Электр жетектің жинақтылығы
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада
астық ұсақтағыштың электр жетегінің
жүктемесін реттейтін микропроцессорлық жүйені құрастыру қарастырылған.
Негізгі бөлімінде
автоматтандырылған электр
жетек жүйесінің
белгілеулері мен құрамы, электр жетек қозғалыстарының теңдеулері, электр
жетектің типтік статикалық жүктемелері, тұрақты токтағы қозғалтқыштың
жасанды электрмеханикалық, механикалық сипаттамалары және режимдері
қарастырылды. Сонымен қатар тізбектей қоздырудағы тұрақты токтағы
қозғалтқыштың электрмеханикалық қасиеттері, электр жетектегі асинхронды
қозғалтқыштың электрмеханикалық қасиеттері, электр жетек координатының
реттелуі, тұрақты токтағы қозғалтқыштың реттелулері де кірді.
Екінші бөлімде астық ұсақтағыштың электр жетегінің автоматты
басқару жүйесіне зерттеу жургізілді. Астық ұсақтағыштың электр жетегінің
жүктемесінің моментін тұрақтандыру қарастырылған. Ең тиімді реттеуші
құрылғы таңдалынды. Электр жетегінің жүктеме моментінің уақытқа қатысты
өзгерісі зерттелді. Қозғалтқыш статорындағы кернеуі реттелетін асинхронды
электр қозғалтқыштың MATLAB - тағы құрылымдық сұлбасы жасалып,
шығыс сипаттамалары алынды.
Өмір тіршілік қауіпсіздігі бөлімінде астық ұсақтағыш орналасқан
цехында еңбек ету жағдайына талдау жасау, цехта жұмыс жасағанда электр
қауіпсіздігін қамтамасыз ету, жерге қосу қондырғыларына есептеу жүргізу
және цехтағы шу мен дірілді азайту сиақты сұрақтар қарастырылды.
Экономикалық бөлімінде астық ұсақтағыштың
электр жетегін
жетілдіруге кететін капиталды шығындар, электрэнергия шығындары және
экономикалық тиімділік есептелінді.
Аннотация
В дипломном проекте рассматривается составление микропроцессорной
системы позволяющая регулировать нагрузку электропривода зернодробилки.
В основной части рассматирвается обозначения и конструкция система
автоматизированного электропривода, уравнения движения, типовые
статические нагрузки, искуственные электромеханические, механические
характеристики и режимы двигателя постоянного тока. А также
рассматриваются электромеханические характеристики двигателя
постоянного тока последовательного возбуждения, электромеханические
характеристики асинхронного двигателя в электроприводе, регулирование
координата электропривода и регулирование двигателя постоянного тока.
Во второй части были проведены исследование САУ зернодробилки.
Рассмотрена устойчивость момента нагрузки электропривода зернодробилки.
Выбрано самое эффективное регулирующее оборудование. Исследуется
изменение нагрузочного момента электропривода касательно времени. В
среде MATLAB cоставлена структурная схема и выходные характеристики
асинхронного двигателя с регулируемым напряжением на статоре.
В разделе безопасности жизнедеятельности рассматриваются вопросы
касательно анализа рабочего условия рабочих в цехе где расположена
зернодробилка, обеспечивание электробезопасности во время работы в цехе,
ведется расчет устройств защитного заземления и уменьшение шума и
вибрации в цехе.
В экономической части расчитаны капитальные затраты, расходы на
электроэнергию и экономическая эффективность на модернизацию
электропривода зернодрбоилки.
Мазмұны
Кіріспе
10
1
1.1
1.2
Электр жетегі қазіргі өндірістің дамуының негізі болып
табылады
Электр жетегінің дамуының қысқаша тарихы
Тізбектей қоздырудағы тұрақты ток қозғалтқышының
электрмеханикалық қасиеттері
11
11
18
1.3
Электр
жетектегі асинхронды қозғалтқыштың
21
электрмеханикалық қасиеттері
1.4
Асинхронды қозғалтқыштардың тежелу режімдері
25
1.5
Электр
жетек координатының реттелуі. Тұрақты ток
28
қозғалтқышының реттелуі
1.6
2
2.1
Асинхронды қозғалтқышты реттелетін электр жетектер
Астық ұсақтағыштың электр жетегінің автоматты басқару
жүйесін зерттеу
Статор тоғы жалы мағұлматты қолдана отырып, астық
33
38
38
ұсақтағыштың
тұрақтандыру
электр
жетегінің жүктемесінің моментін
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
3.1
3.2
3.3
4
Электрлік қозғалтқышты таңдау және электрмеханикалық
сипаттамаларды есептеу
Күштік трансформатордың қуатын есептеу және таңдау,
түрлендіргіш вентильді таңдау
Теңгеруші және тегістеуші редакторлардың ( дросселдердің)
индуктивтіліктерін есептеу
Жетектің параметірлерін анықтау және электрмеханикалық
сипаттамалар тұрғызу
Жылдамдық бойынша үзілу тогы бойынша теріс кері байланысы
бар екі контурлы электр жетегінің жүйесі
Басқарылатын түзеткіш, автоматты басқару жүйесінің звеносы
ретінде
Кері байланыстардың параметрлерін анықтау
Жылдамдық бойынша және үзілу тоғы бойынша теріс кері
байланысы бар жетекті есептеу және сипаттамаларын тұрғызу
Өмір тіршілік қауіпсіздігі бөлімі
Астық ұсақтағыш орналасқан цехында еңбек ету жағдайына
талдау жасау
Цехта жұмыс жасағанда электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету.
Жерге қосу құрылғысына есеп жүргізу
Цехта пайда болатын шу және дірілді азайту бойынша шаралар
қолдану
Экономикалық бөлім
56
59
61
62
64
66
69
70
72
72
76
79
83
4.1
Астық ұсақтағыштың
электр жетегін жетілдіруге кететін
83
капиталды шығындар
4.2
Электрэнергия шығындары
87
4.3
Экономикалық тиімділік
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
88
90
91
Кіріспе
Осы кездегі автоматтандырылған электр жетегінің (АЭЖ) негізгі
мақсаттары:
- жүргізу, тежеу, реверстеу процестерін басқару. Бұл жұмысты АЭЖ
тұйықталмаған жүйесін орындай алады. Басқару процесінде токты бақылау
дәлдігі төмен болады. Механикалық сипаттаманың қатаңдығы табиғидан
нашар болады. Қазіргі уақытта АЭЖ ең көп таралған топ;
- берілген шамаларды (ток, жылдамдық, қуат, және т.б.) тұрақтандыру
(тұрақтандыру функциясы).
Қазіргі автоматтандырылған электр
жетек жүйесіне, әсіресе,
технологиялық қондырғылармен күрделі автоматты басқару жүйесінде жұмыс
істейтін электр жетегінің қозғалысты басқарудың сапасына тым қатаң
талаптар қойылады. Дәл технологиялық қондырғыларда, манипуляторларда
электр жетегіне берілген тез әрекеттілігін, орнын анықтау және дәлдігін,
үлкен тұрақтылық пен
жылдамдықты реттеудің кең диапазонын ,
жылдамдықтың шектелуін және т.б. қамтамасыз етеді.
Астық ұсақтағыш (диірмен, дәнжарғыш) - фермерлікшаруашылық пен
жеке кәсіпте қажетті көмекші құрал. Оның көмегімен бидайды ұсақтауға
болады (мысалға, жүгері, бидай, сұлы), үй жануарлары мен құстарына тамақ
ретінде.
Кейбір диірмендерді құрамында май бар заттарды жаруға қолданылады
(мысалға, күнбағыс). Бұл жағдайда ұсақтаудан кейін алынатын өнім майлы
емес заттар өнімдерінен ірі болып келеді. Бұдан басқада дәнжарғыштардың
өзге түрлері де бар. Мысалға, дәнді дақылдар тамырларын, жүгеріні
ұсақтайтын.
Астық ұсақтағыштың жұмысының негізі - орталық күш, пышақтардың
жоғары жылдамдықпен айналуы. Жұмыстық принципі кофе үккішке ұқсас
келеді. Бірақта одан быраз айырмашылықтары бар. Біріншіден қуаты. Астық
ұсақтағыштың қуаты кофе үккіштікіне қарағанда бірнеше есе үлкен.
Екіншіден астық ұсақтағышқа өнімдерді бірқалыпты салу керек.
1 Электр жетегі қазіргі өндірістің дамуының негізі болып табылады
1.1 Электр жетегінің дамуының қысқаша тарихы
Жұмыс машинасына қозғалысты жеткізетін кез келген құрылғыны
жетек деп аталады. Қолмен басқарылатын жетек, желдік қозғалтқыштардың,
судың немесе газдың турбиналарының, іштен жану қозғалтқыштарының
электр жетектері, және де электр қозғалтқыштың электр жетегі деп әр
түрлеріне ажыратылады. Электр жетегі мыналардан тұрады: электр
қозғалтқыштан; қозғалтқыштан жұмыс органына (өндірістік механизмге)
беріліс құрылғысы; қозғалтқышты басқаруға деген әр түрлі аппараттар.
Б.С.Якоби айналмалы қозғалыс принципіне негізделген бірінші тұрақты
тоқтағы электр қозғалтқышты 1784 жылы жасап және осы қозғалтқышты 1838
жылы катерді қозғалысқа келтіруге қолданылды. Бұл деген алғашқы
өндірістік үлгідегі электр жетектің жасалу уақыты болып табылады. Электр
қозғалтқышытың жетілмегендігі және қозғалтқышты қоректендіріп тұрған
гальваникалық батареяның үнемсіздігі электр жетектің сол уақыттағы
практикалық қолданысқа ие болмау себебі болып табылады. Б.С. Якоби
электр жетегін ойлап құрастыру бағытындағы жұмыстарын бірқатар
зерттеушілермен жалғастырылды. Бірақта электр энергиясының жарамды
қорек көзінің болмауынан өндіріске электр жетегін ендіруге мүмкіндік
болмады. 1789 жылы орыстың инженері М.О. Доливо-Добровольскидің ойлап
құрастырған үш фазалы ток жүйесі электр энергиясын өндіріске қолданудың
алғашқы жолын ашты. Тиімділігі жоғары, экологиялық зиянсыз электр жетегі
жұмыс механизмдерін қозғалысқа келтіру құрылғыларының арасында басты
орын алады. Қазіргі кездегі айнымалы тоқтағы реттелетін электр жетегінің
орындаушы механизмі технологиялық үрдістің өндіретін өнімділгін тиімді
арттырып және шығарылған өнімнің сапасын жақсартуға ықпалын тигізетін
функцияларға ие.
Электр жетектің негізгі құрамы
Электр жетегі деп орындаушы механизмді қозғалысқа келтіруге
арналған және осы қозғалысты басқаруға арналған электр қозғалтқыштан,
түрлендіргіштен, беріліс және басқарушы құрылғыдан тұратын
электрмеханикалық жүйені айтады.
Автоматтандырылған электр жетектің құрылымдық сұлбасы келесі
бөліктерден тұрады. Бұл жүйенің құрамына кіретіндер: БҚ - тапсырма беруші
құрылғы; БҚ - басқару құрылғысы; УП - электр энергиясын басқаратын
түрлендіргіш; Қ - электрқозғалтқыш; Р - редуктор; ОМ - орындаушы
механизм; КБ1 - қозғалтқыштан шығатын кері байланыстағы датчиктер; КБ2 -
орындаушы механизмнен шығатын кері байланыстағы датчиктер.
Тапсырма беруші құрылғы басқару құрылғысына командалық
сигналдарды береді, олар уақыт бойынша өзгереді. Басқарушы құрылғы
ретінде электр жетекті бағдарламалық басқаруды іске асыратын контроллер
немесе процессор пайдаланылуы мүмкін. Басқару құрылғысы электр
қозғалтқыштан және орындаушы механизмнен кері байланыс арқылы келетін
сол кездегі электр жетектің және өндірістік үрдістің күй жағдайы туралы
ақпаратты математикалық өңдейді. Алынған ақпраттың негізінде басқару
құрылғысы басқарылатын түрлендіргішке басқарылатын сигналды береді,
бұдан кейін токты, кернеуді, жиілікті немесе басқа М қозғалтқышқа
келтірілген электр энергиясының сапалық көрсеткішіне қажетті дәлдікпен
және жылдамдығымен өзгертеді.
Қазіргі кездегі электр жетектерінде тапсырма беруші құрылғы және
басқару құрылғысы бір электронды құрылғының ішінде біріктіріліп жасалуы
мүмкін.
Электр энергиясын басқарылатын түрлендіргіштерінің статикалық және
айналмалы типтері болады.
Қазіргі кездегі электр жетектерінде пайдаланылатын статикалық
басқарылатын түрлендіргіштерге біріншіден магниттік күшейткіштер,
тиристорлы түрлендіргіштер және транзисторлы түрлендіргіштер жатады.
Магниттік күшейткіштердің негізгі кемшіліктеріне массалық габариттік
көрсеткіштері және бағасының жоғарлығы, және бағасының төмендеу
мүмкіндігінің аздығы, яғни мыстың және болаттың бағаларының
қымбаттылығы уақыт өткен сайын төмендемейтінін уақыт көрсетіп отыр.
Тиристорлық түрлендіргіштердің іске қосылу уақыты тұрақты уақытқа
ие болғандықтан Т П 0,007 с, жылдам жұмыс істейтін электромеханикалық
жүйелердің қосылуын қиындатады. Сонымен қатар жұмыс істеп тұрған
тиристорды жабу үшін басқарушы электродтан оң кернеуді ажыратып тастау
жеткіліксіз, сонымен қатар анодпен және катодтың арасындағы кернеудің
полярлығын ауыстыру қажет, бұл деген тұрақты токтағы жүйелерде
тиристорларды қолдануды қиындатады және күрделі жүйелік шешімдерге
әкеледі.
Соңғы уақытқа дейін
транзисторлық түрлендіргіштердің негізгі
кемшілігі ретінде өлшенетін қуаттың шектеулігі, өлшенетін шегі оншақты
киловатт болуы. Жартылай өткізгіштегі түрлендіргіші бар қуаты жағынан
күштірек электр жетектері тиристорлық негізде құрылған.
