Параметров двигателей

Степень влияния каждого из этих факторов зависит от конкретных условий пуска и параметров двигателя и трансформатора (частота пусков, пуск под нагрузкой или без нее, работал ли трансформатор с нагрузкой до пуска двигателя, питается ли от трансформатора осветительная нагрузка, кратность пускового тока КПД и cos ср двигателя, напряжение короткого замыкания трансформатора).

Однако непосредственным решением уравнения (1.1) выбрать двигатель невозможно, так как в это уравнение входит момент инерции электропривода, зависящий от параметров двигателя. Поэтому предварительно выбирают мощность двигателя на основании нагрузочной диаграммы производственного механизма без учета динамического момента.

При решении задачи выбора двигателя и редуктора по критерию оптимального быстродействия, как показывает анализ формулы (161), встречается противоречие принципиального характера, заключающееся в том, что для определения параметров двигателя предварительно необходимо задаться передаточным отношением, которое впоследствии, как правило, не совпадает с оптимальным расчетным значением. Поэтому используются различные приближенные методы выбора передаточного отношения таким образом, чтобы оно было близким к оптимальному.

При решении задач оптимального управления принято пользоваться системой относительных единиц. За базовые величины принимаются номинальные значения параметров двигателя, а также электромеханическая постоянная времени привода

Однако номинальная мощность двигателя достаточно просто определяется при длительной работе с постоянной нагрузкой. В большинстве случаев момент, мощность и ток двигателя изменяются во времени. Для выбора двигателя необходимо иметь нагрузочную диаграмму, т. е. зависимость момента или мощности на валу механизма от времени ( 3.7. , а) и график изменения частоты вращения во времени (3.7. , б), по которому вычисляется ускорение (замедление) и динамический момент электропривода. Суммарный момент, развиваемый двигателем, определяется по формуле (3.1). Однако непосредственным решением уравнения (3.1) выбрать сразу двигатель невозможно, так как в это уравнение входит момент инерции электропривода, зависящий от параметров двигателя.

Общие сведения о регулировании частоты вращения электродвигателей. Важнейшая задача современного электропривода — экономичное и плавное регулирование частоты вращения в требуемых пределах, с высокой надежностью. Регулированием называется принудительное изменение частоты вращения электропривода в соответствии с требованиями технологического процесса и независимо от момента статической нагрузки. В условиях автоматизации процессов бурения, добычи и транспорта нефти необходимо обеспечить регулирование частоты вращения многих рабочих машин изменением параметров двигателя (сопротивления, индуктивности, числа пар полюсов) или источника питания (напряжения, частоты). В качестве примера рабочих машин, для которых требуется регулирование частоты вращения, можно привести буровые лебедки, буровые насосы, станки - качалки, компрессоры и др. Регулировочные свойства электроприводов оцениваются следующими показателями.

Представляет интерес исследование динамики асинхронных двигателей при одновременном изменении частоты и напряжения, а также нелинейных параметров двигателя. Эту задачу можно решить на ЭВМ. Считая параметры двигателя постоянными, можно сделать следующие выводы. Переходный процесс носит характер двух процессов: а) при t/=var и f=const; б) при /= =var и U=const. Переходные процессы в сильной степени определяются начальными значениями напряжения и частоты. Частным случаем являются переходные процессы при U=const или f=const.

Представляет интерес исследование динамики асинхронных двигателей при одновременном изменении частоты и напряжения, а также нелинейных параметров двигателя. Эту задачу можно решить на ЭВМ. Считая параметры двигателя постоянными, можно сделать следующие выводы. Переходный процесс носит характер двух процессов: а) при 17= var и/= const; б) при/= var и U = const. Переходные процессы в сильной степени определяются начальными значениями напряжения и частоты. Частным случаем являются переходные процессы при U = const или/= const.

Параметрический самоход возникает в результате неправильного выбора параметров двигателя при проектировании.

В асинхронном двигателе вращающий момент выражается аналогичной формулой. Нужно только установить, какое значение тока должно быть использовано. Полный ток /2 в обмотке ротора состоит из активной /2а = /2 cos q>2 и реактивной /2р = h sin ф2 составляющих. Допустим, что активная составляющая тока ротора равна нулю. Тогда, несмотря на наличие ЭДС EI и тока /2 в обмотке ротора, активная мощность этой обмотки была бы равна нулю. Но ротор, не потребляющий активной мощности, не может создавать вращающего момента, так как момент Л1=Р/со и равен нулю при Р = 0. Следовательно, реактивная составляющая тока ротора не участвует в создании вращающего момента и можно написать М =сФ/г cos ф2, т. е. вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален результирующему магнитному потоку и активной составляющей тока в обмотке ротора. Коэффициент пропорциональности с зависит от конструктивных параметров двигателя.

На основании формулы (1.35), указанных значений k и каталожных мощностей двигателей для соответствующих продолжителыюстей их включения в табл. 7 помещены расчетные формулы для определения необходимой мощности приводного электродвигателя кранового механизма. Мощности Р\, Р\\, Ли и P\v в табл. 7 отвечают соответствующему ряду параметров двигателя.

