Нерегулируемых электроприводов

где RM = RMi + RM2 + Кмз + RM(, + ЯМ4 — магнитное сопротивление неразветвленной магнитной цепи, равное сумме магнитных сопротивлений отдельных ее участков.

Задачей расчета неразветвленной магнитной цепи в большинстве случаев является определение МДС F = Iw, необходимой для того, чтобы получить заданные значения магнитного потока или магнитной индукции в некотором участке магнитопровода (чаще всего в воздушном зазоре) .

На 7.9 приведен пример неразветвленной магнитной цепи — магнитопровод постоянного поперечного сечения St с зазором. На этом же рисунке указаны другие геометрические размеры обоих участков магнитопровода: средняя длина /j магнитной линии первого участка из ферромагнитного материала и длина /2 второго участка -воздушного зазора. Магнитные свойства ферромагнитного материала заданы основной кривой намагничивания В(Н) ( 7.10) и тем самым по (7.4) зависимостью дд (Я) .

из ферромагнитного материала В\ = nglHi. Кроме того, в неразветвленной магнитной цепи магнитный поток одинаков в любом поперечном сечении магнитопровода:

В качестве иллюстрации ограничимся применением для анализа неразветвленной магнитной цепи ( 7.9 и схема замещения на 7.12, а) графических методов: метода сложения вебер-амперных характеристик ( 7.11) и метода нагрузочной характеристики ( 7.12, б).

Согласно первому методу построим вебер-амперную характеристику всей неразветвленной магнитной цепи $(UMl + ^м2)> графически складывая по напряжению вебер-амперные характеристики ее двух участков. При известной МДС F = Iw по вебер-амперной характеристике всей магнитной цепи определим рабочую точку А, т. е. магнитный поток Ф, а по вебер-амперным характеристикам участков магнитопро-вода - магнитные напряжения на каждом из них.

Рассмотрим расчет простейшей неразветвленной магнитной цепи с постоянным магнитом. Предположим, что тороид длиной / и площадью поперечного сечения S ( 7.13, в) изготовлен из магнитно-твердого материала, часть предельного статического цикла гистерезиса которого В (Н) изображена на 7.13, б. Материал тороида был предварительно намагничен так, что его магнитное состояние характеризуется остаточной индукцией Вг .

Кроме того, так как магнитный поток Ф в неразветвленной магнитной цепи постоянен, то

В качестве второго примера неразветвленной магнитной цепи на 11.2 показаны магнитные цепи электромагнитных механизмов, используемых в различных типах реле и автоматах. Цепь состоит

§ 11.3. АНАЛИЗ НЕРАЗВЕТВЛЕННОЙ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ С ОДНОРОДНЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ

§ 11.4. АНАЛИЗ НЕРАЗВЕТВЛЕННОЙ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ С НЕОДНОРОДНЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ

Для нерегулируемых электроприводов средней и большой мощности, работающих в продолжительном режиме с редкими пусками (преобразовательные установки, компрессоры, мощные насосы, воздуходувки и т. д.), следует использовать синхронные двигатели. Они отличаются более высоким к. п. д., допускают регулирование коэффициента мощности, что имеет большое практическое значение там, где необходимо компенсировать реактивную мощность. Применение синхронных двигателей малой мощности экономически менее целесообразно, так как капитальные затраты не окупаются эксплуатационными преимуществами.

Применяемые электродвигатели. Скорость обработал деталей на металлорежущих станках не должна зависеть от случайных кратковременных изменений нагрузки, Поэтому электродвигатели станков должны иметь жесткую механическую характеристику. Этот фактор и предопределил широкое использование для нерегулируемых электроприводов односкоростных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором, а для регулируемых с малым диапазоном регулирования — асинхронных многоскоростных двигателей общепромышленного исполнения. В том случае, когда необходим широкий диапазон регулирования скорости, применяются двигатели постоянного тока параллельного возбуждения общепромышленных или специальных серий для металлообрабатывающих станков, таких, например, как серия ПБСТ или ПСТ и высокомоментная серия ПБВ для механизмов подач. Специальные серии двигателей имеют меньшую (в сравнении с общепромышленными) электромеханическую постоянную времени якоря, что позволяет полнее использовать возможности безынерционных тиристорных преобразователей при создании высокоточных малоинерционных систем регулирования; они содержат встроенные тахогенераторы, а некоторые имеют рысокомоментные встроенные тормоза и датчики положения (сельсины).