Қазіргі кездегі транзисторлар мыңдаған ампер тогын өткізеді және мың
вольттегі кері кернеуге шыдайды. Бұл деген тиристорларды түрлендіргіштік
техникадан біршама ығыстыруға мүмкіндік етті.
Электр энергиясын айналдыратын түрлендіргіштерге
электромашиналық күшейткіштер және генераторлар жатады. Ерекше орынға
электрлік генераторлар ие. Олар энергияны іштей жанатын қозғалтқыштан
алатын тартушы электр жетегі бар транспорттық құрылғыларда көп
қолданылады. Іштен жанатын қозғалтқыштың энергиясын тек генератор ғана
механикалық энергияға түрлендіреді, мысалға тепловоздарда немесе гибридті
электрмобилдерде.
Қазіргі кездегі тартушы электр жетегінде ең кең қолданысқа ие болған
асинхронды, синхронды және вентильді машиналар.
Электр жетегінде әр типтегі қозғалтқыштар қолданылады. Әлемдік
өндірісте эксплуатацияланатын барлық электр қозғалтқыштардың 80%, үш
фазалы асинхронды қысқа тұйықталған қозғалтқыштар құрайды, себебі
олардың құрлысының қарапайымдылығынан, жұмысының сенімділігінен,
тұрқының жинақтылығынан, бағасының тиімділігінен болып табылады.
Электр жетегіне кіретін редукторлар орындаушы біліктің бұрыштық
жылдамдығын қозғалтқыштың бұрыштық жылдамдығымен салыстырғанда
жоғарлататын
редукторлар және орындаушы механизмнің бұрыштық
жылдамдығын айналу моментінің өсуіне сәйкес төмендететін редукторлар
болып екі негізігі топқа бөлінеді.
Бірінші топтағы редукторларды жоғарғы жыламдықтағы
орындаушыларда қолданылады мысалға центрифугаларда. Электр
қозғалтқыштың максималды айналу жылдамдығы ротордың орталықтан тарту
күштері әсеріне, механикалық мықтылығына және айгөлектерінің тұрықтық
шыдамдылығына байланысты шектелген. Тербелмелі айгөлектің бетік
қозғалысының максималды сызықтық жылдамдығы 20 мc аса алмайды.
Айгөлектің өлшемі үлкен болған сайын, оның максималды айналу
жылдамдығы төмен болады. Мысалға, тербелмелі айгөлектегі диаметрі 15 мм
біліктің максималды айналу жылдамдығы 20000 айнмин құрайды. Біліктердің
айналу жылдамдықтарын жоғарлату үшін сырғу айгөлектерінің орнына ауа
және магниттік ілгіштерді қолданылады. Магниттік ілгіштерінде ешқандай
орамалары жоқ тұрақты магнит түріндегі роторлы вентильді электр
қозғалтқыштар қолданыста бар. Осындай қозғалтқыштың максималды айналу
жылдамдығы 200000 айнмин құрайды. Бұл кез келген орындаушы
механизмге жеткілікті болып табылады. Жоғарғы жылдамдықтағы электр
қозғалтқыштардың пайда болуына байланысты жоғарлатқыш редукторлардың
электр жетегінде қолданылуын азайтты. Көп жағдайда электр қозғалтқыштың
білігі орындаушы білікпен тікелей жалғанады.
Орындаушы біліктің айналу жылдамдығын төмендеткіш редукторларды
электр қозғалтқыштың және жұмыс машинасының жылдамдықтарын
сәйкестендіру үшін электр жетегінде кеңінен қолданылады. Көпшілік
орындаушы механизмдердің жұмыстық айналу жылдамдығы төмен болып
табылады. Мысалға, күн энергиясын электрге және жылуға түрлендіретін
гелиоқондырғы сағаттың көрсеткішіндей күннің жылжуына байланысты
бұрылуын айтуға болады. Осындай құрылғыларда бірнеше жүз мыңдаған
берілістік қатынаспен төмендететін редукторлар қолданылады.
Электр жетектің анықталған қуаты мынаған тең:
Pанык н * М н * к.ц. ,
(1.1)
мұнда н - қозғалтқыштың номиналды бұрыштық жылдамдығы, 1c;
М н - қозғалтқыштың номинал моменті, Нм;
к.ц. - қозғалтқыштың білігінен орындаушы білікке дейінгі, бұл
жерде редукторды ескерілген кинематикалық тізбектің ПӘК.
Белгілі анықталған қуаттағы электр жетектің қозғалтқыштың номинал
жылдамдығы төмен болған сайын қозғалтқыштың массасына және габаритіне
пропорционалды оның номинал қуаты да жоғары болады. Редукторлы
жоғарғы жылдамдықтағы электр қозғалтқыштың редуктордың шығыс
білігіндегі моментіне тең номиналды моменті баяу қозғалатын қозғалтқыштан
төмен.
Осындай қарапайым себепке байланысты массалық габаритті
көрсеткіштері өте ескерілетін жерлерде, мысалы самолеттік жабдықтарда
nн 9000 12000 айнмин жоғарғы номиналды жылдамдықтағы электр
қозғалтқыштары қолданылады.
Редукторлардың кемшіліктеріне үйкелу бөліктеріндегі энергия шығыны,
кинеметикалық солқылдың болуы, механикалық қатаң байланыстылық; тістік
берілістік кедергілердің болуы жатады.
Осы кемшіліктерді қарастырайық:
Тегеріштің (шестерна) бір тістік жұбының ПӘК т.б. 0,98. n тістік
жұпты құрайтын редуктордың ПӘК мынаған тең р.т. 0,98n.
Бір тегерішті жұпты берілістің ПӘК мынаған тең ч.б. 0,8. n тегерішті
жұпты берілістен тұратын редуктордың ПӘК ч.б. 0,8n.
Айта кететін жайт редуктордағы шығын электр жетегі редукторсыз
нұсқадағы баяу жүрістегі электр қозғалтқыштағы шығынан едәуір төмен
болады.
Тегергіш тістері арасындағы және біліктерді бір біріне орнықтырғанда
болатын саңылаулардан болатын кинематикалық солқыл электр жетекті
қосқанда және реверс кезінде және де статикалық жүктеменің моментінің
таңбасы өзгергенде байқалады. Электр қозғалтқыштың және орындаушы
механизмнің беріліс бұрыштарының және айналу жылдамдығының сәйкес
келмеуі, жоғарғы дәлдіктегі электр жетектерінде, мысалға кері байланыстағы
жүйелерде қолдануға болмайды. Сонымен қатар кинематикалық солқыл
механикалық беріліс кезінде соққылы жүктеме түрінде жұмыс істеуіне
әкеледі. Осы себептен электр жетегі, мысалға экскаватордың оңға және солға
бұрылысы кезінде алдымен солқылды режімді жұмыс істеп содан кейін
солқылдың шегі біткеннен кейін жұмыстық жағдайға көшеді.
Кіріс білігін бұрау арқылы шығыс білігіне жүктемелік моментті берген
белгілі бір бұрышқа бұрған кезде редукторда механикалық қатаңдық
байқалады.
бас.
М
С ред.
,
(1.2)
мұнда М - берілетін жүктемелік момент, Нм;
С ред - редуктордың механикалық қатаңдығы, Нмрад.
Біліктерді бұрау редуктордың жүктелген бөліктерін деформациялау
арқылы жүргізіледі. Бұл жағдайда электр жетегін бір массалық жүйе ретінде
қарастыруға болмайды. Нақтыланған есептеулерде электр жетектің
механикалық бөлігін екі массалық жүйе ретінде қарастырылады - электр
қозғалтқыш және орындаушы механизм арасындағы қатаң элемент арқылы
жалғанады.
Жүйедегі элементтің қатаңдығы және кинеметикалық солқылы кейбір
жағдайда тұйықталған электр жетектерінде авто толқулардың пайда болуына
әкеледі. Редукторға келген кіріс білігінің айналысы бірқалыпты болады бірақ
одан шыққан бұрыштық айналыс бір қалыпты болмайды себебі тегергіш тіс
беттерінің идеалы тегіс еместігі әсерінен. Жоғарғы дәлдіктегі электр
жетектерінде бұндай жағдайды қолдану тиімді емес.
Көрсетілген кемшіліктерді жою үшін жоғарғы дәлдіктегі жүйелерде
редукторсыз электр жетектері пайдаланылады, бұл кезде бағасының өсуіне
және жалпы жасалған өнімнің массалық көлемдік көрсеткіштерінің өсуіне
қарамастан электр қозғалтқыштың білігі орындаушы білік ретінде жасалады.
Технологиялық үрдістің сапасын жақсарту мақсатында электр қозғалтқыштың
және орындаушы механизмнің жай-күйі туралы ақпарат алу үшін электр
жетегінде кері байланыстағы датчиктерді (КБД1) және (КБД2)
пайдаланылады.
Электр жетектердің жіктелуі
Әр түрлі электр жетектерін (ЭЖ) келесі белілері бойынша белгіленген
типтерге бөлуге болады.
1.Арналымы бойынша:
- негізгі қозғалыстағы ЭЖ;
- көмекші ЭЖ.
2. Механикалық жүйемен (МЖ) байланысы:
- топтық (бірнеше механизмге бір электр қозғалтқышы (ЭҚ);
- көп қозғалтқышты (бір білікке бірнеше ЭҚ);
- өзара байланысқан (бірнеше ЭҚ және МЖ, олардың жұмыс
органдарының жылдамдықтары, жүктемелері немесе жағдайлары берілген
қатынаста сақталып жұмыс істеледі).
3. МЖ типі бойынша:
- редукторы бар;
- редукторы жоқ.
4. Токтың түрі бойынша:
- тока тұрақты токтағы;
- айнымалы токтағы.
5. Электр қозғалтқыштың типі бойынша:
- тәуелсіз қоздырудағы тұрақты токтағы қозғалтқыш;
- тізбектей қоздырудағы тұрақты токтағы қозғалтқыш;
- аралас қоздырудағы тұрақты токтағы қозғалтқыш;
- үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
- үш фазалы фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш;
- бір фазалы асинхронды қозғалтқыш;
- екі фазалы реттелетін асинхронды қозғалтқыш;
- сызықты асинхронды қозғалтқыш;
- үш фазалы синхронды қозғалтқыш;
- вентильді қозғалтқыш;
- (шаговый) қадамдық қозғалтқыш;
- арнайы қозғалтқыш.
6. Электр энергиясын түрлендіргіштің түрі бойынша:
- жартылай өткізгішті түрлендіргіш (тиристорлы, транзисторлы);
- электромашиналық түрлендіргіш (генератор, электромашиналық
күшейткіш);
- магитті күшейткіш.
7. Автоматтандыру денгейі бойынша:
- автоматтандырылмаған - қолмен басқарылатын;
- автоматтандырылған - оператормен берілген параметр бойынша
автоматты реттелетін электр жетегі;
- автоматты - электр жетекті басқару оператордың қатысуынсыз жүзеге
асырылады.
8. Басқару денгейі бойынша:
- реттелмейтін - жұмыстық жылдамдығы біреу, жетектегі параметрлері
сыртқы әсерлердің нәтижесінде өзгереді.
- реттелетін - жылдамдық басқарушы құрылғының әсерінен өзгереді;
-бағдарламамен басқарылатын - берілген бағдарлама бойынша жұмыс
істейді;
- өзгерісті бақылаушы - берілген сигналдың өзгерісін белгілі дәлдікпен
бақылайды;
- бейімделгіш - машинаның жұмыс істеу жағдайының тұрақты
болмауына байланысты
басқару жүйесінің құрылымының және
параметрлерінің өзгерісін оптималды режімде ұстау мақсатында автоматты
өзгереді.
Электр жетектің жалпы талаптары
Электр жетегіне деген талаптар олардың нақты пайдалану
тағайындалымына сәйкес стандарттармен анықталған.
Жалпы жағдайда электр жетегіне деген басты талаптарын келесі түрде
қорытындылауға болады.
1. Орындаушы механизмнің жоғарғы өнімділігі. Электр жетегі орнынан
қозғалғанда және тежелгенде қажетті жылдамдықтармен, моменттермен
қамтамасыз етуі керек.
2. Жылдамдықты реттеудің кеңдігі он мыңға дейінгі диапазонында
болуы.
3. Реттеудің жоғарғы дәлдігі.
4. Сипаттамалардың тұрақтылығы, бұл қайталанып жасалатын
деталдарда ерекше мәнге ие.
5. Жұмыстың сенімділігі.
6. Энергияны үнемділігі.
7. Бағасының қол жетімділігі.
Электр жетектерінің даму тенденциясы
1. Электрқозғалтқыштың орындаушы механизмге жақындауы. Электр
жетегіндегі кинематикалық тізбектің iк.т. берілістік қатынасын шектеу оның
механикалық бөлігінің жеңілдетілген түріне, оның қатаңдығынынң өсуіне,
динамикалық көрсеткіштерінің және орындаушы механизмге қозғалысты
дұрыс беру дәлдігінің жоғарлауына әкеледі. Бірақта қозғалтқыштан
орындаушы механизмге тікелей механикалық берілісті тек жылдамдықты кең
диапазонда реттеу кезінде ғана қолдануға болады және осындай берілісті
сызықты электр қозғалтқыштарда пайдалану орын алған.
2. Арнайы электр қозғалтқыштарды пайдалану. Қазіргі кездегі электр
жетектерінде қосымша құрылғыларымен және кері байланыстағы
датчиктерімен орнықтырылған инерциясы аз және жоғарғы моменттегі
қозғалтқыштар кеңінен қолданыс тапқан, олар барлық диапазондағы, яғни
олар он мыңдаған жылдамдықтардағы реттеулері қажетті статикалық және
динамикалық сипаттамаларымен және де керекті қорғанысты, тежеуді
қамтамасыз етеді.
