Розрахунок статичних механічних характеристик двигуна

Основна характеристика, що відповідає робочому ходу, і характеристика зниженої швидкості формуються за рахунок зміни ЕРС перетворювача при номінальному магнітному потоці двигуна. Підвищена швидкість зворотного ходу досягається за рахунок ослаблення магнітного потоку двигуна при ЕРС перетворювача, відповідній основній характеристиці.

Основна характеристика розраховується з умов прямого ходу механізму, при якому виконується корисна робота

Потрібна ЕРС перетворювача

Комплектні перетворювачі мають номінальну випрямлену напругу Udн = 115,230,460 V відповідно для двигунів з номінальною напругою якоря 110,220 і 440 V.

Рівняння механічної характеристики при прямому ході механізму

Природну механічну характеристику отримуємо при Е1=Uн і R0=Rяд

Необхідна величина коефіцієнта Сд осл при ослабленні поля визначається із заданих умов зворотного ходу.

 

 

Рівняння механічної характеристики при зворотньому ході механізму

Мінімальна швидкість приводу

де D - заданий діапазон зміни швидкості

Потрібна ЕРС перетворювача

Рівняння механічної характеристики приводу на зниженій швидкості

Розраховані механічні характеристики дійсні не у всьому діапазоні зміни моментів і швидкості. При середньому струмі навантаження, меншому деякого граничного, різко зменшується жорсткість характеристик і змінюється швидкість ідеального холостого ходу.

Для побудови межі зони безперервних струмів спочатку розрахуємо ряд значень граничний струм Ігр при різних кутах α

 

а потім, використовуючи рівняння балансу напруги, визначим швидкість двигуна,

відповідну даним значенням Id гр і α

Звідки рівняння границі між безперервними та переривчастими струмами

Останній вираз справедливий як при одно-, так і при двозонному регулюванні швидкості. При роботі на основній характеристиці та на характеристиці зниженої швидкості Сд=Сд н, при роботі на характеристиці підвищеної швидкості Сд=Сд осл. Таблиця розрахунків граничної зони із кроком по α у 15 ел град. наведена нижче. Для зручності ілюстрації зони переривистого струму і всі механічні характеристики умовно будуємо у першому квадранті, хоча насправді основна статична характеристика використовується у першому квадранті, підвищеної швидкості - у третьому, а зниженої швидкості у першому та третьому квадрантах. При будуванні механічних характеристик границю переривчастого струму перерахуємо на границю моменту Мгр=Іd гр·Сд, де Сд=Сд н, або Сд=Сд осл.

Таблиця 2 - Данні розрахунків граничної зони при номінальному та ослабленому магнітних потоках.

α, град
Номінальний поток, Сд = Сд н
Іd гр		4,5	8,72	12,33	15,1	16,74	17,44
Мгр		8,1	15,7	22,21	27,2	30,15	31,41
ωгр	296,23	283,08	254,02	205,87	143,75	71,59	-5,03
Ослаблений поток, Сд = Сд осл
Іd гр		4,5	8,72	12,33	15,1	16,74	17,44
Мгр		5,35	10,36	14,66	17,96	19,9	20,73
ωгр	448,71	428,79	384,77	311,84	217,75	108,44	-7,62

Статичні механічні характеристики електроприводу продольно-стругального верстату зображені на рис.7.

 

Розрахунок параметрів і характеристик перетворювача

У загальному випадку вихідна ЕРС тиристорного перетворювача

Регулювальна характеристика тиристорного перетворювача представлена на рис. 8.

У перехідних процесах ЕРС перетворювача тиристора змінюється в діапазоні від Eтп = 0, якщо α = 90° до E2 при прямому ході механізму, коли

У визначеному таким чином діапазоні регулювання косинусоидальная характеристика лінеаризується прямою і тоді коефіцієнт передачі силової частині перетворювача

Зміна кута управління тиристорів в необхідному діапазоні 90-αmin повиннавідповідати пропорційній зміні напруги управління від нуля до 10 В. Напруга управління Uу перетворюється в кут керування тиристорами α у спеціальній схемі, що має назву система імпульсно-фазового керування (СІФК), причому коефіцієнт передачі

Повний коефіцієнт передачі перетворювача тиристора

У динаміці інерційність силової частини перетворювача і СІФК враховується введенням еквівалентної постійної часу

де Tc = 0,02 с - період напруги живлячої мережі,

 

 

Рис.8 - Регулювальна характеристика тиристорного перетворювача