Режимы работы электроприводов

Лекция № 3

Режимы работы электродвигателей в электроприводе

Электродвигатели должны соответствовать режиму работы приводимого механизма. Режимы работы судовых механизмов чрезвычайно разнообразны, поэтому характер тепловых процессов, протекающих в обмотках ЭД, неодинаков для различных приводов. В соответствии с условиями нагрева ЭД различают 3 основных режима работы ЭП: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

Продолжительным называют режим, длительность которого настолько велика, что температура нагрева при работе успевает достигнуть установившегося значения, а за время последующей паузы ЭД охлаждается до температуры окружающей среды. В про­должительном режиме работают ЭП судовых насосов, вентилято­ров, а также гребные ЭД₊

Кратковременным называют циклический режим, продолжитель­ность рабочих периодов которого настолько мала, что температура нагрева ЭД не успевает за время работы достичь установившегося значения, а продолжительность паузы между двумя периодами настолько велика, что температура нагрева успевает снизиться до температуры окружающей среды. В таком режиме на судах рабо­тают ЭП якорно-швартовных устройств. Если ЭД, рассчитанный заводом-изготовителем для продолжительного режима работы, использовать полностью в кратковременном режиме, то он будет перегружен по механическим свойствам. Другими словами, недос­таточная механическая перегрузочная способность двигателей, рассчитанных для продолжительного режима работы, не позволяет полностью использовать их в кратковременных режимах. В связи с этим промышленность выпускает ЭД, специально рассчитанные для кратковременных режимов работы. В каталогах эти двигатели приводятся для стандартных длительностей работы -10, 30 и 60 мин.

Повторно-кратковременный режим характеризуется тем, что за время работы ЭД не успеет нагреться до установившейся темпера­туры, а за время паузы не успеет охладиться до температуры окружающей среды. Суммарная продолжительность рабочего пе­риода и паузы т.е. время цикла не должна превышать 10 мин.

В повторно-кратковременном режиме ЭД недоиспользуется по нагреву, а значит можно выбрать двигатель меньшей мощности. По тем же соображениям, что и в кратковременном режиме, для повторно-кратковременного режима промышленность выпускает специальные ЭД, обладающие большей перегрузочной способ­ностью, чем ЭД для продолжительного режима. Эти ЭД имеют стандартную продолжительность включения 15, 25, 40 и 60%, Типичным примером ЭП, работающего в повторно-кратковремен­ном режиме, является грузоподъемное устройство.

Приводные ЭД могут быть постоянного и переменного тока. В настоящее время на судах морского флота широкое распростра­нение получили ЭД переменного суда (3-фазные асинхронные), двигатели постоянного тока находят ограниченное применение.

При выборе параметров ЭД, приводящего в движение рабочий механизм, существенное значение приобретает изучение вопросов о совместном действии вращающих моментов, развиваемых ЭД, и моментов сопротивления самого механизма. Вследствие этого изучение основ теории электропривода базируется прежде всего на основных сведениях, известных из механики.

Потребляемая из сети мощность ЭД работающего в системе электропривода с рабочим механизмом, расходуется при постоян­ной скорости движения механизма на преодоление статической нагрузки, а при изменении этой скорости - динамической нагрузки во всех движущихся элементах электропривода. Работа ЭП при равномерном движении называется работой в установившемся ре­жиме, а при неравномерном (ускорении, замедлении)-в неустано­вившемся или переходном, режиме.

Режимы работы электроприводов

В зависимости от изменения скорости электропривода, различают два режима его работы

1. установившийсяили статическийрежим, при котором скорость не изменяется;

2. переходный или динамический режим, при котором скорость изменяется.

Переходный режим может возникнуть в таких случаях:

1. при изменении параметров двигателя, например, при регулировании скорости изменением сопротивления в цепи обмотки якоря;

2. при изменении параметров механизма, например, при изменении подачи насоса;

3. при изменении параметров судовой сети, например, при колебаниях напряжения.

В динамическом режиме, в дополнение к ранее рассмотренным электромагнитному моменту двигателя М и статическому моменту механизма М , на валу двигателя возни-кает дополнительный, т.к. называемый динамический момент М .

Появление этого момента объясняется действием сил инерции всех без исключения движущихся частей электропривода. Например, в электроприводе лебедки динамический момент появляется вследствие инерции якоря электродвигателя, шестерней редуктора, грузового барабана и самого груза.

Динамический момент, возникающий под действием сил инерции, увеличивает время переходных процессов, например, время пуска и остановки электропривода.

Для уменьшения динамического момента в двигателях специального исполнения уменьшают диаметр ротора и одновременно, для сохранения мощности двигателя, увели-чивают его длину. Такие двигатели применяют в электроприводах грузоподъемных меха-низмов. Их применение позволяет сократить время пуска и остановки электропривода, а значит, повысить производительность грузовых лебедок и кранов.

    Серии таких электродвигателей называются крановыми ( от грузового крана ).