3. Элементтік базаны жетілдіру. Жаңа үлгідегі күштік түрлендіргіштерді
және басқару сұлбасын жасау жартылай өткізгішті техниканы дамытумен
байланысты. Арнайы интегралды сұлбаларды пайдаланып тиристорлы және
транзисторлы күштік модульдер жасалады, бұлар басқарудың, сенімділіктің
және массалық габариттік көрсеткіштерін жақсаратады
4. Электр жетектің механикалық бөлігінің қозғалысын жақсарту. Электр
жетектің жетілуі келген ақпараттық сигналдардың орындау көлемініне
байланысты. Қазіргі кездің электр жетегінің жұмысы барысы кезінде негізгі
біліктерінің бұрылу бұрышына, жылдамдықтарының қозғалысына
байланысты параметрлерінен басқа электр жетектерінің жай-күйі,
технологиялық үрдүстің өту туралы және сыртқы факторлардың жағдайына
байланысты қосымша ақпараттар пайдаланылады. Бұл деген кинематикалық
солқылды және қатаңдықты азайтуға және электр жетектің басқа да
функционалды мүмкіндіктерін кеңейтеді, яғни тиімді басқару жүйесін құруға
мүмкіндік береді.
5. Механикалық бөлікті қарапайымдылау негізінен күрделі жаңа
функцияларды қолданумен, басқару заңдарын қиындатумен қатар жүреді.
Жүктеменің әсерінен механикалық бөліктегі қозғалысының қиындауын электр
жетектің басқару жүйесін және динамикалық сипаттамаларын жақсарту
арқылы компенсацияланады. Станоктарда деталдарды өңдеудің қателігі 10-2 -
10-3 % болатындай дәлдікте жоғарлайды.
6. Сандық және микропроцессорлық басқарудағы жүйені пайдалану.
Осындай жүйелер қазіргі кездегі электр жеткетің бір қатар себептеріне
байланысты алынбас бөлігі болып табылады:
-
электронды есептеу машиналарымен басқарылуының
қарапайымдылығы;
- бағдраламаларды енгізу мүмкіншілігі;
- жоғарғы дәлдік;
- сыртқы әсерлерден қорғанысының барлығы;
- басқару жүйесінің қолайлығы;
- диагностылауға деген мүмкіншіліктің болуы;
- электр жетекке тиімді басқаруды құрудың кең мүмкіншілігінің болуы.
7. Электр жетектің жинақтылығы. Белгілі бір технологиялық үрдістерге
арналып кешенді түрде арнайы ақпараттық мәліметтерімен, энергетикалық
және механикалық элементтерімен бірге сатылады.
1.2
Тізбектей қоздырудағы
тұрақты
ток
қозғалтқышының
электрмеханикалық қасиеттері
+
1.1
суретте
U
тізбектей
-
қоздыруда қозғалтқышты қосу сұлбасы
келтірілген. Механикалық және
электрмеханикалық сипаттама теңдеуі
тәуелсіз қоздырудың тұрақты токтағы
I
E
М
ОВ
М
қоздыруда қозғалтқышты
қозғалтқышқа арналған теңдеумен сәйкес
келеді. Басты айырмашылық, ТҚ ТТҚ ағыны
жүктеме тогының функциясы болып
табылады, яғни
I , (1.3)
қосу сұлбасы
U дв
kФ(I )
Rдв
(kФ(I ))2
М .
(1.4)
Rдв RЯ RОВ .
Сурет 1.1-тізбектей
U дв Rдв
kФ(I )
kФ(I )
Ф=φ(I) - тәуелділігі-магниттелу сипаттамасы - қарапайым аналитикалық
мінездеме бермейді және оның мысал түріндегі суреті
1.2 суретте
көрсетілген.
ТҚ ТТҚ сипаттамасының тұрғызылуы берілгендер бойынша немесе
дайындалу ұсынылған завод кестелі немесе графикалық түрдегі немесе
арнайы әдебиетте келтірілген универсалды сипаттама қолдануда, немесе (1.3
суретті қара).
Ф
М,
2.5
2
1.5
1
0.5
0
I
0
0.5
1
1.5
2
i
2.5
Сурет 1.2 - Ф=φ(I) - тәуелділігі-
магниттелу сипаттамасы
Сурет 1.3 - ТҚ ТТҚ
сипаттамасы
Соңғысы қатысты бірліктер қозғалтқыш тоғынан момент пен
жылдамдық тәуелділігін ұсынады. Абсолютті бірлікке өту базалық номиналды
өлшем арқылы іске асады.
Осындай механикалық ТҚ ТТҚ сипаттамасының тұрғызылуы 1.4
суретте көрсетілген. Жүктеме өзгеру аумағында сипаттама қатаңдығы тұрақты
емес. Осы түрде біршама жүктемеде ТҚ ТТҚ транспорттайтын құрылғы
қолдануда анықталатын бірсарынды жіберу болады.
Оның тағы бір ерекшелігі идеалды бос жүріс жылдамдығында (яғни, I=0
болған кезде).
ω
0
0
U дв
kФ(I 0)
МК
.
М
Сурет 1.4 - ТҚ ТТҚ механикалық сипаттамасы
Бұл осындай машиналарды білікке жүктемесіз жіберуге болмайтынын
білдіреді. Реалды машиналарда ω0 өлшемі қалған магнитті өрістерде шектеулі,
бірақ номиналды ондық рет көтеруге болады.
Жасанды ТҚ ТТҚ статикалық сипаттама. Қозғалтқыштың реостатты (1.5
суретте сұлбасы көрсетілген) сипаттамасын табиғи сипаттаманы қолданып
тұрғызуға болады.
ω
Rдоб2 Rдоб1
I
+
E
U
Rдоб1
Rдоб =
0
М
ОВ
М
Rдоб
0
М
Сурет 2.6 - Қозғалтқыштың
реостатты сипаттамасы
Егер, қозғалтқыш жылдамдығы табиғи сипаттамада ωе бірнеше
жүктемелі, ал жасанды - ωи болса, онда
и е
U н I (Rд в Rд о б )
U н IRдв
.
(1.5)
Егер жүктеменің белгілі бір мәніндегі реостатты сипаттамада
жылдамдық өлшемі берілсе, онда (1.5) қатынасымен қайтардағы тапсырманы
шешуге: берілген нүкте арқылы сипаттама өту үшін қосуға керекті қосымша
кедергі шамасын табуға болады.
Зәкірді аз жүктемемен (1.7 суретті қара)
шунттаған кезде, зәкірдегі
кернеу номиналдыдан аз болып және қоздыру тогы нөлге емес мына өлшемге
ұмтылуы мүмкін.
I B
U
RП RОВ RШ
.
(1.6)
Сондықтан бұл сұлбада қозғалтқыш жылдамдығы идеалды бос жүріс
кезінде соңғы мәнді және механикалық сипаттамасы жоғары қатаңдыққа ие
болады.
Сурет 2.5 - Қозғалтқыш реостатты
+
U
ω
I
E
RП
ω0Ш
Ест.
М
RШЯ
ОВ
М
IЯ.пр
0
RШ = 0
RШ = infinity
А
I
Сурет 1.7 - Идеалды бос жүріс
кезіндегі қозғалтқыш
Сурет 1.8 - Қозғалтқыштың
жылдамдығы идеалды бос жүріс
кезіндегі механикалық сипаттамасы
Келтірілген сұлбалардан басқа, тізбектей қоздырылатын ТТҚ жетекте
қозғалтқышты шунттаумен (1.9 суретті қара) ОВМ және зәкірмен бірге және
қоздыруды шунттау (1.10 суретті қара) нұсқалары қолданылады.
U
U
I
E
М
ОВМ
RП
I
E
М
ОВМ
М
М
RШ
Сурет 1.9 - ТіДзбектей қоздырылатын
ТТҚ жетекте қозғалтқышты
шунттау сұлбасы
RШВ
Сурет 1.10 - Тізбектей
U
ОВМ және зәкірмен бірге және
қоздыруды шунттау сұлбасы
1.3
Электр
жетектегі
асинхронды
қозғалтқыштың
электрмеханикалық қасиеттері
Асинхронды қысқа тұйықталған электрқозғалтқыш (1.11 суретті қара)
және фазалық роторлы АҚ (1.12 суретті қара) үлкен ресурста жұмысына
қатысты жұмыста жоғарғы көрсеткіштілігімен, жақсы реттегіштік қасиетімен
электржетекте кеңінен таралды.
1.13 суретте элетрқозғалтқыштың активті r1 және индуктивті x1 кедергілі
магниттеуші контурлы параметрлерінің бір фазасының орын басу сұлбасы
көрсетілген.
М
қоздырылатын ТТҚ жетекте
r1
x1
x΄2
U1Ф
I1
xm
I2΄
r2΄s
Сурет 1.11 -
Қысқа
тұйықталған
ассихронды
электрқозғалтқыш
Сурет 1.12 -
Фазалық роторлы
ассинхронды
қозғалтқыш
Сурет 1.13 - Электрқозғалтқыштың
магниттеуші контурлы
параметірлерінің бір фазасының орын
басу сұлбасы
Орын басу сұлбасында:
r1 - статорлық орама фазасының активті кедергісі;
r2′ - статорға келтірілген роторлық орама фазасының активті кедергісі;
x1 -статорлық орама фазасының индуктивті кедергісі;
x2′- статорға келтірілген роторлық орама фазасының индуктивті
кедергісі;
xm - магниттеуіш контурдың индуктивті кедергісі.
Орын басу сұлбасына сәйкес, I2' роторлық тоқ мынадай мәнге ие болады
(r1
r2
s
U1Ф
.
(1.7)
(1.7)-тен байқағанымыздай I2' роторлық ток тайғанаудан s тәуелді, яғни
машинаның роторының айналу жиілігінен, сондықтан
s
0
0
.
(1.8)
Байқағанымыздай, s = 1 тайғанауды жіберу кезінде (бұл жердегі айналу
жиілік мәні = 0 ), ал = 0 айналу жиілігінде идеалды бос жүріс тайғанауы s
= 0 тең. (1.7) қатынасынан байқағанымыздай, роторлық тоқты жіберуде
максималды мәнге I2к' (8 10)Iном жетеді және оны шектеу керек.
Ротор тогының жиілігі fp торлық кернеудің fp = fc s жиілігінің fc мәнінде,
s = 1 жіберілуінде асинхронды машина fp= fc = 50Гц болғанда кернеу
трансформаторы бола алады. Қозғалтқыштың екпіні мен sн 0,1-дан аспайтын
номиналды тайғанайтын sн жұмысы кезінде, ротор тогының жиілігі fp = 1..5Гц
де төмендейді.
I 2
)2 ( x1 x2 )2
Желіден АҚ қолданатын қуат Р1, статор орамасына және магниттеу
контурындағы шығынды жабуға кетеді және оның қалдығы электрмагниттік
қуатқа түрленеді, ол мынаған тең
PЭ mI 2
s
.
(1.9)
Өз кезегінде,
PЭ M 0 , және (1.7) мен (1.9) шеше отырып,
электрмагниттік моменттің мәнін таба аламыз
M
0s (r1
r2
s
,
(1.10)
(1.10) тәуелділігі АҚ механикалық сипаттамасының түсініктемесі болып
табылады және тайнағанаудан АҚ-ң моментінің күрделі тәуелділігін ұсынады.
Туындысын алып және нөлге теңестіре отырып экстремумға зерттейміз:
dM
ds
0
(1.10) тәуелділігі тайғанаудың критикалық мәндерінде максимум және
ол мынаған тең
sК
r2
,
(1.11)
және критикалық (максималды) моментте
M К
1
mU12Ф
2 2
. (1.12)
Байқағанымыздай, (+) белгісі
қозғалтқышты режімге, ал (-) белгісі
машинаның генераторлық режіміне
қатысты.
Практикалық есептеу үшін (2...),
Сурет 1.14 - Ассинхронды
қозғалтқыштың механикалық
сипаттамасы
(2...) және (2...) өрнектерінен алынған
Клосс өрнегін қолдану ыңғайлы
2 r2
mU12Фr2
2
)2 ( x1 x2 )
r12 ( x1 x2 )2
2 0 ( r ( x1 x2 ) r1)
М
2M K (1 )
s sK
sK s
,
(1.13)
r1
r2
Ірі асинхронды машиналарда r1 r2' , және ε ≈0, АҚ механикалық
сипаттамасы 3.4 суретте көрсетілген. Сипаттаманың сипаттамалық нүктелері:
1- s=0; М=0, кезінде қозғалтқыш жылдамдығы синхронды жылдам-
дыққа тең;
2- s=sном, М=Мном - қозғалтқыштың номиналды жұмыс режімі;
3- s = sк, М = Мкр.Д - қозғалтқыштық режімдегі максималды момент;
4- s = 1, М = Мп - бастапқы жіберу моменті;
5- s = -sк, М = Мкр.Г - генераторлық режімдегі максималды момент.
АҚ-ң жасанды механикалық сипаттамалары
(1.12) және (1.13) қатынастары
негізінде электрқозғалтқыштың
сипаттамасының қорек кернеуіне әсерін U
талдай отыра, кернеу төмендеген кезде
критикалық тайғанау sк тұрақты, ал
критикалық момент Mкр.д қоректейтін кернеу
шаршысына пропорционал азаяды (1.15
Сурет 1.15 - АҚ-ң
жасанды механикалық
сипаттамасы
суретті қара).
Торлық кернеудің 0,9 Uном мәнге дейін
төмендеуі кезінде, яғни Uном - дан 10%,
критикалық момент Mкр.д 19%-ке азаяды.
Қоректейтін кернеудің төмендеуі кезінде
моменттің алдыңғы мәнін дамыту үшін
қозғалтқыш үлкен роторлы тоқтармен жұмыс
істеуі керек.
Электрқозғалтқышты жобалау кезінде
жіберу (s=1) және критикалық моменттер
(s=sк) мәндері минималды мүмкін болатын
кернеу кезінде жұмыс машинасының
талаптарын қанағаттанды-
ратынына көз
жеткізу керек.
(1.11)-(1.12), қатынастары негізінде
РисуСуре121.16 - АҚ-ң
маханикалық сипаттамалары
ротор шынжырына енгізілген активті кедергі
әсерін талдай отыра, (r2' + Rдоб) тең болатын
ротор кедергісі көбейген сайын, критикалық
тайғанау Sк да көбейеді, бірақ қозғалтқыштың
критикалық моментінің Mкр.д өлшемі
өзгеріссіз қалады.
2
мұндағы
s K .