Применяемые электродвигатели. Скорость обработал деталей на металлорежущих станках не должна зависеть от случайных кратковременных изменений нагрузки, Поэтому электродвигатели станков должны иметь жесткую механическую характеристику. Этот фактор и предопределил широкое использование для нерегулируемых электроприводов односкоростных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором, а для регулируемых с малым диапазоном регулирования — асинхронных многоскоростных двигателей общепромышленного исполнения. В том случае, когда необходим широкий диапазон регулирования скорости, применяются двигатели постоянного тока параллельного возбуждения общепромышленных или специальных серий для металлообрабатывающих станков, таких, например, как серия ПБСТ или ПСТ и высокомоментная серия ПБВ для механизмов подач. Специальные серии двигателей имеют меньшую (в сравнении с общепромышленными) электромеханическую постоянную времени якоря, что позволяет полнее использовать возможности безынерционных тиристорных преобразователей при создании высокоточных малоинерционных систем регулирования; они содержат встроенные тахогенераторы, а некоторые имеют рысокомоментные встроенные тормоза и датчики положения (сельсины).

Для маломощных нерегулируемых электроприводов в качестве вспомогательных используют микродвигатели с расщепленными экранированными полюсами и асинхронные микродвигатели с пусковыми элементами, работающие от однофазной сети переменного тока и называемые поэтому однофазными.

Для нерегулируемых электроприводов средней и большой мощности, работающих в продолжительном режиме с редкими пусками (преобразовательные установки, компрессоры, мощные насосы, воздуходувки и т. д.), следует использовать синхронные двигатели. Они отличаются более высоким к. п. д., допускают регулирование коэффициента мощности, что имеет большое практическое значение там, где необходимо компенсировать реактивную мощность. Применение синхронных двигателей малой мощности экономически менее целесообразно, так как капитальные затраты не окупаются эксплуатационными преимуществами.

замена нерегулируемых электроприводов регулируемыми в энергоемком оборудовании (насосы, компрессоры, вентиляторы и др.) с целью энергосбережения;

Автоматизация современных технологических объектов сопровождается применением большого числа электромеханических систем, с помощью которых решаются задачи повышения качества продукции и эффективности технологического оборудования. Во многих случаях автоматические системы управления электроприводами следует рассматривать как взаимосвязанные системы, так как в состав технологического оборудования могут входить десятки электроприводов, объединенных по цепям управления, питания и нагрузки. Стремление к электросбережению в результате замены нерегулируемых электроприводов регулируемыми приводит к необходимости рассматривать взаимосвязи электромеханических систем по цепям нагрузки в объектах, для которых ранее такие задачи не ставились. Следует отметить и взаимосвязь выходных переменных электромеханических систем при формировании технологических показателей обрабатываемых изделий, характеризующих их качество. Эта взаимосвязь осуществляется через систему функциональных устройств технологического объекта.

1 . Применение вместо нерегулируемых электроприводов регулируемых, с помощью которых возможно при изменении режимов работы технологического оборудования и физико-механических свойств обрабатываемого вещества устанавливать оптимальные по энергетическим затратам условия обработки вещества, например, устанавливать оптимальные скорости насосов при изменении расхода и свойств жидкости, шпинделей металлообрабатывающих станков при изменении размеров и материала обра-

При выборе системы электропривода необходим учет характера нагрузки, создаваемой рабочим механизмом. Для нерегулируемых электроприводов с неравномерной или пульсирующей нагрузкой выравнивание момента двигателя может быть достигнуто увеличением инерционных масс электропривода (у поршневых компрессоров, дробилок крупного дробления), хотя это может затруднить пуск электропривода.

тельных компенсирующих устройств разных напряжений, замена недогруженных и перегруженных трансформаторов, переход на сети повышенного напряжения (10 кВ вместо 6 кВ или на 0,66 кВ вместо 0,38 кВ), замена нерегулируемых электроприводов на регулируемые, ввод в работу устройств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах и компенсирующих устройствах и др.

• установку устройства мягкого пуска для безударного запуска нерегулируемых электроприводов насосов;