1. Установленную мощность электродвигателей лебедки определяют на основании укрупненных технико-экономических расчетов, описанных в разделе «Установленная мощность привода». Для выбора мощности можно пользоваться рекомендуемыми цифрами, которые содержатся в табл. 19. Развиваемая мощность привода определяется с учетом допустимой рабочей перегрузки 60= 1,3ч- 1,5. Развиваемая мощность должна быть, как правило, не менее мощности, предписанной нормалью. Некоторое отклонение мощности от теоретически оптимальной приводит к незначительному уменьшению расчетного технико-экономического эффекта, в связи с чем окончательно мощность двигателей следует выбирать с учетом конкретных конструктивных соображений (наличие приемлемых электрических машин, рациональное сочетание параметров двигателей лебедки, насосов и ротора, источников энергии и т. д.) .

При оптимальном расчетном проектировании асинхронных двигателей эти параметры должны быть учтены при определении размеров и параметров двигателей, исходя из минимума затрат на эксплуатацию машин. Следует иметь в виду, что КПД отражает затраты, связанные с потерями электроэнергии, в то время как коэффициент мощности отражает затраты на компенсацию реактивной энергии.

При разработке этой серии должна быть обеспечена унификация главных ВЫХОДНЫХ параметров двигателей, их характеристик, установочно-присоедиии-тельных размеров.

Важным обстоятельством, влияющим на выбор продолжительности бестоковой паузы АПВ и АВР, является процесс подачи на-. пряжения питающей сети на зажимы вращающегося двигателя, генерирующего собственную э. д. с. Это приобретает особое значение при питании крупных двигателей по коротким кабельным линиям от мощных трансформаторов, как это имеет место в случае крупных насосных и в системе собственных нужд электростанции. При отключении двигателей их э. д. с. исчезает не сразу, а затухает по экспоненте с постоянной времени, зависящей от параметров двигателей; при этом вследствие торможения меняется и фаза э. д. с. После восстановления питания в некоторый момент напряжение сети может оказаться в «противофазе» к э. д. с. двигателя и тогда обмотка статора двигателя окажется под воздействием суммарного напряжения (напряжение сети + э. д. с. двигателя), что приведет к соответственному росту тока в цепи двигателя.

Условно принято четыре ряда параметров двигателей (I, II, III, IV), которые характеризуют режимы их работы. Первый ряд соответствует допустимой кратковременной нагрузке двигателя (для двигателей постоянного тока она определяется безыскровой коммутацией, асинхронных двигателей переменного тока — максимальным моментом); остальные ряды соответствуют полному использованию двигателе}! по тепловому режиму, когда k = 1, т. е. второй ряд соответствует мощности двигателя при ПВ = 15%, третий ряд — мощности при ПВ = = 25% и четвертый ряд — мощности при ПВ = 40%.

Условно принято четыре ряда параметров двигателей (I, II, III, IV), которые характеризуют режимы их работы. Первый ряд соответствует допустимой кратковременной нагрузке двигателя (для двигателей постоянного тока она определяется безыскровой коммутацией, асинхронных двигателей переменного тока — максимальным моментом); остальные ряды соответствуют полному использованию двигателе}! по тепловому режиму, когда k = 1, т. е. второй ряд соответствует мощности двигателя при ПВ = 15%, третий ряд — мощности при ПВ = = 25% и четвертый ряд — мощности при ПВ = 40%.

Выбор критериев. Задача оптимального проектирования серии асинхронных двигателей является многокритериальной. В качестве основного критерия при проектировании двигателей серий 4А и АИ принимался критерий минимума приведенных суммарных затрат (Зт), учитывающих стоимость изготовления двигателей и расходы на их эксплуатацию за нормативный срок окупаемости. Кроме по-лска^лгимальных параметров двигателей по этому основному критерию осуществляется также поиск по минимуму длины сердечника статора как показателя технологичности конструкции. При использовании методов нелинейного программирования представляется возможным осуществлять проектирование серии или отдельных машин по другим критериям оптимальности: максимуму полезной мощности, минимальной стоимости машины, минимуму массы, максимальным энергетическим показателям и др.

1. Ознакомиться с паспортными данными исследуемого двигателя, со значениями параметров двигателей-аналогов.

1. Почему опыт малого скольжения неприменим для определения параметров двигателей с возбуждением от постоянных магнитов?

Под переходными понимают такие процессы в электро- и гидромеханических системах, которыми сопровождается переход от одного установившегося режима привода к другому, отличному от начального хотя бы одной текущей переменной — скоростью, развиваемым моментом, потребляемым током, расходом жидкости и т. д. В действительности два установившихся режим,! привода отличаются один от другого более чем одним значением переменных, так как многие переменные привода взаимно связаны. Текущие переменные делятся на зависимые и независимые. Независимые переменные, называемые возмущениями, могут изменяться вследствие отклонений технологического характера — наброса, сброса, колебания нагрузки на валу двигателя. В этом случае говорят о возмущениях по нагрузке. Возмущения по управлению происходят по воле оператора или законам, определяемым системой автоматического управления и регулирования, — изменение напряжения или частоты источника питания, изменение параметров двигателей и т. п. По характеру изменения возмущений в функции времени, имеющих место в приводах ЭТУ, их можно разделить на четыре большие группы.

1. Ознакомиться с паспортными данными исследуемого двигателя, со значениями параметров двигателей-аналогов.