нок т
1.16 суретте механикалық сипаттамалары көрсетілген. Әдіс жіберілу
кезінде роторлы шынжырға өлшемі бойынша біршама кедергі Rдоб қосылғанда
машина жіберілуі үшін қолданылады. Жіберілу диаграммасы тұрақты токтың
тәуелсіз қоздыру қозғалтқышының жіберу диаграммасына ұқсас.
Роторлы шынжырға кедергіні Rдоб енгізу кезіндегі жасанды
механикалық сипаттаманы есептеу үшін мына қатынас қолданылады
sи se
r21 Rд о б
r21
,
(1.14)
мұндағы sи және se - тайғанаулар жасанды және табиғи сипаттамаларға
сәйкес.
Активті-индуктивті кедергінің роторлы шынжырға енгізілуі (1.17
суретті қара)
табиғи
сипаттамадағы маши- налармен
салыстырғанда машина-ның
жіберілу моментінің үлкен
тұрақтылығын ұстап тұру үшін
қолданылады - машинаның меха-
никалық сипаттмасы
сырғанау
Сурет 1.17-
Рисунок 14
индуктивті
кедергінің
роторлы
шынжырға
енгізілу сұлбасы
Рисунок 15
индуктивті
кедергілердің
машинаның
статорлы
шынжырына
енгізілу сұлбасы
аймағында 1ssк бірқалыпты
қисық болып келеді. Машинаның
критикалық моменті Mкр.д және
критикалық тайғанауы sк (6) және
(7) қатынастарына сәйкес өзгереді.
Активті және индуктивті
кедергілердің машинаның
статорлы шынжырына енгізілуі
(1.18 суретті қара) машинаның
жіберілу тогының шапшаңдығын
азайту үшін қолданылады, кернеу статордың қысқыштарында болғандықтан
ток функциясы болып табылады және жіберілу тогының азаюымен
көрсетілген кернеу көбейеді және де Uном-ң жақын мәніне дейін қайта қалпына
келеді.
1.4 Асинхронды қозғалтқыштардың тежелу режімдері
Рекуперативті тежелу ωω0 жылдамдықпен активті моментті айналуы
кезінде іске асырылады (1.19 сурет). Егер ротордың жылдамдығымен
айналуы кезінде статор 0 өрісінің жиілігін азайтса (bc сипатама телімі 1.20
суретте) бұл режім орын алады. Бұл жерде активті моменттің ролін ротордың
Активті-
Сурет 1.18 -
Активті және
айналу моментінің инерциялық күштері орындайды. Бұл үрдіс алдында
оқылған тұрақты қозғалтқыштың рекуперативті тежелуіне ұқсас.
Сурет 1.19 - Тежелу ωω0
жылдамдықты активті
моменттің айналу кезіндегі іске
асырылуы
Сурет 1.20 -
Ротордың жылдамдығымен айналуы
кезінде статор 0 өрісінің жиілігінің
азаюы
А
В
С
А
В
С
ω0
ω
М
М
0
МС
М
a)
b)
-ω0
Сурет 1.21a),b) - Керіқосылатын АҚ-ң тежелуі
Керіқосылатын тежелуді алу үшін
статордың кез келген екі фазасын орнын
ауыстыру керек (1.21а) суретті қара). Бұл кезде
өріс айналуының бағыты өзгереді, машина кері
қосылу режімінде тежеледі, содан соң
реверстеледі (1.21b) суретті қара).
Көтергіш механизмдерде реостатты
керіқосылу жүйесі қолданылады (күштік түсіру
1.22 сурет). Фазалық роторлы АҚ роторының
шынжырына АҚ жұмыс режімін IV ширекке
Сурет 1.22 - Көтергіш
механизімдерде реостаты
кері қосылу жүйесінің
сипатамасы
ауыстыру үшін жеткілікті қосымша кедергі
енгізіледі (b нүктесі).
А
В
С
Статорға тұрақты ток қосылған, ал роторы
кедергіге тұйықталған (1.23 суретті қара) тордан
ажыратылған айнымалы ток АҚ генераторлы
RП
М
R2д
Сурет 1.23 - АҚ
генераторлы режімде
+
_
режімді ұсынатын динамикалық тежелу режімі
спецификалық болып табылады. Бұл режім АҚ
тордан ажыратқаннан кейін реверссіз тез тоқтату
қажет болған жағадайда пайдаланылады. Статор
орамына жақындатыл- ған тұрақты ток кеңістікте
қозғалмайтын өріс тудырады. Ротордың айналу
кезінде, оның орамында әсерінен айнымалы ток
ағатын айнымалы ЭҚК болады. Бұл ток та
қозғалмайтын өріс тудырады. Статор және ротор
өрістері қосыла отырып нәтижелі өрісті
анықтайды, әсер нәтижесінде ротор тогында
тежелу моменті пайда болады. Қозғалтқыш
білігінен келетін энергия, роторлы шынжыр
кедергілерінде ыдырайды. Статор өрісінің
магниттеуші күш (МК) өлшемі статор орамының байланыстыру сұлбасынан
және тұрақты ток өлшемінен тәуелді. Тұрақты токты статор шынжырының
қоректендіруінің екі сұлбасы аса кең таралған, 1.24 суретте көрсетілген.
Есептеу қолайлы болу үшін тұрақты токты өлшемі бойынша эквивалентті
магниттеуші күші айнымалы үшфазалы токпен ауыстырамыз. Симметриялы
үшфазалы жүйеде айнымалы токтың әсер ететін мәнінің магниттеуші күшінің
амплитудасы:
F
3 2
2
Iw1.
Айнымалы токты IЭКВ белгілеп және тұрақты ток және эквивалентті
айнымалы ток арқылы алынған МК мәндерін теңестіріп, жұлдыз сұлбасы
үшін алатынымыз (1.25 суретті қара)
бұдан
I ЭКВ
2
3
I П .
IП
IП
+
_
IПw1
√3IП
w1
IПw1
13I
П
13I
+
23I
П
23IП
w1
13IП
w1
13IПw1
IПw
1
П
шынжырының қоректендіру сұлбасы
_
Сурет 1.24 - Тұрақты токты статор
Үшбұрыш сұлбасы үшін
3 2
2
I ЭКВw1 I П w1 және I ЭКВ
2
3
I П
IЭКВ2
ω
Rд2
ω
Осылайша тежелу сұлбасын таңдап және тұрақты ток өлшемімен қоса, МК бойын
IЭКВ1
Rд1
МКТ2
МКТ1
0
М
МКТ
0
М
Сурет 1.25 - Жұлдыз сұлбасы үшін алынған тежелу
режимі
1.5
Электр
жетек координатының
реттелуі.
Тұрақты
ток
қозғалтқышының реттелуі
Реттелудің негізгі көрсеткіштері
1) Координаттың реттелу нақтылығы мүмкін болатын берілген мәндер
ауытқушы факторлар әсерінен ауытқулар арқылы анықталады, мысалға
жылдамдық реттелуі кезінде жүктеме өзгеруі, қозғалтқыш моментінің
реттелуі кезіндегі жылдамдық өзгеруі, тор кернеуінің тербелуі және т.б.
2) Реттелу диапазоны берілген реттелу әдістері кезінде мүмкін болатын
айнымалы мәндердің өзгеру аралығын сипаттайды:
D
xmax
xmin
.
(1.15)
3) Реттелудің бірқалыптылығы реттелу диапазонында берілген реттелу
әдістері кезінде іске асырылатын реттелетін параметрлердің үздікті мәндер
санын сипаттайды. Бірқалыптылық коэффициентімен бағаланады
k ПЛ
xi
xi xi 1
.
(1.16)
4) Электр жетекке реттелудің енгізілуі кезіндегі үнемділік техника-
экономикалық есептеулері арқылы анықталады (бизнес-жоспармен бірге
жүреді), шығындарды санайтын және эксплуатациялық шығындар, олар
өндірістіліктің жоғарылығы және құрылғы сенімділігі және өнім сапасы
болуы керек.
5) Реттеудің динамикалық параметрлері (1.26 суретті қара):
x
xУСТ
∆xmax
t
а) тез қозғалу - әсер өзгерісіне
электржетектің реакциясының
тездігі:
-tP - айнымалының бірінші рет
орнықты мәнге ие болатын реттеу
уақыты;
-tmax-бірінші максимум уақыты;
-tПП-барлық бос құрамдары
өшетін өтпелі процесстің жалпы
tЗ
tP tmax
Сурет 1.26- Реттеудің
tПП
уақыты.
b) қайта реттеу динамикалық
қате - xУСТ -дан максималды ауытқу
динамикалық параметрлері
xmax %
xmax
xУСТ
.
(1.17)
с) Тербелмелілік
Тұрақты токтың реттелетін элекржетектері. ТҚ ТТҚ жылдамдығының
реостатты реттелуі. Ф - var кезіндегі ТҚ ТТҚ-ң механикалық сипатттамасы
және реттелу сұлбасы 1.27 a), b) суреттерде көрсетілген.
ω
ω0
ωC
+
+
М
-
R
1
R
2
R
3
-
ωma
xωc
ωpmi
n
МC МK
М
OBM
a) b)
Сурет 1.27 a), b) - Ф - var кезіндегі ТҚ ТТҚ-ң
механикалық сипатттамасы және реттелу сұлбасы
1. Реттелудің нақтылығы
Реттеудің абсалютті қатесі төмендегідей:
max
max min
2
M C max M C min
2
,
(1.18)
мұндағы
kФ 2
RЯ
реттеудің салыстырмалы қатесі
max
cp
max min
max min
M C max M C min
2 cp
.
(1.19)
2. Реттеудің жоғарғы аралығы ТТҚ табиғи сипаттамасымен, төменгі
аралығы
-
қосымша кедергідегі шығындармен және механикалық
сипаттамаларда болатын қатаңдықтармен шектелген. Реттеу диапазонын
D=1.5...2 жоғарылатпау керек.
3. Реттеудің бірқалыптылығы: Сатылы реттеу. Бірқалыптылық -
реттелетін кедергінің секция санымен анықталады.
4. Үнемділік:
4.1 ТП-Д-мен салыстырғанда капиталды шығындар мен қолданыс
шығындары үлкен емес.
4.2 Реттеу кезіндегі қуатты біршама жоғалуы:
U I Я RЯ E ; UI Я I Я2 RЯ EI Я ,
мұндағы UI Я - тордан қолданылатын қуат;
(1.20)
EI Я РЭМ
-
механикалық қуатқа түрлендірілген
электр
магниттік қуат;
I Я2 RЯ Р - зәкірлі шынжырдағы қуат шығыны;
U kФ 0 ; Е kФ , содан кейін
P kФ 0 I kФ I M 0 M M ( 0 ) ,
яғни, қуат шығыны реттеу тереңдігіне пропорционал.
Магнит ағынын өзгерте отырып, ТҚ ТТҚ жылдамдығын реттеу.
(1.21)
Ф -
var кезіндегі ТҚ ТТҚ-ң механикалық сипаттамасы және реттеу сұлбасы 1.28
a), b) суреттерде көрсетілген.
Біраумақты реттеу - негізгі жылдамдықтан жоғары. Реттеу ауқымы
жылдамдықтың жоғарғы аралығымен шектелген, белгілі бір зәкірдің
механикалық беріктілігімен және коллекторлы-щеткалы түйіндегі коммутация
шарттарында D=6-8 мәніне жетеді. Әдетте бұл амал, жылдамдықты негізінен
төмен қарай реттеуге мүмкіндік беретін басқалармен сәйкестендіріп
қолданылады. РВ ретінде вентилді немесе электр машиналық қоздырғыштар,
ал аз қуатты ТТҚ
қолданылады.
үшін автотрансформаторлар немесе реостаттар
+
-
ω02
ω
M
ω01
Ф2 Ф1
+
OB
M
РВ
-
a)
ω0е
b)
Ф1 Фном
МК2
Ф=Фном
МК1
МКе
М
Сурет 1.28 a), b) - Ф - var кезіндегі ТҚ
ТТҚ-ң механикалық сипаттамасы және
реттеу сұлбасы
Генератор - қозғалтқыш жүйесінде ТҚ ТТҚ-ң реттелуі 1.29 суретте
көрсетілген сұлба арқылы іске асырылады.
Генератор зәкірі ФГ ≈ const жылдамдықпен айналған кезде, оның
қысқыштарында ЭҚК ЕГ = kФГωГ және электромеханикалық сипаттамасы
төмендегідей
Д
Е Г I (RГ R Д )
kФ Д
kФГ Г I (RГ R Д )
kФ Д
.
(1.22)
М3 қозғалтқыштың жылдамдығын реттеу қоздыру ФГ (яғни, зәкір
кернеуімен) ағынының өзгеруімен төмен табиғи сипаттамадан және ФД ағын-
жоғары іске асырылады.
Осындай реттеуді екіаймақты деп атайды және алшақтатылған жүйеде
реттеу ауқымын D = 8-10 дейін және тұйықталған жүйе басқаруында D = 1000
дейін үлкейтуге мүмкіндік береді.
А В С
I
М1
ωГ
М2
ЕГ
М3
ωД, МД
OBM2
OBM3
Сурет 1.29 - Генератор - қозғалтқыш жүйесі
Реттеу бірқалыпты, сондықтан қоздыру шынжырында жүзеге асады.
Қуатты бірнеше рет электрмеханикалық түрлендіруне байланысты, ПӘК-інің
төменділігі кемшіліктерінің бірі болып табылады. Жүйенің қосынды ПӘК-і
мынаған тең болады:
ω
ФД2ФД1
ФД1ФДН
Ест.
EГ=UН
ЕГ1ЕГ
ЕГ2ЕГ
1
0
IC
I
Сурет 1.30 - Жүйенің қосынды ПӘК-
інің сипаттамасы
Г Д М 1 М 2 М 3 .
(1.23)
Г-Қ жүйенің тағы да бір кемшілігі үлкен салмағын тексеретін
көрсеткіштер. Қазіргі уақытта бұл жүйелер басқарылатын вентилді түзеткішті
жетектермен ығысып шығарылады.
1.6 Асинхронды қозғалтқышты реттелетін электр жетектер
Айнымалы токтағы электрқозғалтқыштың айналу роторының жиілігін
былай анықтауға болады.
2 f
pп
(1 s) ,
(1.24)
мұндағы f - қоректенетін кернеу жиілігі;
pп - полюс жұптарының саны;
s - сырғу.
