С о д е р ж а н и е

Полуянович Н.К.

Учебное пособие

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Н.К. Полуянович

Таганрог 2011

УДК 62-83-52(875.8)

Рецензент:

Кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и мехатроники ТТИ ЮФУ М.Ю. Медведев.

Электрический привод: учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. – 265 с.

Излагаются современные методы управления параметрами электромеханических систем с электрическими машинами постоянного и переменного тока посредством силовых электронных преобразователей и регуляторов параметров электрической энергии

Представлены схемы управления злектроприводами постоянного и переменного тока используемые в настоящее время и внедряемые в производство.

Рассмотрены алгоритмы решения задач выбора оптимальных параметров схем управления двигателями постоянного и переменного тока для повышения КПД.

Приведены примеры расчета схем управления двигателями постоянного и переменного тока, определение параметров при управлении двигателем от преобразователя и импульсном управлении, определения диапазонов регулирования скорости, оптимальных углов управления для повышения КПД электропривода.

Пособие предназначено для студентов вузов электротехнических специальностей.

Табл. 31 Ил. 141. Библиогр.: 21 назв.

ТТИ ЮФУ, 2011

© Н.К. Полуянович, 2011

Список сокращений. 6

Введение. 7

Глоссарий. 8

1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ СОВРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.. 11

1.1. Общие понятия электроприводов. 11

1.2. Классификация электроприводов. 13

2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.. 14

2.1. Определение времени ускорения и замедления электропривода. 15

3. ЭНЕРГЕТИКА И РЕЖИМЫ РАБОТЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ.. 16

3.1. Нагрев и охлаждение двигателей в электроприводе. 16

3.2. Режимы работы электродвигателей. 16

4. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.. 19

4.1. Выбор электродвигателя. 19

4.2.Расчет мощности двигателей для длительного режима работы.. 19

4.3. Расчет мощности двигателей для повторно – кратковремен-ного и кратковременного режимов работы.. 21

5. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ИХ ВРАЩЕНИЯ.. 22

5.1. Способы описания функционирования электропривода. 22

5.2. Регулирование скорости вращения электроприводов. 28

6. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА.. 29

6.1. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. 29

6.2. Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения. 30

6.3. Схемы управления двигателями постоянного тока. 32

6.3.1. Типовые схемы релейно-контакторного управления (РКУ) 32

6.3.2. Тиристорные электроприводы постоянного тока. 33

6.3.3. Электропривод постоянного тока с микропроцес-сорным управлением. 33

6.3.4. Применение управляемых выпрямителей в электро-механических системах. 34

6.3.5. Основные уравнения и режимы работы двигателей постоянного тока независимого возбуждения. 38

6.3.6. ЭП ДПТ НВ с однофазным преобразователем. 41

6.3.7. ЭП ДТП НВ с трехфазным управляемым преобразо-вателем 45

6.3.8. Импульсные системы регулирования постоянного тока. 50

Контрольные вопросы.. 58

7. ЗАМКНУТЫЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.. 59

7.1. Замкнутые схемы управления электропривода с двигателями постоянного тока 59

8. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.. 83

8.1. Типовые узлы и схемы управления ЭП с асинхронными двигате-лями 85

8.2. Асинхронный ЭП с тиристорным регулятором напряжения. 95

8.3. Следящий электропривод с асинхронным двигателем.. 98

8.4. Асинхронный двигатель с тиристорным регулятором напря-жения. 99

8.5. Импульсное регулирование скорости АД.. 108

8.6. Частотное управление асинхронными двигателями. 113

8.6.1. Законы частотного управления. 113

8.6.2. Преобразователи частоты для частотного электро-привода 118

8.6.3. Замкнутые системы частотного электропривода. 130

9. ЗАМКНУТЫЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.. 143

9.1. Замкнутые ЭП с использованием преобразователей частоты......151

9.2 Выбор преобразователя частоты для частотного электропривода. 153

10. УПРАВЛЕНИЕ СИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ.. 155

10.1. Системы возбуждения синхронных машин. 156

10.1.1. Электромашинная система возбуждения с управ-ляемыми статическими выпрямителями. 157

10.1.2. Тиристорные системы самовозбуждения турбоге-нератора 158

10.2. Частотное регулирование угловой скорости синхронных двига-телей 160

11. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.. 163

11.1. Основные уравнения и характеристики ВД.. 167

11.1.1. Характеристики вентильных двигателей. 169

11.2. Датчики положения ротора. 172

11.3. ЭП с вентильным двигателем и тиристорным коммутатором.. 174

11.4. Дешифратор для вентильного двигателя. 176

11.5. Электропривод с ВД и транзисторнымкоммутатором.. 178

11.6. Комплектные электроприводы с вентильными двигателями. 179

11.7. Области применения вентильных двигателей. 185

Контрольные вопросы.. 186

12. ЗАМКНУТЫЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С СИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.. 187

13. СЛЕДЯЩИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ.. 195

14. ДИСКРЕТНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ШАГОВЫМИ ДВИГА-ТЕЛЯМИ 202

14.1. Принцип работы и способы коммутации шаговых двигателей. 202

14.2. Особенности конструкций шаговых двигателей. 205

15. ЛИНЕЙНЫЕ ШАГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ.. 210

15.1. Режимы работы и характеристики шаговых двигателей. 212

15.2 Линейный электропривод. 221

16. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ... 229

16.1. Структуры и режимы работы систем управления положением.. 231

16.2. Ограничения переменных в системах управления положением.. 235

16.3. Функциональные схемы систем управления положением.. 237

17. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБ-РАЗОВАТЕЛЕЙ.. 243

17.1. Статические преобразователи частоты с микропроцессорным управлением 243

17.2. Статические преобразователи частоты типа ПЧ-ТТПТР. 243

17.3. Преобразователи частоты с векторным управлением.. 244

17.4. Преобразователи для ЭП постоянного тока. 245

18. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕ- ЛЕЙ 246

18.1. Технические данные синхронных машин. 246

18.1.1 Синхронные машины. 246

18.1.2. Синхронные компенсаторы. 249

18.2. Асинхронные электродвигатели. 249

18.2.1. Двигатели с фазными и роторными. 252

18.2.2. Асинхронные двигатели большой мощности. 253

18.2.3. Асинхронные двигатели серии АИ.. 254

18.2.4. Крановые и краново металлургические АД.. 255

18.2.5. Асинхронные микродвигатели. 258

18.2.6. Однофазные асинхронные двигатели. 258

18.2.7. Универсальные асинхронные двигатели. 258

18.3. Машины постоянного тока. 259

18.3.1. Двигатели постоянного тока серий 2ПА, 2ПФ……267

18.3.2. Мощные двигатели постоянного тока серий П…….269 18.3.3. Крановые и краново – металлургические двигатели. 262

18.3.4. Универсальные коллекторные двигатели. 263

Библиографический список. 264

Дата добавления: 2014-11-29