2015-01-21
1831
Выбор мощности ЭД, работающего в регулируемом электроприводе, имеет свои особенности, связанные со способом регулирования скорости: с постоянным допустимым моментом или постоянной максимально допустимой мощностью. В первом случае ЭД выбирают по моменту; во втором - по мощности.
Однако в обоих случаях производят анализ теплового состояния и проверяют ЭД по перегрузке.
В электроприводе станков с ЧПУ и промышленных роботах двигатели работают в напряженном динамическом режиме, и при выборе ЭД на первый план выходят его динамические характеристики.
Критерием выбора мощности ЭД можно считать максимальное ускорение, которое способен обеспечить ЭД в системе автоматизированного электропривода. Среднее ускорение в переходных режимах определяется отношением динамического момента к моменту инерции механической системы привода.
Напоминаю. Динамический момент равен разности Мдин=М - Мс (М - момент двигателя, Мс – приведенный момент сопротивления).
I=Iдв + Iприв (Iдв - момент инерции двигателя, Iприв - приведенный момент инерции).
|
|
|
В связи с этим часто изменяют критерий выбора ЭД и выбирают его по максимально допустимому моменту. Но и в этом случае необходимо проверить ЭД на нагрев и перегрузочную способность.
Таким образом, выбор двигателя сводится к нескольким этапам.
1. Предварительный выбор двигателя. Этот выбор можно произвести по аналогии с уже существующей конструкцией станка, по ориентированному расчету или по инженерной интуиции, которой, несомненно, должен обладать каждый конструктор. Выбор упрощается тем, что число типоразмеров специальных двигателей для станков и ПР ограничено.
2. Проверка выбранного двигателя по нагреву, перегрузочной способности и условиям пуска. В случае неудовлетворительного результата выбирают другой ЭД и повторяют расчет.
3. Выбор ЭД, используемого в следящем или регулируемом приводе станков с ЧПУ и ПР, дополняются расчетом динамики привода (переходных процессов). Только в этом случае можно сказать, что ЭД выбран правильно, и привод обеспечит заданные механические характеристики.
Таким образом, выбор ЭД по мощности связан с общим анализом и синтезом электромеханической системы привода.
Сложность электромеханических и тепловых расчетов, сопровождающих такой выбор, требует применения численных методов и использования ЭВМ.
Только так можно сопоставить несколько конкурирующих вариантов и синтезировать оптимальную систему привода.
3 ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ЭД И ЭЛЕМЕНТАХ ПРИВОДА
Потери мощности в ЭД разделяют на постоянные и переменные.
∆ Р = ∆ Р пост +∆ Р пер
Постоянные потери не зависят от нагрузки, то есть от тока ЭД: потери на гистерис и вихревые потоки в стали магнитопровода ∆ Р ст механические потери на трение в подшипниках и щеток о коллектор в машинах постоянного тока, вентиляционные потери ∆ Р мех . В двигателях постоянного тока и синхронных ЭД к электромагнитным потерям прибавляются еще потери обмотки возбуждения ∆ Р в= I в 2 R в . Дополнительные потери (1-2% от номинальной мощности), которые также относят к постоянным потерям.
|
|
|
Постоянство потерь нужно понимать условно, поскольку при изменении скорости меняется величина трения, при изменении им частоты перемагничивания потери на вихревые токи и гистерезис. Однако в нерегулируемом электроприводе изменение потерь невелико и их можно считать постоянными. Потери мощности в обмотках электрических машин (потери в меди) зависят от I 2 и на этом основании их считают переменными. Для ЭД постоянного тока переменные потери пропорциональны I я2
∆ Р пер=Rя Jя2 = ∆ Р пер 
2
Переменные потери асинхронных двигателей зависят от тока статора и ротора
∆ Р пер=3R1 J12 + 3R21 (J21 )2 ~ 3 J22(R1+R2 1) = ∆ Р пер .ном (J/ Jном)2
т.е. независимо от вида двигателя переменные потери определяются номинальными потерями и краткостью тока.
Переменные потери при номинальной нагрузке можно выразить через КПД и коэффициент потерь.