(1.24) ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Бұл дипломдық жобада
астық ұсақтағыштың электр жетегінің
жүктемесін реттейтін микропроцессорлық жүйені құрастыру қарастырылған.
Негізгі бөлімінде
автоматтандырылған электр
жетек жүйесінің
белгілеулері мен құрамы, электр жетек қозғалыстарының теңдеулері, электр
жетектің типтік статикалық жүктемелері, тұрақты токтағы қозғалтқыштың
жасанды электрмеханикалық, механикалық сипаттамалары және режимдері
қарастырылды. Сонымен қатар тізбектей қоздырудағы тұрақты токтағы
қозғалтқыштың электрмеханикалық қасиеттері, электр жетектегі асинхронды
қозғалтқыштың электрмеханикалық қасиеттері, электр жетек координатының
реттелуі, тұрақты токтағы қозғалтқыштың реттелулері де кірді.
Екінші бөлімде астық ұсақтағыштың электр жетегінің автоматты
басқару жүйесіне зерттеу жургізілді. Астық ұсақтағыштың электр жетегінің
жүктемесінің моментін тұрақтандыру қарастырылған. Ең тиімді реттеуші
құрылғы таңдалынды. Электр жетегінің жүктеме моментінің уақытқа қатысты
өзгерісі зерттелді. Қозғалтқыш статорындағы кернеуі реттелетін асинхронды
электр қозғалтқыштың MATLAB - тағы құрылымдық сұлбасы жасалып,
шығыс сипаттамалары алынды.
Өмір тіршілік қауіпсіздігі бөлімінде астық ұсақтағыш орналасқан
цехында еңбек ету жағдайына талдау жасау, цехта жұмыс жасағанда электр
қауіпсіздігін қамтамасыз ету, жерге қосу қондырғыларына есептеу жүргізу
және цехтағы шу мен дірілді азайту сиақты сұрақтар қарастырылды.
Экономикалық бөлімінде астық ұсақтағыштың
электр жетегін
жетілдіруге кететін капиталды шығындар, электрэнергия шығындары және
экономикалық тиімділік есептелінді.
Аннотация
В дипломном проекте рассматривается составление микропроцессорной
системы позволяющая регулировать нагрузку электропривода зернодробилки.
В основной части рассматирвается обозначения и конструкция система
автоматизированного электропривода, уравнения движения, типовые
статические нагрузки, искуственные электромеханические, механические
характеристики и режимы двигателя постоянного тока. А также
рассматриваются электромеханические характеристики двигателя
постоянного тока последовательного возбуждения, электромеханические
характеристики асинхронного двигателя в электроприводе, регулирование
координата электропривода и регулирование двигателя постоянного тока.
Во второй части были проведены исследование САУ зернодробилки.
Рассмотрена устойчивость момента нагрузки электропривода зернодробилки.
Выбрано самое эффективное регулирующее оборудование. Исследуется
изменение нагрузочного момента электропривода касательно времени. В
среде MATLAB cоставлена структурная схема и выходные характеристики
асинхронного двигателя с регулируемым напряжением на статоре.
В разделе безопасности жизнедеятельности рассматриваются вопросы
касательно анализа рабочего условия рабочих в цехе где расположена
зернодробилка, обеспечивание электробезопасности во время работы в цехе,
ведется расчет устройств защитного заземления и уменьшение шума и
вибрации в цехе.
В экономической части расчитаны капитальные затраты, расходы на
электроэнергию и экономическая эффективность на модернизацию
электропривода зернодрбоилки.
Мазмұны
Кіріспе
10
1
1.1
1.2
Электр жетегі қазіргі өндірістің дамуының негізі болып
табылады
Электр жетегінің дамуының қысқаша тарихы
Тізбектей қоздырудағы тұрақты ток қозғалтқышының
электрмеханикалық қасиеттері
11
11
18
1.3
Электр
жетектегі асинхронды қозғалтқыштың
21
электрмеханикалық қасиеттері
1.4
Асинхронды қозғалтқыштардың тежелу режімдері
25
1.5
Электр
жетек координатының реттелуі. Тұрақты ток
28
қозғалтқышының реттелуі
1.6
2
2.1
Асинхронды қозғалтқышты реттелетін электр жетектер
Астық ұсақтағыштың электр жетегінің автоматты басқару
жүйесін зерттеу
Статор тоғы жалы мағұлматты қолдана отырып, астық
33
38
38
ұсақтағыштың
тұрақтандыру
электр
жетегінің жүктемесінің моментін
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
3.1
3.2
3.3
4
Электрлік қозғалтқышты таңдау және электрмеханикалық
сипаттамаларды есептеу
Күштік трансформатордың қуатын есептеу және таңдау,
түрлендіргіш вентильді таңдау
Теңгеруші және тегістеуші редакторлардың ( дросселдердің)
индуктивтіліктерін есептеу
Жетектің параметірлерін анықтау және электрмеханикалық
сипаттамалар тұрғызу
Жылдамдық бойынша үзілу тогы бойынша теріс кері байланысы
бар екі контурлы электр жетегінің жүйесі
Басқарылатын түзеткіш, автоматты басқару жүйесінің звеносы
ретінде
Кері байланыстардың параметрлерін анықтау
Жылдамдық бойынша және үзілу тоғы бойынша теріс кері
байланысы бар жетекті есептеу және сипаттамаларын тұрғызу
Өмір тіршілік қауіпсіздігі бөлімі
Астық ұсақтағыш орналасқан цехында еңбек ету жағдайына
талдау жасау
Цехта жұмыс жасағанда электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету.
Жерге қосу құрылғысына есеп жүргізу
Цехта пайда болатын шу және дірілді азайту бойынша шаралар
қолдану
Экономикалық бөлім
56
59
61
62
64
66
69
70
72
72
76
79
83
4.1
Астық ұсақтағыштың
электр жетегін жетілдіруге кететін
83
капиталды шығындар
4.2
Электрэнергия шығындары
87
4.3
Экономикалық тиімділік
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
88
90
91
Кіріспе
Осы кездегі автоматтандырылған электр жетегінің (АЭЖ) негізгі
мақсаттары:
- жүргізу, тежеу, реверстеу процестерін басқару. Бұл жұмысты АЭЖ
тұйықталмаған жүйесін орындай алады. Басқару процесінде токты бақылау
дәлдігі төмен болады. Механикалық сипаттаманың қатаңдығы табиғидан
нашар болады. Қазіргі уақытта АЭЖ ең көп таралған топ;
- берілген шамаларды (ток, жылдамдық, қуат, және т.б.) тұрақтандыру
(тұрақтандыру функциясы).
Қазіргі автоматтандырылған электр
жетек жүйесіне, әсіресе,
технологиялық қондырғылармен күрделі автоматты басқару жүйесінде жұмыс
істейтін электр жетегінің қозғалысты басқарудың сапасына тым қатаң
талаптар қойылады. Дәл технологиялық қондырғыларда, манипуляторларда
электр жетегіне берілген тез әрекеттілігін, орнын анықтау және дәлдігін,
үлкен тұрақтылық пен
жылдамдықты реттеудің кең диапазонын ,
жылдамдықтың шектелуін және т.б. қамтамасыз етеді.
Астық ұсақтағыш (диірмен, дәнжарғыш) - фермерлікшаруашылық пен
жеке кәсіпте қажетті көмекші құрал. Оның көмегімен бидайды ұсақтауға
болады (мысалға, жүгері, бидай, сұлы), үй жануарлары мен құстарына тамақ
ретінде.
Кейбір диірмендерді құрамында май бар заттарды жаруға қолданылады
(мысалға, күнбағыс). Бұл жағдайда ұсақтаудан кейін алынатын өнім майлы
емес заттар өнімдерінен ірі болып келеді. Бұдан басқада дәнжарғыштардың
өзге түрлері де бар. Мысалға, дәнді дақылдар тамырларын, жүгеріні
ұсақтайтын.
Астық ұсақтағыштың жұмысының негізі - орталық күш, пышақтардың
жоғары жылдамдықпен айналуы. Жұмыстық принципі кофе үккішке ұқсас
келеді. Бірақта одан быраз айырмашылықтары бар. Біріншіден қуаты. Астық
ұсақтағыштың қуаты кофе үккіштікіне қарағанда бірнеше есе үлкен.
Екіншіден астық ұсақтағышқа өнімдерді бірқалыпты салу керек.
1 Электр жетегі қазіргі өндірістің дамуының негізі болып табылады
1.1 Электр жетегінің дамуының қысқаша тарихы
Жұмыс машинасына қозғалысты жеткізетін кез келген құрылғыны
жетек деп аталады. Қолмен басқарылатын жетек, желдік қозғалтқыштардың,
судың немесе газдың турбиналарының, іштен жану қозғалтқыштарының
электр жетектері, және де электр қозғалтқыштың электр жетегі деп әр
түрлеріне ажыратылады. Электр жетегі мыналардан тұрады: электр
қозғалтқыштан; қозғалтқыштан жұмыс органына (өндірістік механизмге)
беріліс құрылғысы; қозғалтқышты басқаруға деген әр түрлі аппараттар.
Б.С.Якоби айналмалы қозғалыс принципіне негізделген бірінші тұрақты
тоқтағы электр қозғалтқышты 1784 жылы жасап және осы қозғалтқышты 1838
жылы катерді қозғалысқа келтіруге қолданылды. Бұл деген алғашқы
өндірістік үлгідегі электр жетектің жасалу уақыты болып табылады. Электр
қозғалтқышытың жетілмегендігі және қозғалтқышты қоректендіріп тұрған
гальваникалық батареяның үнемсіздігі электр жетектің сол уақыттағы
практикалық қолданысқа ие болмау себебі болып табылады. Б.С. Якоби
электр жетегін ойлап құрастыру бағытындағы жұмыстарын бірқатар
зерттеушілермен жалғастырылды. Бірақта электр энергиясының жарамды
қорек көзінің болмауынан өндіріске электр жетегін ендіруге мүмкіндік
болмады. 1789 жылы орыстың инженері М.О. Доливо-Добровольскидің ойлап
құрастырған үш фазалы ток жүйесі электр энергиясын өндіріске қолданудың
алғашқы жолын ашты. Тиімділігі жоғары, экологиялық зиянсыз электр жетегі
жұмыс механизмдерін қозғалысқа келтіру құрылғыларының арасында басты
орын алады. Қазіргі кездегі айнымалы тоқтағы реттелетін электр жетегінің
орындаушы механизмі технологиялық үрдістің өндіретін өнімділгін тиімді
арттырып және шығарылған өнімнің сапасын жақсартуға ықпалын тигізетін
функцияларға ие.
Электр жетектің негізгі құрамы
Электр жетегі деп орындаушы механизмді қозғалысқа келтіруге
арналған және осы қозғалысты басқаруға арналған электр қозғалтқыштан,
түрлендіргіштен, беріліс және басқарушы құрылғыдан тұратын
электрмеханикалық жүйені айтады.
Автоматтандырылған электр жетектің құрылымдық сұлбасы келесі
бөліктерден тұрады. Бұл жүйенің құрамына кіретіндер: БҚ - тапсырма беруші
құрылғы; БҚ - басқару құрылғысы; УП - электр энергиясын басқаратын
түрлендіргіш; Қ - электрқозғалтқыш; Р - редуктор; ОМ - орындаушы
механизм; КБ1 - қозғалтқыштан шығатын кері байланыстағы датчиктер; КБ2 -
орындаушы механизмнен шығатын кері байланыстағы датчиктер.
Тапсырма беруші құрылғы басқару құрылғысына командалық
сигналдарды береді, олар уақыт бойынша өзгереді. Басқарушы құрылғы
ретінде электр жетекті бағдарламалық басқаруды іске асыратын контроллер
немесе процессор пайдаланылуы мүмкін. Басқару құрылғысы электр
қозғалтқыштан және орындаушы механизмнен кері байланыс арқылы келетін
сол кездегі электр жетектің және өндірістік үрдістің күй жағдайы туралы
ақпаратты математикалық өңдейді. Алынған ақпраттың негізінде басқару
құрылғысы басқарылатын түрлендіргішке басқарылатын сигналды береді,
бұдан кейін токты, кернеуді, жиілікті немесе басқа М қозғалтқышқа
келтірілген электр энергиясының сапалық көрсеткішіне қажетті дәлдікпен
және жылдамдығымен өзгертеді.
Қазіргі кездегі электр жетектерінде тапсырма беруші құрылғы және
басқару құрылғысы бір электронды құрылғының ішінде біріктіріліп жасалуы
мүмкін.
Электр энергиясын басқарылатын түрлендіргіштерінің статикалық және
айналмалы типтері болады.
Қазіргі кездегі электр жетектерінде пайдаланылатын статикалық
басқарылатын түрлендіргіштерге біріншіден магниттік күшейткіштер,
тиристорлы түрлендіргіштер және транзисторлы түрлендіргіштер жатады.
Магниттік күшейткіштердің негізгі кемшіліктеріне массалық габариттік
көрсеткіштері және бағасының жоғарлығы, және бағасының төмендеу
мүмкіндігінің аздығы, яғни мыстың және болаттың бағаларының
қымбаттылығы уақыт өткен сайын төмендемейтінін уақыт көрсетіп отыр.
Тиристорлық түрлендіргіштердің іске қосылу уақыты тұрақты уақытқа
ие болғандықтан Т П 0,007 с, жылдам жұмыс істейтін электромеханикалық
жүйелердің қосылуын қиындатады. Сонымен қатар жұмыс істеп тұрған
тиристорды жабу үшін басқарушы электродтан оң кернеуді ажыратып тастау
жеткіліксіз, сонымен қатар анодпен және катодтың арасындағы кернеудің
полярлығын ауыстыру қажет, бұл деген тұрақты токтағы жүйелерде
тиристорларды қолдануды қиындатады және күрделі жүйелік шешімдерге
әкеледі.
Соңғы уақытқа дейін
транзисторлық түрлендіргіштердің негізгі
кемшілігі ретінде өлшенетін қуаттың шектеулігі, өлшенетін шегі оншақты
киловатт болуы. Жартылай өткізгіштегі түрлендіргіші бар қуаты жағынан
күштірек электр жетектері тиристорлық негізде құрылған.
