійснюється регулювання швидкості двигуна бурового насоса шляхом зміни величини додаткової ЕРС генератора додаткової ЕРС; вміти проаналізувати механічні характеристики цього приводу.

Література: [1.1, с.89-91; 1.2, с.54-57; 1.2, с.57-64; 1.2, с.39-42; 1.3; 2.1, с.51-55].

4.4.3 Контрольні запитання

1 Поясніть методику побудови кутової характеристики СД. Проілюструйте графічно режим стійкої і нестійкої роботи привода з С Д.

2 Яким чином здійснюється пуск електропривода з синхронним двигуном?

3 Поясніть, яким чином елементи електромагнітної муфти ковзання з'єднюються з ротором асинхронного двигуна і з робочим механізмом. Яким чином здійснюється регулювання швидкості робочого механізму привода з ЕМК?

4 Яким чином здійснюється регулювання швидкості робочого механізму привода з ЕМК?

5 Чому для електроприводу з ЕМК доцільно регулювання швидкості проводити при постійній потужності? Проаналізуйте це на механічних характеристиках привода.

6 Як здійснюється пуск бурового насосу за допомогою системи машино-вентильного каскаду?

7 Поясніть, яким чином здійснюється регулювання швидкості АД в системі машино-вентильного каскаду.

8 Яка різниця між електромеханічним і електричним машино вентильним каскадом?

9 Поясніть, як швидкість АД залежить від величини додаткової ЕРС.