Қазіргі кездегі транзисторлар мыңдаған ампер тогын өткізеді және мың
вольттегі кері кернеуге шыдайды. Бұл деген тиристорларды түрлендіргіштік
техникадан біршама ығыстыруға мүмкіндік етті.
Электр энергиясын айналдыратын түрлендіргіштерге
электромашиналық күшейткіштер және генераторлар жатады. Ерекше орынға
электрлік генераторлар ие. Олар энергияны іштей жанатын қозғалтқыштан
алатын тартушы электр жетегі бар транспорттық құрылғыларда көп
қолданылады. Іштен жанатын қозғалтқыштың энергиясын тек генератор ғана
механикалық энергияға түрлендіреді, мысалға тепловоздарда немесе гибридті
электрмобилдерде.
Қазіргі кездегі тартушы электр жетегінде ең кең қолданысқа ие болған
асинхронды, синхронды және вентильді машиналар.
Электр жетегінде әр типтегі қозғалтқыштар қолданылады. Әлемдік
өндірісте эксплуатацияланатын барлық электр қозғалтқыштардың 80%, үш
фазалы асинхронды қысқа тұйықталған қозғалтқыштар құрайды, себебі
олардың құрлысының қарапайымдылығынан, жұмысының сенімділігінен,
тұрқының жинақтылығынан, бағасының тиімділігінен болып табылады.
Электр жетегіне кіретін редукторлар орындаушы біліктің бұрыштық
жылдамдығын қозғалтқыштың бұрыштық жылдамдығымен салыстырғанда
жоғарлататын
редукторлар және орындаушы механизмнің бұрыштық
жылдамдығын айналу моментінің өсуіне сәйкес төмендететін редукторлар
болып екі негізігі топқа бөлінеді.
Бірінші топтағы редукторларды жоғарғы жыламдықтағы
орындаушыларда қолданылады мысалға центрифугаларда. Электр
қозғалтқыштың максималды айналу жылдамдығы ротордың орталықтан тарту
күштері әсеріне, механикалық мықтылығына және айгөлектерінің тұрықтық
шыдамдылығына байланысты шектелген. Тербелмелі айгөлектің бетік
қозғалысының максималды сызықтық жылдамдығы 20 мc аса алмайды.
Айгөлектің өлшемі үлкен болған сайын, оның максималды айналу
жылдамдығы төмен болады. Мысалға, тербелмелі айгөлектегі диаметрі 15 мм
біліктің максималды айналу жылдамдығы 20000 айнмин құрайды. Біліктердің
айналу жылдамдықтарын жоғарлату үшін сырғу айгөлектерінің орнына ауа
және магниттік ілгіштерді қолданылады. Магниттік ілгіштерінде ешқандай
орамалары жоқ тұрақты магнит түріндегі роторлы вентильді электр
қозғалтқыштар қолданыста бар. Осындай қозғалтқыштың максималды айналу
жылдамдығы 200000 айнмин құрайды. Бұл кез келген орындаушы
механизмге жеткілікті болып табылады. Жоғарғы жылдамдықтағы электр
қозғалтқыштардың пайда болуына байланысты жоғарлатқыш редукторлардың
электр жетегінде қолданылуын азайтты. Көп жағдайда электр қозғалтқыштың
білігі орындаушы білікпен тікелей жалғанады.
Орындаушы біліктің айналу жылдамдығын төмендеткіш редукторларды
электр қозғалтқыштың және жұмыс машинасының жылдамдықтарын
сәйкестендіру үшін электр жетегінде кеңінен қолданылады. Көпшілік
орындаушы механизмдердің жұмыстық айналу жылдамдығы төмен болып
табылады. Мысалға, күн энергиясын электрге және жылуға түрлендіретін
гелиоқондырғы сағаттың көрсеткішіндей күннің жылжуына байланысты
бұрылуын айтуға болады. Осындай құрылғыларда бірнеше жүз мыңдаған
берілістік қатынаспен төмендететін редукторлар қолданылады.
Электр жетектің анықталған қуаты мынаған тең:
Pанык н * М н * к.ц. ,
(1.1)
мұнда н - қозғалтқыштың номиналды бұрыштық жылдамдығы, 1c;
М н - қозғалтқыштың номинал моменті, Нм;
к.ц. - қозғалтқыштың білігінен орындаушы білікке дейінгі, бұл
жерде редукторды ескерілген кинематикалық тізбектің ПӘК.
Белгілі анықталған қуаттағы электр жетектің қозғалтқыштың номинал
жылдамдығы төмен болған сайын қозғалтқыштың массасына және габаритіне
пропорционалды оның номинал қуаты да жоғары болады. Редукторлы
жоғарғы жылдамдықтағы электр қозғалтқыштың редуктордың шығыс
білігіндегі моментіне тең номиналды моменті баяу қозғалатын қозғалтқыштан
төмен.
Осындай қарапайым себепке байланысты массалық габаритті
көрсеткіштері өте ескерілетін жерлерде, мысалы самолеттік жабдықтарда
nн 9000 12000 айнмин жоғарғы номиналды жылдамдықтағы электр
қозғалтқыштары қолданылады.
Редукторлардың кемшіліктеріне үйкелу бөліктеріндегі энергия шығыны,
кинеметикалық солқылдың болуы, механикалық қатаң байланыстылық; тістік
берілістік кедергілердің болуы жатады.
Осы кемшіліктерді қарастырайық:
Тегеріштің (шестерна) бір тістік жұбының ПӘК т.б. 0,98. n тістік
жұпты құрайтын редуктордың ПӘК мынаған тең р.т. 0,98n.
Бір тегерішті жұпты берілістің ПӘК мынаған тең ч.б. 0,8. n тегерішті
жұпты берілістен тұратын редуктордың ПӘК ч.б. 0,8n.
Айта кететін жайт редуктордағы шығын электр жетегі редукторсыз
нұсқадағы баяу жүрістегі электр қозғалтқыштағы шығынан едәуір төмен
болады.
Тегергіш тістері арасындағы және біліктерді бір біріне орнықтырғанда
болатын саңылаулардан болатын кинематикалық солқыл электр жетекті
қосқанда және реверс кезінде және де статикалық жүктеменің моментінің
таңбасы өзгергенде байқалады. Электр қозғалтқыштың және орындаушы
механизмнің беріліс бұрыштарының және айналу жылдамдығының сәйкес
келмеуі, жоғарғы дәлдіктегі электр жетектерінде, мысалға кері байланыстағы
жүйелерде қолдануға болмайды. Сонымен қатар кинематикалық солқыл
механикалық беріліс кезінде соққылы жүктеме түрінде жұмыс істеуіне
әкеледі. Осы себептен электр жетегі, мысалға экскаватордың оңға және солға
бұрылысы кезінде алдымен солқылды режімді жұмыс істеп содан кейін
солқылдың шегі біткеннен кейін жұмыстық жағдайға көшеді.
Кіріс білігін бұрау арқылы шығыс білігіне жүктемелік моментті берген
белгілі бір бұрышқа бұрған кезде редукторда механикалық қатаңдық
байқалады.
бас.
М
С ред.
,
(1.2)
мұнда М - берілетін жүктемелік момент, Нм;
С ред - редуктордың механикалық қатаңдығы, Нмрад.
Біліктерді бұрау редуктордың жүктелген бөліктерін деформациялау
арқылы жүргізіледі. Бұл жағдайда электр жетегін бір массалық жүйе ретінде
қарастыруға болмайды. Нақтыланған есептеулерде электр жетектің
механикалық бөлігін екі массалық жүйе ретінде қарастырылады - электр
қозғалтқыш және орындаушы механизм арасындағы қатаң элемент арқылы
жалғанады.
Жүйедегі элементтің қатаңдығы және кинеметикалық солқылы кейбір
жағдайда тұйықталған электр жетектерінде авто толқулардың пайда болуына
әкеледі. Редукторға келген кіріс білігінің айналысы бірқалыпты болады бірақ
одан шыққан бұрыштық айналыс бір қалыпты болмайды себебі тегергіш тіс
беттерінің идеалы тегіс еместігі әсерінен. Жоғарғы дәлдіктегі электр
жетектерінде бұндай жағдайды қолдану тиімді емес.
Көрсетілген кемшіліктерді жою үшін жоғарғы дәлдіктегі жүйелерде
редукторсыз электр жетектері пайдаланылады, бұл кезде бағасының өсуіне
және жалпы жасалған өнімнің массалық көлемдік көрсеткіштерінің өсуіне
қарамастан электр қозғалтқыштың білігі орындаушы білік ретінде жасалады.
Технологиялық үрдістің сапасын жақсарту мақсатында электр қозғалтқыштың
және орындаушы механизмнің жай-күйі туралы ақпарат алу үшін электр
жетегінде кері байланыстағы датчиктерді (КБД1) және (КБД2)
пайдаланылады.
Электр жетектердің жіктелуі
Әр түрлі электр жетектерін (ЭЖ) келесі белілері бойынша белгіленген
типтерге бөлуге болады.
1.Арналымы бойынша:
- негізгі қозғалыстағы ЭЖ;
- көмекші ЭЖ.
2. Механикалық жүйемен (МЖ) байланысы:
- топтық (бірнеше механизмге бір электр қозғалтқышы (ЭҚ);
- көп қозғалтқышты (бір білікке бірнеше ЭҚ);
- өзара байланысқан (бірнеше ЭҚ және МЖ, олардың жұмыс
органдарының жылдамдықтары, жүктемелері немесе жағдайлары берілген
қатынаста сақталып жұмыс істеледі).
3. МЖ типі бойынша:
- редукторы бар;
- редукторы жоқ.
4. Токтың түрі бойынша:
- тока тұрақты токтағы;
- айнымалы токтағы.
5. Электр қозғалтқыштың типі бойынша:
- тәуелсіз қоздырудағы тұрақты токтағы қозғалтқыш;
- тізбектей қоздырудағы тұрақты токтағы қозғалтқыш;
- аралас қоздырудағы тұрақты токтағы қозғалтқыш;
- үш фазалы қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
- үш фазалы фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш;
- бір фазалы асинхронды қозғалтқыш;
- екі фазалы реттелетін асинхронды қозғалтқыш;
- сызықты асинхронды қозғалтқыш;
- үш фазалы синхронды қозғалтқыш;
- вентильді қозғалтқыш;
- (шаговый) қадамдық қозғалтқыш;
- арнайы қозғалтқыш.
6. Электр энергиясын түрлендіргіштің түрі бойынша:
- жартылай өткізгішті түрлендіргіш (тиристорлы, транзисторлы);
- электромашиналық түрлендіргіш (генератор, электромашиналық
күшейткіш);
- магитті күшейткіш.
7. Автоматтандыру денгейі бойынша:
- автоматтандырылмаған - қолмен басқарылатын;
- автоматтандырылған - оператормен берілген параметр бойынша
автоматты реттелетін электр жетегі;
- автоматты - электр жетекті басқару оператордың қатысуынсыз жүзеге
асырылады.
8. Басқару денгейі бойынша:
- реттелмейтін - жұмыстық жылдамдығы біреу, жетектегі параметрлері
сыртқы әсерлердің нәтижесінде өзгереді.
- реттелетін - жылдамдық басқарушы құрылғының әсерінен өзгереді;
-бағдарламамен басқарылатын - берілген бағдарлама бойынша жұмыс
істейді;
- өзгерісті бақылаушы - берілген сигналдың өзгерісін белгілі дәлдікпен
бақылайды;
- бейімделгіш - машинаның жұмыс істеу жағдайының тұрақты
болмауына байланысты
басқару жүйесінің құрылымының және
параметрлерінің өзгерісін оптималды режімде ұстау мақсатында автоматты
өзгереді.
Электр жетектің жалпы талаптары
Электр жетегіне деген талаптар олардың нақты пайдалану
тағайындалымына сәйкес стандарттармен анықталған.
Жалпы жағдайда электр жетегіне деген басты талаптарын келесі түрде
қорытындылауға болады.
1. Орындаушы механизмнің жоғарғы өнімділігі. Электр жетегі орнынан
қозғалғанда және тежелгенде қажетті жылдамдықтармен, моменттермен
қамтамасыз етуі керек.
2. Жылдамдықты реттеудің кеңдігі он мыңға дейінгі диапазонында
болуы.
3. Реттеудің жоғарғы дәлдігі.
4. Сипаттамалардың тұрақтылығы, бұл қайталанып жасалатын
деталдарда ерекше мәнге ие.
5. Жұмыстың сенімділігі.
6. Энергияны үнемділігі.
7. Бағасының қол жетімділігі.
Электр жетектерінің даму тенденциясы
1. Электрқозғалтқыштың орындаушы механизмге жақындауы. Электр
жетегіндегі кинематикалық тізбектің iк.т. берілістік қатынасын шектеу оның
механикалық бөлігінің жеңілдетілген түріне, оның қатаңдығынынң өсуіне,
динамикалық көрсеткіштерінің және орындаушы механизмге қозғалысты
дұрыс беру дәлдігінің жоғарлауына әкеледі. Бірақта қозғалтқыштан
орындаушы механизмге тікелей механикалық берілісті тек жылдамдықты кең
диапазонда реттеу кезінде ғана қолдануға болады және осындай берілісті
сызықты электр қозғалтқыштарда пайдалану орын алған.
2. Арнайы электр қозғалтқыштарды пайдалану. Қазіргі кездегі электр
жетектерінде қосымша құрылғыларымен және кері байланыстағы
датчиктерімен орнықтырылған инерциясы аз және жоғарғы моменттегі
қозғалтқыштар кеңінен қолданыс тапқан, олар барлық диапазондағы, яғни
олар он мыңдаған жылдамдықтардағы реттеулері қажетті статикалық және
динамикалық сипаттамаларымен және де керекті қорғанысты, тежеуді
қамтамасыз етеді.
3. Элементтік базаны жетілдіру. Жаңа үлгідегі күштік түрлендіргіштерді
және басқару сұлбасын жасау жартылай өткізгішті техниканы дамытумен
байланысты. Арнайы интегралды сұлбаларды пайдаланып тиристорлы және
транзисторлы күштік модульдер жасалады, бұлар басқарудың, сенімділіктің
және массалық габариттік көрсеткіштерін жақсаратады
4. Электр жетектің механикалық бөлігінің қозғалысын жақсарту. Электр
жетектің жетілуі келген ақпараттық сигналдардың орындау көлемініне
байланысты. Қазіргі кездің электр жетегінің жұмысы барысы кезінде негізгі
біліктерінің бұрылу бұрышына, жылдамдықтарының қозғалысына
байланысты параметрлерінен басқа электр жетектерінің жай-күйі,
технологиялық үрдүстің өту туралы және сыртқы факторлардың жағдайына
байланысты қосымша ақпараттар пайдаланылады. Бұл деген кинематикалық
солқылды және қатаңдықты азайтуға және электр жетектің басқа да
функционалды мүмкіндіктерін кеңейтеді, яғни тиімді басқару жүйесін құруға
мүмкіндік береді.
5. Механикалық бөлікті қарапайымдылау негізінен күрделі жаңа
функцияларды қолданумен, басқару заңдарын қиындатумен қатар жүреді.
Жүктеменің әсерінен механикалық бөліктегі қозғалысының қиындауын электр
жетектің басқару жүйесін және динамикалық сипаттамаларын жақсарту
арқылы компенсацияланады. Станоктарда деталдарды өңдеудің қателігі 10-2 -
10-3 % болатындай дәлдікте жоғарлайды.
6. Сандық және микропроцессорлық басқарудағы жүйені пайдалану.
Осындай жүйелер қазіргі кездегі электр жеткетің бір қатар себептеріне
байланысты алынбас бөлігі болып табылады:
-
электронды есептеу машиналарымен басқарылуының
қарапайымдылығы;
- бағдраламаларды енгізу мүмкіншілігі;
- жоғарғы дәлдік;
- сыртқы әсерлерден қорғанысының барлығы;
- басқару жүйесінің қолайлығы;
- диагностылауға деген мүмкіншіліктің болуы;
- электр жетекке тиімді басқаруды құрудың кең мүмкіншілігінің болуы.
7. Электр жетектің жинақтылығы. Белгілі бір технологиялық үрдістерге
арналып кешенді түрде арнайы ақпараттық мәліметтерімен, энергетикалық
және механикалық элементтерімен бірге сатылады.
1.2
Тізбектей қоздырудағы
тұрақты
ток
қозғалтқышының
электрмеханикалық қасиеттері
+
1.1
суретте
U
тізбектей
-
қоздыруда қозғалтқышты қосу сұлбасы
келтірілген. Механикалық және
электрмеханикалық сипаттама теңдеуі
тәуелсіз қоздырудың тұрақты токтағы
I
E
М
ОВ
М
қоздыруда қозғалтқышты
қозғалтқышқа арналған теңдеумен сәйкес
келеді. Басты айырмашылық, ТҚ ТТҚ ағыны
жүктеме тогының функциясы болып
табылады, яғни
I , (1.3)
қосу сұлбасы
U дв
kФ(I )
Rдв
(kФ(I ))2
М .
(1.4)
Rдв RЯ RОВ .
Сурет 1.1-тізбектей
U дв Rдв
kФ(I )
kФ(I )
Ф=φ(I) - тәуелділігі-магниттелу сипаттамасы - қарапайым аналитикалық
мінездеме бермейді және оның мысал түріндегі суреті
1.2 суретте
көрсетілген.
ТҚ ТТҚ сипаттамасының тұрғызылуы берілгендер бойынша немесе
дайындалу ұсынылған завод кестелі немесе графикалық түрдегі немесе
арнайы әдебиетте келтірілген универсалды сипаттама қолдануда, немесе (1.3
суретті қара).
Ф
М,
2.5
2
1.5
1
0.5
0
I
0
0.5
1
1.5
2
i
2.5
Сурет 1.2 - Ф=φ(I) - тәуелділігі-
магниттелу сипаттамасы
Сурет 1.3 - ТҚ ТТҚ
сипаттамасы
Соңғысы қатысты бірліктер қозғалтқыш тоғынан момент пен
жылдамдық тәуелділігін ұсынады. Абсолютті бірлікке өту базалық номиналды
өлшем арқылы іске асады.
Осындай механикалық ТҚ ТТҚ сипаттамасының тұрғызылуы 1.4
суретте көрсетілген. Жүктеме өзгеру аумағында сипаттама қатаңдығы тұрақты
емес. Осы түрде біршама жүктемеде ТҚ ТТҚ транспорттайтын құрылғы
қолдануда анықталатын бірсарынды жіберу болады.
Оның тағы бір ерекшелігі идеалды бос жүріс жылдамдығында (яғни, I=0
болған кезде).
ω
0
0
U дв
kФ(I 0)
МК
.
М
Сурет 1.4 - ТҚ ТТҚ механикалық сипаттамасы
Бұл осындай машиналарды білікке жүктемесіз жіберуге болмайтынын
білдіреді. Реалды машиналарда ω0 өлшемі қалған магнитті өрістерде шектеулі,
бірақ номиналды ондық рет көтеруге болады.
Жасанды ТҚ ТТҚ статикалық сипаттама. Қозғалтқыштың реостатты (1.5
суретте сұлбасы көрсетілген) сипаттамасын табиғи сипаттаманы қолданып
тұрғызуға болады.
ω
Rдоб2 Rдоб1
I
+
E
U
Rдоб1
Rдоб =
0
М
ОВ
М
Rдоб
0
М
Сурет 2.6 - Қозғалтқыштың
реостатты сипаттамасы
Егер, қозғалтқыш жылдамдығы табиғи сипаттамада ωе бірнеше
жүктемелі, ал жасанды - ωи болса, онда
и е
U н I (Rд в Rд о б )
U н IRдв
.
(1.5)
Егер жүктеменің белгілі бір мәніндегі реостатты сипаттамада
жылдамдық өлшемі берілсе, онда (1.5) қатынасымен қайтардағы тапсырманы
шешуге: берілген нүкте арқылы сипаттама өту үшін қосуға керекті қосымша
кедергі шамасын табуға болады.
Зәкірді аз жүктемемен (1.7 суретті қара)
шунттаған кезде, зәкірдегі
кернеу номиналдыдан аз болып және қоздыру тогы нөлге емес мына өлшемге
ұмтылуы мүмкін.
I B
U
RП RОВ RШ
.
(1.6)
Сондықтан бұл сұлбада қозғалтқыш жылдамдығы идеалды бос жүріс
кезінде соңғы мәнді және механикалық сипаттамасы жоғары қатаңдыққа ие
болады.
Сурет 2.5 - Қозғалтқыш реостатты
+
U
ω
I
E
RП
ω0Ш
Ест.
М
RШЯ
ОВ
М
IЯ.пр
0
RШ = 0
RШ = infinity
А
I
Сурет 1.7 - Идеалды бос жүріс
кезіндегі қозғалтқыш
Сурет 1.8 - Қозғалтқыштың
жылдамдығы идеалды бос жүріс
кезіндегі механикалық сипаттамасы
Келтірілген сұлбалардан басқа, тізбектей қоздырылатын ТТҚ жетекте
қозғалтқышты шунттаумен (1.9 суретті қара) ОВМ және зәкірмен бірге және
қоздыруды шунттау (1.10 суретті қара) нұсқалары қолданылады.
U
U
I
E
М
ОВМ
RП
I
E
М
ОВМ
М
М
RШ
Сурет 1.9 - ТіДзбектей қоздырылатын
ТТҚ жетекте қозғалтқышты
шунттау сұлбасы
RШВ
Сурет 1.10 - Тізбектей
U
ОВМ және зәкірмен бірге және
қоздыруды шунттау сұлбасы
1.3
Электр
жетектегі
асинхронды
қозғалтқыштың
электрмеханикалық қасиеттері
Асинхронды қысқа тұйықталған электрқозғалтқыш (1.11 суретті қара)
және фазалық роторлы АҚ (1.12 суретті қара) үлкен ресурста жұмысына
қатысты жұмыста жоғарғы көрсеткіштілігімен, жақсы реттегіштік қасиетімен
электржетекте кеңінен таралды.
1.13 суретте элетрқозғалтқыштың активті r1 және индуктивті x1 кедергілі
магниттеуші контурлы параметрлерінің бір фазасының орын басу сұлбасы
көрсетілген.
М
қоздырылатын ТТҚ жетекте
r1
x1
x΄2
U1Ф
I1
xm
I2΄
r2΄s
Сурет 1.11 -
Қысқа
тұйықталған
ассихронды
электрқозғалтқыш
Сурет 1.12 -
Фазалық роторлы
ассинхронды
қозғалтқыш
Сурет 1.13 - Электрқозғалтқыштың
магниттеуші контурлы
параметірлерінің бір фазасының орын
басу сұлбасы
Орын басу сұлбасында:
r1 - статорлық орама фазасының активті кедергісі;
r2′ - статорға келтірілген роторлық орама фазасының активті кедергісі;
x1 -статорлық орама фазасының индуктивті кедергісі;
x2′- статорға келтірілген роторлық орама фазасының индуктивті
кедергісі;
xm - магниттеуіш контурдың индуктивті кедергісі.
Орын басу сұлбасына сәйкес, I2' роторлық тоқ мынадай мәнге ие болады
(r1
r2
s
U1Ф
.
(1.7)
(1.7)-тен байқағанымыздай I2' роторлық ток тайғанаудан s тәуелді, яғни
машинаның роторының айналу жиілігінен, сондықтан
s
0
0
.
(1.8)
Байқағанымыздай, s = 1 тайғанауды жіберу кезінде (бұл жердегі айналу
жиілік мәні = 0 ), ал = 0 айналу жиілігінде идеалды бос жүріс тайғанауы s
= 0 тең. (1.7) қатынасынан байқағанымыздай, роторлық тоқты жіберуде
максималды мәнге I2к' (8 10)Iном жетеді және оны шектеу керек.
Ротор тогының жиілігі fp торлық кернеудің fp = fc s жиілігінің fc мәнінде,
s = 1 жіберілуінде асинхронды машина fp= fc = 50Гц болғанда кернеу
трансформаторы бола алады. Қозғалтқыштың екпіні мен sн 0,1-дан аспайтын
номиналды тайғанайтын sн жұмысы кезінде, ротор тогының жиілігі fp = 1..5Гц
де төмендейді.
I 2
)2 ( x1 x2 )2
Желіден АҚ қолданатын қуат Р1, статор орамасына және магниттеу
контурындағы шығынды жабуға кетеді және оның қалдығы электрмагниттік
қуатқа түрленеді, ол мынаған тең
PЭ mI 2
s
.
(1.9)
Өз кезегінде,
PЭ M 0 , және (1.7) мен (1.9) шеше отырып,
электрмагниттік моменттің мәнін таба аламыз
M
0s (r1
r2
s
,
(1.10)
(1.10) тәуелділігі АҚ механикалық сипаттамасының түсініктемесі болып
табылады және тайнағанаудан АҚ-ң моментінің күрделі тәуелділігін ұсынады.
Туындысын алып және нөлге теңестіре отырып экстремумға зерттейміз:
dM
ds
0
(1.10) тәуелділігі тайғанаудың критикалық мәндерінде максимум және
ол мынаған тең
sК
r2
,
(1.11)
және критикалық (максималды) моментте
M К
1
mU12Ф
2 2
. (1.12)
Байқағанымыздай, (+) белгісі
қозғалтқышты режімге, ал (-) белгісі
машинаның генераторлық режіміне
қатысты.
Практикалық есептеу үшін (2...),
Сурет 1.14 - Ассинхронды
қозғалтқыштың механикалық
сипаттамасы
(2...) және (2...) өрнектерінен алынған
Клосс өрнегін қолдану ыңғайлы
2 r2
mU12Фr2
2
)2 ( x1 x2 )
r12 ( x1 x2 )2
2 0 ( r ( x1 x2 ) r1)
М
2M K (1 )
s sK
sK s
,
(1.13)
r1
r2
Ірі асинхронды машиналарда r1 r2' , және ε ≈0, АҚ механикалық
сипаттамасы 3.4 суретте көрсетілген. Сипаттаманың сипаттамалық нүктелері:
1- s=0; М=0, кезінде қозғалтқыш жылдамдығы синхронды жылдам-
дыққа тең;
2- s=sном, М=Мном - қозғалтқыштың номиналды жұмыс режімі;
3- s = sк, М = Мкр.Д - қозғалтқыштық режімдегі максималды момент;
4- s = 1, М = Мп - бастапқы жіберу моменті;
5- s = -sк, М = Мкр.Г - генераторлық режімдегі максималды момент.
АҚ-ң жасанды механикалық сипаттамалары
(1.12) және (1.13) қатынастары
негізінде электрқозғалтқыштың
сипаттамасының қорек кернеуіне әсерін U
талдай отыра, кернеу төмендеген кезде
критикалық тайғанау sк тұрақты, ал
критикалық момент Mкр.д қоректейтін кернеу
шаршысына пропорционал азаяды (1.15
Сурет 1.15 - АҚ-ң
жасанды механикалық
сипаттамасы
суретті қара).
Торлық кернеудің 0,9 Uном мәнге дейін
төмендеуі кезінде, яғни Uном - дан 10%,
критикалық момент Mкр.д 19%-ке азаяды.
Қоректейтін кернеудің төмендеуі кезінде
моменттің алдыңғы мәнін дамыту үшін
қозғалтқыш үлкен роторлы тоқтармен жұмыс
істеуі керек.
Электрқозғалтқышты жобалау кезінде
жіберу (s=1) және критикалық моменттер
(s=sк) мәндері минималды мүмкін болатын
кернеу кезінде жұмыс машинасының
талаптарын қанағаттанды-
ратынына көз
жеткізу керек.
(1.11)-(1.12), қатынастары негізінде
РисуСуре121.16 - АҚ-ң
маханикалық сипаттамалары
ротор шынжырына енгізілген активті кедергі
әсерін талдай отыра, (r2' + Rдоб) тең болатын
ротор кедергісі көбейген сайын, критикалық
тайғанау Sк да көбейеді, бірақ қозғалтқыштың
критикалық моментінің Mкр.д өлшемі
өзгеріссіз қалады.
2
мұндағы
s K .
нок т
1.16 суретте механикалық сипаттамалары көрсетілген. Әдіс жіберілу
кезінде роторлы шынжырға өлшемі бойынша біршама кедергі Rдоб қосылғанда
машина жіберілуі үшін қолданылады. Жіберілу диаграммасы тұрақты токтың
тәуелсіз қоздыру қозғалтқышының жіберу диаграммасына ұқсас.
Роторлы шынжырға кедергіні Rдоб енгізу кезіндегі жасанды
механикалық сипаттаманы есептеу үшін мына қатынас қолданылады
sи se
r21 Rд о б
r21
,
(1.14)
мұндағы sи және se - тайғанаулар жасанды және табиғи сипаттамаларға
сәйкес.
Активті-индуктивті кедергінің роторлы шынжырға енгізілуі (1.17
суретті қара)
табиғи
сипаттамадағы маши- налармен
салыстырғанда машина-ның
жіберілу моментінің үлкен
тұрақтылығын ұстап тұру үшін
қолданылады - машинаның меха-
никалық сипаттмасы
сырғанау
Сурет 1.17-
Рисунок 14
индуктивті
кедергінің
роторлы
шынжырға
енгізілу сұлбасы
Рисунок 15
индуктивті
кедергілердің
машинаның
статорлы
шынжырына
енгізілу сұлбасы
аймағында 1ssк бірқалыпты
қисық болып келеді. Машинаның
критикалық моменті Mкр.д және
критикалық тайғанауы sк (6) және
(7) қатынастарына сәйкес өзгереді.
Активті және индуктивті
кедергілердің машинаның
статорлы шынжырына енгізілуі
(1.18 суретті қара) машинаның
жіберілу тогының шапшаңдығын
азайту үшін қолданылады, кернеу статордың қысқыштарында болғандықтан
ток функциясы болып табылады және жіберілу тогының азаюымен
көрсетілген кернеу көбейеді және де Uном-ң жақын мәніне дейін қайта қалпына
келеді.
1.4 Асинхронды қозғалтқыштардың тежелу режімдері
Рекуперативті тежелу ωω0 жылдамдықпен активті моментті айналуы
кезінде іске асырылады (1.19 сурет). Егер ротордың жылдамдығымен
айналуы кезінде статор 0 өрісінің жиілігін азайтса (bc сипатама телімі 1.20
суретте) бұл режім орын алады. Бұл жерде активті моменттің ролін ротордың
Активті-
Сурет 1.18 -
Активті және
айналу моментінің инерциялық күштері орындайды. Бұл үрдіс алдында
оқылған тұрақты қозғалтқыштың рекуперативті тежелуіне ұқсас.
Сурет 1.19 - Тежелу ωω0
жылдамдықты активті
моменттің айналу кезіндегі іске
асырылуы
Сурет 1.20 -
Ротордың жылдамдығымен айналуы
кезінде статор 0 өрісінің жиілігінің
азаюы
А
В
С
А
В
С
ω0
ω
М
М
0
МС
М
a)
b)
-ω0
Сурет 1.21a),b) - Керіқосылатын АҚ-ң тежелуі
Керіқосылатын тежелуді алу үшін
статордың кез келген екі фазасын орнын
ауыстыру керек (1.21а) суретті қара). Бұл кезде
өріс айналуының бағыты өзгереді, машина кері
қосылу режімінде тежеледі, содан соң
реверстеледі (1.21b) суретті қара).
Көтергіш механизмдерде реостатты
керіқосылу жүйесі қолданылады (күштік түсіру
1.22 сурет). Фазалық роторлы АҚ роторының
шынжырына АҚ жұмыс режімін IV ширекке
Сурет 1.22 - Көтергіш
механизімдерде реостаты
кері қосылу жүйесінің
сипатамасы
ауыстыру үшін жеткілікті қосымша кедергі
енгізіледі (b нүктесі).
А
В
С
Статорға тұрақты ток қосылған, ал роторы
кедергіге тұйықталған (1.23 суретті қара) тордан
ажыратылған айнымалы ток АҚ генераторлы
RП
М
R2д
Сурет 1.23 - АҚ
генераторлы режімде
+
_
режімді ұсынатын динамикалық тежелу режімі
спецификалық болып табылады. Бұл режім АҚ
тордан ажыратқаннан кейін реверссіз тез тоқтату
қажет болған жағадайда пайдаланылады. Статор
орамына жақындатыл- ған тұрақты ток кеңістікте
қозғалмайтын өріс тудырады. Ротордың айналу
кезінде, оның орамында әсерінен айнымалы ток
ағатын айнымалы ЭҚК болады. Бұл ток та
қозғалмайтын өріс тудырады. Статор және ротор
өрістері қосыла отырып нәтижелі өрісті
анықтайды, әсер нәтижесінде ротор тогында
тежелу моменті пайда болады. Қозғалтқыш
білігінен келетін энергия, роторлы шынжыр
кедергілерінде ыдырайды. Статор өрісінің
магниттеуші күш (МК) өлшемі статор орамының байланыстыру сұлбасынан
және тұрақты ток өлшемінен тәуелді. Тұрақты токты статор шынжырының
қоректендіруінің екі сұлбасы аса кең таралған, 1.24 суретте көрсетілген.
Есептеу қолайлы болу үшін тұрақты токты өлшемі бойынша эквивалентті
магниттеуші күші айнымалы үшфазалы токпен ауыстырамыз. Симметриялы
үшфазалы жүйеде айнымалы токтың әсер ететін мәнінің магниттеуші күшінің
амплитудасы:
F
3 2
2
Iw1.
Айнымалы токты IЭКВ белгілеп және тұрақты ток және эквивалентті
айнымалы ток арқылы алынған МК мәндерін теңестіріп, жұлдыз сұлбасы
үшін алатынымыз (1.25 суретті қара)
бұдан
I ЭКВ
2
3
I П .
IП
IП
+
_
IПw1
√3IП
w1
IПw1
13I
П
13I
+
23I
П
23IП
w1
13IП
w1
13IПw1
IПw
1
П
шынжырының қоректендіру сұлбасы
_
Сурет 1.24 - Тұрақты токты статор
Үшбұрыш сұлбасы үшін
3 2
2
I ЭКВw1 I П w1 және I ЭКВ
2
3
I П
IЭКВ2
ω
Rд2
ω
Осылайша тежелу сұлбасын таңдап және тұрақты ток өлшемімен қоса, МК бойын
IЭКВ1
Rд1
МКТ2
МКТ1
0
М
МКТ
0
М
Сурет 1.25 - Жұлдыз сұлбасы үшін алынған тежелу
режимі
1.5
Электр
жетек координатының
реттелуі.
Тұрақты
ток
қозғалтқышының реттелуі
Реттелудің негізгі көрсеткіштері
1) Координаттың реттелу нақтылығы мүмкін болатын берілген мәндер
ауытқушы факторлар әсерінен ауытқулар арқылы анықталады, мысалға
жылдамдық реттелуі кезінде жүктеме өзгеруі, қозғалтқыш моментінің
реттелуі кезіндегі жылдамдық өзгеруі, тор кернеуінің тербелуі және т.б.
2) Реттелу диапазоны берілген реттелу әдістері кезінде мүмкін болатын
айнымалы мәндердің өзгеру аралығын сипаттайды:
D
xmax
xmin
.
(1.15)
3) Реттелудің бірқалыптылығы реттелу диапазонында берілген реттелу
әдістері кезінде іске асырылатын реттелетін параметрлердің үздікті мәндер
санын сипаттайды. Бірқалыптылық коэффициентімен бағаланады
k ПЛ
xi
xi xi 1
.
(1.16)
4) Электр жетекке реттелудің енгізілуі кезіндегі үнемділік техника-
экономикалық есептеулері арқылы анықталады (бизнес-жоспармен бірге
жүреді), шығындарды санайтын және эксплуатациялық шығындар, олар
өндірістіліктің жоғарылығы және құрылғы сенімділігі және өнім сапасы
болуы керек.
5) Реттеудің динамикалық параметрлері (1.26 суретті қара):
x
xУСТ
∆xmax
t
а) тез қозғалу - әсер өзгерісіне
электржетектің реакциясының
тездігі:
-tP - айнымалының бірінші рет
орнықты мәнге ие болатын реттеу
уақыты;
-tmax-бірінші максимум уақыты;
-tПП-барлық бос құрамдары
өшетін өтпелі процесстің жалпы
tЗ
tP tmax
Сурет 1.26- Реттеудің
tПП
уақыты.
b) қайта реттеу динамикалық
қате - xУСТ -дан максималды ауытқу
динамикалық параметрлері
xmax %
xmax
xУСТ
.
(1.17)
с) Тербелмелілік
Тұрақты токтың реттелетін элекржетектері. ТҚ ТТҚ жылдамдығының
реостатты реттелуі. Ф - var кезіндегі ТҚ ТТҚ-ң механикалық сипатттамасы
және реттелу сұлбасы 1.27 a), b) суреттерде көрсетілген.
ω
ω0
ωC
+
+
М
-
R
1
R
2
R
3
-
ωma
xωc
ωpmi
n
МC МK
М
OBM
a) b)
Сурет 1.27 a), b) - Ф - var кезіндегі ТҚ ТТҚ-ң
механикалық сипатттамасы және реттелу сұлбасы
1. Реттелудің нақтылығы
Реттеудің абсалютті қатесі төмендегідей:
max
max min
2
M C max M C min
2
,
(1.18)
мұндағы
kФ 2
RЯ
реттеудің салыстырмалы қатесі
max
cp
max min
max min
M C max M C min
2 cp
.
(1.19)
2. Реттеудің жоғарғы аралығы ТТҚ табиғи сипаттамасымен, төменгі
аралығы
-
қосымша кедергідегі шығындармен және механикалық
сипаттамаларда болатын қатаңдықтармен шектелген. Реттеу диапазонын
D=1.5...2 жоғарылатпау керек.
3. Реттеудің бірқалыптылығы: Сатылы реттеу. Бірқалыптылық -
реттелетін кедергінің секция санымен анықталады.
4. Үнемділік:
4.1 ТП-Д-мен салыстырғанда капиталды шығындар мен қолданыс
шығындары үлкен емес.
4.2 Реттеу кезіндегі қуатты біршама жоғалуы:
U I Я RЯ E ; UI Я I Я2 RЯ EI Я ,
мұндағы UI Я - тордан қолданылатын қуат;
(1.20)
EI Я РЭМ
-
механикалық қуатқа түрлендірілген
электр
магниттік қуат;
I Я2 RЯ Р - зәкірлі шынжырдағы қуат шығыны;
U kФ 0 ; Е kФ , содан кейін
P kФ 0 I kФ I M 0 M M ( 0 ) ,
яғни, қуат шығыны реттеу тереңдігіне пропорционал.
Магнит ағынын өзгерте отырып, ТҚ ТТҚ жылдамдығын реттеу.
(1.21)
Ф -
var кезіндегі ТҚ ТТҚ-ң механикалық сипаттамасы және реттеу сұлбасы 1.28
a), b) суреттерде көрсетілген.
Біраумақты реттеу - негізгі жылдамдықтан жоғары. Реттеу ауқымы
жылдамдықтың жоғарғы аралығымен шектелген, белгілі бір зәкірдің
механикалық беріктілігімен және коллекторлы-щеткалы түйіндегі коммутация
шарттарында D=6-8 мәніне жетеді. Әдетте бұл амал, жылдамдықты негізінен
төмен қарай реттеуге мүмкіндік беретін басқалармен сәйкестендіріп
қолданылады. РВ ретінде вентилді немесе электр машиналық қоздырғыштар,
ал аз қуатты ТТҚ
қолданылады.
үшін автотрансформаторлар немесе реостаттар
+
-
ω02
ω
M
ω01
Ф2 Ф1
+
OB
M
РВ
-
a)
ω0е
b)
Ф1 Фном
МК2
Ф=Фном
МК1
МКе
М
Сурет 1.28 a), b) - Ф - var кезіндегі ТҚ
ТТҚ-ң механикалық сипаттамасы және
реттеу сұлбасы
Генератор - қозғалтқыш жүйесінде ТҚ ТТҚ-ң реттелуі 1.29 суретте
көрсетілген сұлба арқылы іске асырылады.
Генератор зәкірі ФГ ≈ const жылдамдықпен айналған кезде, оның
қысқыштарында ЭҚК ЕГ = kФГωГ және электромеханикалық сипаттамасы
төмендегідей
Д
Е Г I (RГ R Д )
kФ Д
kФГ Г I (RГ R Д )
kФ Д
.
(1.22)
М3 қозғалтқыштың жылдамдығын реттеу қоздыру ФГ (яғни, зәкір
кернеуімен) ағынының өзгеруімен төмен табиғи сипаттамадан және ФД ағын-
жоғары іске асырылады.
Осындай реттеуді екіаймақты деп атайды және алшақтатылған жүйеде
реттеу ауқымын D = 8-10 дейін және тұйықталған жүйе басқаруында D = 1000
дейін үлкейтуге мүмкіндік береді.
А В С
I
М1
ωГ
М2
ЕГ
М3
ωД, МД
OBM2
OBM3
Сурет 1.29 - Генератор - қозғалтқыш жүйесі
Реттеу бірқалыпты, сондықтан қоздыру шынжырында жүзеге асады.
Қуатты бірнеше рет электрмеханикалық түрлендіруне байланысты, ПӘК-інің
төменділігі кемшіліктерінің бірі болып табылады. Жүйенің қосынды ПӘК-і
мынаған тең болады:
ω
ФД2ФД1
ФД1ФДН
Ест.
EГ=UН
ЕГ1ЕГ
ЕГ2ЕГ
1
0
IC
I
Сурет 1.30 - Жүйенің қосынды ПӘК-
інің сипаттамасы
Г Д М 1 М 2 М 3 .
(1.23)
Г-Қ жүйенің тағы да бір кемшілігі үлкен салмағын тексеретін
көрсеткіштер. Қазіргі уақытта бұл жүйелер басқарылатын вентилді түзеткішті
жетектермен ығысып шығарылады.
1.6 Асинхронды қозғалтқышты реттелетін электр жетектер
Айнымалы токтағы электрқозғалтқыштың айналу роторының жиілігін
былай анықтауға болады.
2 f
pп
(1 s) ,
(1.24)
мұндағы f - қоректенетін кернеу жиілігі;
pп - полюс жұптарының саны;
s - сырғу.
(1.24) ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz