محاضرات دورة القيادة الكهربائية الآلية. محرك كهربائي آلي وتلقائي ما الفرق؟ محرك كهربائي وأتمتة المنشآت الصناعية والمجمعات التكنولوجية

S = واجهة المستخدم
P = Mω
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

مقدمة

1.1 تعريف مفهوم الكهرباء
وحدة القيادة "
محرك كهربائي
إنها آلية كهروميكانيكية محكومة
النظام. والغرض منه هو تحويل الطاقة الكهربائية
في الميكانيكية والعكس بالعكس والتحكم في هذه العملية.
يحتوي المحرك الكهربائي على قناتين للطاقة والمعلومات
(رسم
1.1).
بواسطة
الأول
قناة
نقل
قابل للتحويل
الطاقة ، من خلال القناة الثانية
التحكم في تدفق الطاقة ، بالإضافة إلى جمع ومعالجة المعلومات حول
حالة وعمل النظام وتشخيصاته
الأعطال.
تتكون قناة الطاقة من جزأين
الكهربائية و
ميكانيكية وتحتوي بالضرورة
رابط الإتصال
محول كهروميكانيكي.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

الشكل 1.1. الهيكل العام للمحرك

أعلى مستوى ACS
قنوات الاتصال
SP
شبكة الاتصال
EP
قناة
محرك كهربائي
EMF
النائب
عامل
عضو
الجزء الكهربائي
الجزء الميكانيكي
قناة الطاقة للمحرك الكهربائي
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
التركيب التكنولوجي
نظام
مزود الطاقة
معلوماتية

إلى الجزء الكهربائي لقناة الطاقة للمحرك الكهربائي
يشمل المحولات الكهربائية EP ، الإرسال
الطاقة الكهربائية من مصدر الطاقة IP إلى
المحول الكهروميكانيكي EMI والعكس بالعكس و
تحويل المعلمات الكهربائية
طاقة.
ميكانيكي
جزء
محرك كهربائي
يتكون
من عند
الجسم المتحرك للمحول الكهروميكانيكي ،
ناقل الحركة الميكانيكي للـ MP والجسم العامل للتركيب ، في
وهو أمر مفيد لتحقيق الطاقة الميكانيكية.
محرك كهربائي
يتفاعل
مع
النظام
مزود الطاقة (أو مصدر للطاقة الكهربائية) ،
الوحدة التكنولوجية ومن خلال المعلومات
محول IP مع نظام معلومات أكثر من
مستوى عال.
كهربائي
وحدة القيادة
استعمل من قبل
الخامس

مزرعة.
واسع
الانتشار
محرك كهربائي
ن. أوسينكوف. كهربائي
اجبة إلى
الميزات
كهربائي
طاقة:
محرك السماء

يعتبر المحرك الكهربائي من أكثر المحركات استهلاكًا للطاقة
المستهلكين ومحولات الطاقة. يستهلك
أكثر من 60٪ من إجمالي الكهرباء المولدة.
كهربائي
وحدة القيادة
واسع
استعمل من قبل
الخامس
الصناعة والنقل والمرافق
مزرعة.
كهربائي
وحدة القيادة
واحد
من عند
أكثر
المستهلكون المكثفون للطاقة ومحولات الطاقة.
نظرية
ينظم
محرك كهربائي
تم الاستلام
تطوير مكثف بفضل
تحسينات
التقليدية وخلق قوة جديدة للرقابة
أجهزة أشباه الموصلات (الثنائيات والترانزستورات و
الثايرستور) ، الدوائر المتكاملة ، تطوير الرقمية
تكنولوجيا المعلومات وتطوير مختلف
أنظمة التحكم في المعالجات الدقيقة.
ملكية
نظرية
الخامس
المناطق
ينظم
محرك كهربائي
هو
واحد
من عند
الأكثر أهمية
عنصر التدريب المهني
ن. أوسينكوف. كهربائي
الاتجاهات "الهندسة الكهربائية ،
الطاقة والتكنولوجيا
محرك السماء

1.2 تكوين ووظائف المحرك الكهربائي

وظيفة
كهربائي
محول
EP
يتكون
الخامس
تحويل الطاقة الكهربائية التي توفرها الشبكة C و
تتميز بجهد Uc والتيار Ic للشبكة ، في الكهرباء
نفس الطاقة التي يحتاجها المحرك وتتميز بالقيم
يو ، أنا.
يمكن أن تكون المحولات غير مدارة ومسيطر عليها. أنهم
يمكن أن يكون لها جانب واحد (مقومات) أو وجهين (مع
الأوراق المالية
اثنين
مجموعات
الصمامات)
التوصيل،
في
الموصلية من جانب واحد للمحول والعكس (من
الحمل) يستخدم تدفق الطاقة مفتاحًا إضافيًا
عنصر الترانزستور "لتصريف" الطاقة في وضع الكبح
محرك كهربائي.
محول EMI الكهروميكانيكي (محرك) ، دائمًا
موجود في المحرك الكهربائي ، يحول التيار الكهربائي
الطاقة (U ، I) إلى ميكانيكي (M ، ω).
المحول الميكانيكي MP (ناقل الحركة): مخفض ، زوج
الجوز اللولبي ، نظام NI
كتل
Usenkov.crank
آلية ربط قضيب كهربائي
تفاوض
عزم الدوران М والسرعة ω للمحرك مع
محرك السماء

الشكل 1.2. قناة الطاقة للمحرك الكهربائي
P2
P1
شبكة الاتصال
ΔPs
Δ بي
Uс، I с
Δ أ
Δم
Δ بيم
يو أنا
مم ، ω م
م ، ω
EMF
EP
Δ برو
النائب
Δ أ
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
RO

الكميات
التوصيف
قابل للتحويل
طاقة:
الفولتية ، التيارات ، عزم الدوران (قوى) السرعة ، موضع العمود في
الفضاء ، ودعا إحداثيات محرك الأقراص.
الوظيفة الرئيسية للمحرك الكهربائي هي التحكم
إحداثيات ، أي في اتجاههم القسري
التغيير وفقا لمتطلبات التكنولوجية
معالجة.
يجب تنفيذ التحكم في التنسيق داخل ،
مباح
اعمال البناء
عناصر
محرك كهربائي،
كيف
يتم ضمان موثوقية النظام. هذه جائز
ترتبط الحدود عادةً بالإحداثيات الاسمية ،
ضمان الاستخدام الأمثل للمعدات.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

الآلي
محرك كهربائي
(AEP)
هذا هو
نظام كهروميكانيكي يتكون من كهربائي
آلة EM متصلة بواسطة ناقل حركة ميكانيكي
PU مع آلية التشغيل RM ، محول الطاقة SP ،
أنظمة التحكم في نظام التحكم ، كتلة أجهزة استشعار BSU ،
التي تعمل كمستشعرات ردود الفعل ل
الرئيسي
عامل
ثروات
EP
(والخيارات:
موضع عمود آلة العمل ، السرعة الزاوية ، اللحظة ،
تيار المحرك) وتوفير إمدادات الطاقة
مزود الطاقة للأجهزة الكهربائية المحددة.
أشباه الموصلات
مشروع مشترك
تخدم
ل
تصالح
الكهرباء
العوامل
مصدر
كهربائي
طاقة
(الجهد االكهربى،
تردد)
مع
كهربائي
معلمات آلة EM وتنظيم معلماتها
(السرعة والجهد وتغيير اتجاه الدوران
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

الشكل 1.3. مخطط كتلة من الآلي
محرك كهربائي
مزود الطاقة
الإشارة
مهام
م
SU
مشروع مشترك
جامعة BSU
بو
RM
قناة معلومات EDS
الجزء الكهربائي من EP
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
الجزء الميكانيكي من EP

تم تصميم نظام التحكم للتحكم
محول الطاقة وهو مبني ، كقاعدة عامة ، على
الدوائر الدقيقة ، أو المعالجات الدقيقة. إدخال النظام
إدارة
خدم
الإشارة
مهام
و
إشارات
ردود فعل سلبية من كتلة الحسية
الأجهزة.
نظام
إدارة،
الخامس
المطابقة
مع
الخوارزمية المضمنة فيه ، تولد إشارات
السيطرة على محول الطاقة ، والتحكم
آلة كهربائية.
عظم
في احسن الاحوال
كهربائيا
هو
الآلي
محرك كهربائي
قابل للتعديل
محرك كهربائي
مع
تلقائي
اللائحة
متغيرات حالة.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ينقسم المحرك الكهربائي الآلي إلى:
استقرت بالسرعة أو اللحظة EF ؛
جهاز إلكتروني يتحكم فيه البرنامج وينفذ الحركة
آلية العمل وفقًا للبرنامج المضمن في الإشارة
مهام؛
تتبع EP ، والذي يحرك آلية العمل في
وفقًا لإشارة الإدخال المتغيرة عشوائيًا
الموقف
EP ،
مصمم
تعديل موضع آلية العمل
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
ل

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

محرك كهربائي يعتمد على محركات دائمة
تيار
استعمل من قبل
الخامس
متنوع
الصناعات
صناعة:
علم المعادن
مهندس ميكانيكى،
الكيماويات ، الفحم ، النجارة ، إلخ.
اللائحة
الزاوي
سرعة
المحركات
دائم
تيار
يأخذ
الأهمية
مكان
الخامس
محرك كهربائي آلي. التطبيق مع
هذا الغرض من محولات الثايرستور
إحدى الطرق الحديثة لإنشاء منظمة
محرك كهربائي DC.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

يتم التحكم في سرعة DPT مع NV بواسطة ثلاثة
طرق:
1.تغيير الجهد في المحرك الحركي بتيار ثابت في اللف
الإثارة.
2. تغيير التيار في ملف الإثارة للمحرك بثابت
جهد المرساة
3. التغيير المشترك في الجهد في المحرك
لف الإثارة.
والحالية في
يتغير الجهد عند المحرك أو التيار في ملف الحقل مع
باستخدام مقومات محكومة ، وأكثرها استخدامًا
تلقى مقومات الجسر أحادية الطور وثلاثية الطور.
عندما يتم التحكم في المحرك عن طريق دائرة لف الإثارة ، يتم التحكم
المقوم مصنوع بقوة أقل وله مؤشرات أفضل للوزن والحجم والتكلفة.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ومع ذلك ، نظرا لكبر الوقت الثابت
الملف الميداني للمحرك الكهربائي هو الأسوأ
متحرك
الخصائص
(هو
أقل
سريع) من على طول دائرة المحرك الحركي. وبالتالي
طريق،
خيار
السلاسل
إدارة
عازم
متطلبات محرك محددة.
عند العمل بآليات الإنتاج
(على سبيل المثال ، آليات الرئيسي والمساعد
التروس في الآلات ، آليات الرافعة ،
المصاعد) من الضروري تغيير اتجاه الدوران
محرك
(تدرك
يعكس).
يتغيرون
عادة ما تكون اتجاهات الدوران مصحوبة بهذا
المتطلبات بسرعة (وفي نفس الوقت سلسة)
الكبح والتسارع السلس.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

يمكن تحقيق عكس اتجاه دوران محرك القيادة
عن طريق تغيير قطبية الجهد الموفر إلى المحرك أو عن طريق التغيير
اتجاه التيار في لف الحقل. لهذا الغرض ، في سلسلة مرساة أو
تقدم اللفات الميدانية مفتاح اتصال (عكسي) أو
استخدام اثنين من محولات الثايرستور الخاضعة للرقابة.
رسم تخطيطي لمحول الثايرستور القابل للانعكاس مع
يظهر مفتاح الاتصال في دائرة لف حديد التسليح في الشكل. الخامس
هذه الدائرة ، كما هو الحال في معظم المحولات المصممة لـ
محرك كهربائي ، وضع التصحيح بالتناوب مع وضع الانعكاس.
لذلك ، على سبيل المثال ، عند اكتساب السرعة في وضع البدء وتثبيتها في
شروط
التحسينات
حمل
تشغيل
الفتحة
محرك
الثايرستور
يعمل المحول في وضع التصحيح ، وينقل الطاقة
محرك. عند الحاجة إلى الكبح والتوقف اللاحق
امدادات الطاقة الحركية لها من الشبكة من خلال المحول
قف،
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

جار الترجمة
المحرك في وضع الانعكاس.
آلة DC مدفوعة بالقصور الذاتي
الكتلة الموجودة على عمودها تنتقل إلى وضع المولد ،
إعادة الطاقة المخزنة من خلال المحول
لأنابيب التيار المتردد (الكبح المتجدد).
عكس مخطط كتلة المحول
شبكة الاتصال
380 فولت ، 50 هرتز
يوسينك
مقابل 1
UZ1
VS6
SIFU
Uо.с
1
المعرف 1
2
QS1
Udα
1
2
المعرف 2
م 1
إل إم 1
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
أوز

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

نظام "محول الثايرستور"

النوع الرئيسي من المحولات المستخدمة في التنظيم
محركات التيار المستمر الكهربائية ثابتة شبه موصلة
المحولات (الترانزستور والثايرستور). يمثلون
مقومات قابلة للانعكاس أو غير قابلة للانعكاس ،
مجمعة على الصفر أو الجسر أحادي الطور أو ثلاث مراحل
المخططات. ترانزستورات الطاقة ، تستخدم بشكل رئيسي ل
تنظيم الجهد الدافع في محرك كهربائي منخفض الطاقة.
مبدأ التشغيل وخصائص وخصائص نظام TP-D
دعونا نفكر في استخدام مثال الدائرة الموضحة في الشكل. 2.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

à)
á)
~ U1
أنا 1
T1
e2.1
مقابل 1
Ud
+
م 2
+
Ia1
هوية شخصية
UÓ1
يو
2
e2.2
LM
3
مقابل 2
أنا
0
إل
1
Ia2
4
5
6
UÓ2
Ñ È Ô Ó
الأمم المتحدة
رسم
2
ن. أوسينكوف.
كهربائي
محرك السماء
7
م

المعدل المتحكم به (المحول) يشمل
المحول المطابق T ، الذي يحتوي على ملفين ثانويين ،
اثنين من الثايرستور VS1 و VS2 ، مفاعل تنعيم مع
الحث L ونظام التحكم في الطور النبضي
SIFU. يتم تشغيل الملف المثير لمحرك OBM من تلقاء نفسه
مصدر.
يوفر المعدل تنظيم الجهد في
عن طريق تغيير متوسط ​​قيمة EMF EP الخاص به. هو - هي
يتم تحقيقه بمساعدة SPPU ، والتي تتغير على إشارة UU
زاوية التحكم في الثايرستور α (زاوية تأخير الفتح
الثايرستور VS1 و VS2 بالنسبة إلى اللحظة التي يتم فيها تشغيل الإمكانات
تصبح الأنودات الخاصة بهم إيجابية مقارنة بـ
المحتملة عند الكاثود). عندما تكون α = 0 ، أي الثايرستور VS1 و VS2
تلقي نبضات التحكم Uα من SPPU في اللحظة المحددة ،
يقوم المحول بتصحيح الموجة الكاملة
ويتم تطبيق الجهد الكامل على المحرك المحرك. إذا كان مع
باستخدام SPFU ، توفير نبضات التحكم للثايرستور VS1 و
يحدث VS2 مع تحول (تأخير) بزاوية α ≠ 0 ، ثم EMF
من المحول ينخفض ​​، وبالتالي ينخفض
متوسط ​​الجهد الموفر للمحرك.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

الاعتماد على متوسط ​​قيمة EMF لمحول متعدد الأطوار
من زاوية التحكم في الثايرستور ، يكون الشكل:
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
حيث م هو عدد المراحل ؛
E هي قيمة سعة EMF للمحول ؛
ESR0 - EMF للمحول عند α = 0.
لتقليل التأثير الضار لتيار التموج على هدف المحرك
عادة ما يتم تشغيل مفاعل التسوية ، المحاثة L منها
يتم تحديده اعتمادًا على المستوى المسموح به لتيار التموج.
معادلات الخصائص الكهروميكانيكية والميكانيكية
محرك:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RЯ RП k
ECP 0 cos
ك M RЯ
RP
ك 2
أين
- مقاومة مكافئة
RP xT م 2 RT RL
محول؛
xT ، RT - يتم تقليله على التوالي إلى الملف الثانوي
مفاعلة ومقاومة حثي للتسرب
لفات المحولات
RL هي المقاومة النشطة لمفاعل التنعيم.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

في المنطقة المظللة ، يعمل المحرك في
التيار المتقطع ، والذي يحدد تغيرًا ملحوظًا (نقصًا)
خصائص الصلابة. بسبب الموصلية من جانب واحد
توجد خصائص محول الطاقة فقط في الأول
(1 ... 3 عند α = 0 ؛ 30 ، 60 درجة) والرابع (4 ... 7 عند α = 90 ، 120 ، 150 ، 180 درجة)
الأرباع. زوايا توجيه أصغر تتوافق مع EP أكبر و ،
وبالتالي ، سرعة المحرك أعلى ؛ عند α = π / 2 EMF
UV EP = 0 ويعمل المحرك في وضع الكبح الديناميكي.
في التين. يوضح الشكل 3 مخططًا لمحرك كهربائي بجسر ثلاثي الطور
لا رجوع فيه УB.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

~ 380 Â ؛ 50 Ãö
T1
الأمم المتحدة
يو
Ñ
È
Ô
Ó
يو
مقابل 1
+
VS6
مقابل 1
مقابل 4
VS3
VS6
VS5
مقابل 2
Ud
إل
هوية شخصية
م 1
+
LM
-
يو بي
ن. أوسينكوف.
كهربائي
رسم
3
محرك السماء
-

للحصول على أداء المحرك في الأربعة
تستخدم مقومات التحكم القابلة للانعكاس في الأرباع ،
والتي تتكون من مقومين غير قابلين للعكس ، على سبيل المثال مع
الشكل صفر الناتج. 4.
أ)
~ 380 فولت ؛ 50 هرتز
ب)
T1
2
جامعة كاليفورنيا
يو
UU
مع
و
F
لديك
مقابل 1
+
VS6
مقابل 1
مقابل 4
VS3
VS6
VS5
مقابل 2
L1
-
2
إل
1 دقيقة
0
دقيقة
م
1 2
1 كحد أقصى
م 1
يو بي
2 2
L2
+
الأعلى
-
ن. أوسينكوف.
كهربائي
رسم
4
محرك السماء

تفريغ
وتسمى
المحولات
السماح
تغيير قطبية الجهد المستمر والتيار في الحمل.
هناك نوعان من المبادئ الأساسية المستخدمة في SWs القابلة للعكس
التحكم في مجموعات الصمامات: مفصل ومنفصل.
تتضمن السيطرة المشتركة التغذية من النظام
التحكم في الطور النبضي لنبضات التحكم في الثايرستور
Uα في وقت واحد للثايرستور من كلا المجموعتين - VS1 ، VS3 ، VS5
(مجموعة الكاثود) و VS2 ، VS4 ، VS6 (مجموعة الأنود). علاوة على ذلك ، بسبب
وجود زاوية قص بين نبضات التحكم لمجموعتين
الثايرستور قريب من π ، يعمل أحدهم في مقوم
الوضع ويقوم بإجراء التيار ، بينما يعمل الآخر في وضع العاكس ، الحالي
لا تجري. لتوفير مثل هذا التحكم بين المتوسط
يجب أن توجد قيم EMF للمعدل والعاكس
نسبة
، مع ذلك ، بسبب الاختلاف في القيم اللحظية
EMF بين مجموعات الثايرستور يتدفق ما يسمى
معادلة التيار. لتقييده في الدائرة الموضحة في الشكل.
4 ، أ ، يتم توفير مفاعلي معادلة L1 و L2.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

دوائر تحويل البوابة ،
تغيير الاتجاه
تدفق الطاقة
في المحركات الكهربائية الآلية
ضبط سرعة محرك القيادة.
مطلوب
عند استخدام آلات التيار المستمر ،
المهمة ليست فقط تنظيم سرعة الدوران ، (ل
عن طريق تغيير قيمة جهد الإمداد) ، ولكن أيضًا
تغيير اتجاه الدوران (عكسي). من أجل هذا
من الضروري تغيير قطبية الجهد إلى
الحمل واتجاه التيار في الحمل.
يتم حل هذه المهمة باستخدام ملف خاص
محول DC / DC بدون تطبيق
معدات الاتصال ،
عكس ما يسمى
ن. أوسينكوف. كهربائي
محول ثابت
تتكون الحالية
محرك السماء

تتكون من مجموعتين من الصمامات ، كل منها
يضمن تدفق التيار من خلال الحمل في واحد فقط
اتجاه.
جميع المخططات الحالية لمحولات الصمامات القابلة للعكس
يمكن تقسيمها إلى فئتين:
عبر ("ثمانية") مخططات و
دوائر موازية.
في الدوائر المتقاطعة (الشكل أ - صفر وب - جسر)
يحتوي المحول على مجموعتين من لفات الصمامات المعزولة ،
يتم من خلالها تشغيل مجموعتين من الصمامات.
في الدوائر الموازية (الشكل ج) ، واحدة فقط
مجموعة لفات صمامات المحولات.
قابل للعكس
نكون:
المحولات
عظم
ثلاث مراحل صفر
مزدوج ثلاث مراحل مع التعادل
مفاعل و
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
واسع الانتشار

ثلاث مراحل عكس المحول
مع خرج صفر
أ
T1
ج
يوسينك
ن
أ
UZ1
ب
ب 1
1
ج 1
أ 2
ب
ج 2
2
Iur2
لور 1
المعرف 1
Udα
Iur2
VS1 ...
VS3
UZ2
لور 2
المعرف 2
م 1
ن. أوسينكوف. كهربائي
إل إم 1
محرك السماء
VS4 ...
VS6
SIFU 1
SIFU 2
يوسينك
أوز

يتم استخدام دارات المعدل ثلاثية الطور مع الاستقرائي
تحميل لتزويد الطاقة من اللفات الميدانية للآلات الكهربائية ،
ست مراحل
لتزويد سلاسل المرساة للمحرك ،
اثني عشر مرحلة محركات كهربائية قوية بشكل خاص.
عكس عملية المحول
افترض أنه في اللحظة الأولى من الزمن الآلة
استدارة في اتجاه عقارب الساعة بسرعة n rpm. علاوة على ذلك ، هي
طور Ejak خلفي EMF والتيار المتدفق عبر دائرة المحرك
(رسم
). تم تشغيل الآلة من الأول
مجموعة صمامات محول UZ1 تعمل في
وضع المعدل. لتقليل سرعة الدوران
بعد ذلك ، تحتاج الآلة إلى تقليل جهد الإمداد الموفر لها
هناك حاجة لزيادة زاوية التحكم في الثايرستور
مقوم VS1 ، VS2 ، VS3 UZ1.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

في هذه الحالة ، بسبب القصور الذاتي للمحرك ، فإن ظهره EMF Ejak لا يمكنه ذلك
يتغير بشكل حاد ويتضح أنه أكبر من الجهد Ud1 بمقدار
خروج
محول
(تشغيل
مذيع الأخبار
محرك).
بوابات
يتم قفل المحولات UZ1 بسرعة ويتم تقليل تيار الحمل
إلى الصفر. لكن على مشابك دائرة المرساة لآلة كهربائية ،
بالتناوب بالقصور الذاتي ، يبقى ظهر EMF Ejak ، والذي
يسمح لك باستخدام الطاقة الحركية للدوران
القيادة وتحويلها إلى كهرباء وفي نفس الوقت بسرعة
فرامل السيارة الكهربائية.
للقيام بذلك ، تحتاج إلى نقل مجموعة الصمام الأول إلى
وضع العاكس ، أي زيادة الزاوية α1> 90 درجة. لكن الأول
لا يمكن استخدام مجموعة محول UZ1 في العاكس
الوضع ، لأنه من الضروري وجود قطبية عكسية على الجهاز
الجهد Ud1. لذلك ، يتم نقل الثانية إلى وضع العاكس.
مجموعة الصمامات UZ2 (α2> 90 °) ، خرج منها متصل
تحميل مواز لإخراج المجموعة الأولى من UZ1. سيارة
يعمل في وضع المولد وبالتالي سرعة دورانه
السقوط. وبالتالي ، يتناقص أيضًا back-EMF Ejak ، وهو
مصدر التيار
لأوسينكوف.
الثانية كهربائية
عدة UZ2 تعمل في
وضع العاكس. محرك السماء

ن
الكبح
نقل. ه
رفع تردد التشغيل
الوضع
نقل.
الوضع
0
ر
يعكس
أنا
ه
0
ر
<90
UZ2
الخامس
و
>90
و
>90
<90
UZ1
الخامس
UZ1
<90
الخامس
الشكل 1.2. مخطط وضع التشغيل
آلة كهربائية العاصمة
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

عندما تتوقف الآلة الكهربائية (Eяк = 0 ؛ n = 0) ، يمكنك ذلك
تحويل المجموعة الثانية من صمامات UZ2 إلى مقوم
الوضع (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
في وضع المحرك ويتم تشغيله بواسطة المجموعة الثانية من الصمامات
UZ2.
اتجاه
دوران
سيارات
التغييرات
تشغيل
العكس (عكس المحرك) ويبدأ من جديد
تسريع (من n = 0 إلى سرعة معينة ، على سبيل المثال ، إلى
n = nnom في الربع الثالث من إحداثيات المحرك الكهربائي: n و I أو n
و م).
إذا كان العكس مطلوبًا مرة أخرى ، فعندئذٍ
الزاوية α2 من المجموعة الثانية من الصمامات UZ2 ، صماماته مغلقة.
يتم تحويل المجموعة الأولى من صمامات UZ1 إلى عاكس
الوضع (α 1> 90 °) ، يتم عكس اتجاه معرف تيار المحرك ،
تعمل الآلة الكهربائية في وضع المولد حتى
توقف المحرك بالكامل.
علاوة على ذلك ، مع انخفاض الزاوية α1> 90 درجة ، تكون المجموعة الأولى
يتم نقل الصمامات UZ1 إلى وضع المعدل و
يتم تسريع المحرك إلى السرعة المحددة.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

خاصية التحكم للانعكاس
محول
Udα
Ud0
Udα1
α1
الوضع
المعدل
0
Udβ1
π
π / 2
الوضع
العاكس
α2
β1
-حد 0
أودي
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
α
β

عندما تكون القيم المتوسطة للضغوط على
الناتج UZ1 و UZ2 نحصل على التعبير
Udocosα1 = Udocosβ2.
لذلك ، من الضروري أن تكون α1 = β2. منذ في
وضع العاكس β = 180 درجة - α ، ثم شرط المساواة
متوسط ​​قيم الفولتية في دائرة المعادلة
يمكن تمثيلها كـ α1 + α2 = 180 ° ، حيث α1 و α2 هما الزاويتان
السيطرة على الثايرستور من المجموعتين الأولى والثانية
تقاس الصمامات من النقطة الطبيعية
فتح الثايرستور.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

الخصائص الخارجية للعكس
محول
الخصائص الخارجية للمقوم والعاكس
المجموعات في هذه الحالة هي استمرار لواحد
آخر ويعطي ناتج خطي خارجي
خاصية عكس المحول
Udα
β1
α1
β1> β
2
α2> α
β3> β
2
1
α3> α
2
الوضع
العاكس
الوضع
المعدل
0
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
هوية شخصية

التحكم المشترك للصمام
في مجموعات
إذا تم تطبيق نبضات التحكم في وقت واحد على
صمامات كلا المجموعتين UZ1 و UZ2 وزوايا التحكم
الثايرستور يتوافق مع الشرط
α1 + α2 = π ،
مراقبة
صمام
ثابتة.
في مجموعات
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
وتسمى

تحكم منفصل في الصمام
في مجموعات
من أجل الحصول على محرك كهربائي يعمل في الأربعة
أرباع المجال: ω - I أو ω - M ، من الضروري استخدام عكس
محول الثايرستور ، يوفر تدفق تيار المحرك
المحرك في كلا الاتجاهين.
تحتوي المحولات العكسية على مجموعتين من الثايرستور ،
متضمنة بالتوازي المضاد لبعضها البعض.
في هذا الرسم البياني ، هناك مجموعتان من الصمامات UZ1 و UZ2 ، تم تجميع كل منهما وفقًا لـ
دارة جسر ثلاثية الطور ، متصلة بالتوازي مع بعضها البعض
عكس القطبية على الجانب الحالي المعدل.
تطبيق نبضات إطلاق النار في وقت واحد على كلا مجموعتي الثايرستور
غير ممكن ، حيث ستحدث دائرة كهربائية قصيرة. لذلك ، في هذا المخطط
يمكن أن تعمل فقط
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

مجموعة واحدة من الثايرستور UZ1 أو UZ2 ؛ مجموعة أخرى
يجب إغلاق الثايرستور (إطلاق النبضات
إزالة).
وهكذا ، عكس المحولات مع
تحكم منفصل - هذه محولات بتنسيق
التي تأتي نبضات التحكم إلى واحد فقط
من مجموعات الصمامات الموصلة. النبضات
التحكم في المجموعة الثانية من الصمامات في هذا الوقت ليس كذلك
يتم تقديمه وصماماته مقفلة. مفاعل لور في المخطط
قد يكون غائبا. انظر Gorby243s
مع التحكم في صمام منفصل ، فإن
فقط مجموعة الثايرستور الموجودة حاليًا
يجب إجراء التيار في الحمل. اختيار هذه المجموعة
يعتمد على اتجاه حركة محرك الأقراص ("إلى الأمام" أو
"رجوع") ومن وضع التشغيل للمحرك: المحرك
الوضع أو الكبح المتجدد.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

الجدول 1 - اختيار مجموعة الصمامات
وضع التشغيل EP
محرك
الفرامل
اتجاه
حركة
"إلى الأمام"
UZ1
UZ2
"خلف"
UZ2
UZ1
في أنظمة التحكم EP ، يتم اختيار وتفعيل المجموعة المطلوبة
يتم تصنيع الثايرستور تلقائيًا عن طريق المنطق
جهاز التبديل LPU ، مبدأ البناء الذي
هو مبين في الشكل.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

نأخذ اتجاه تيار المحرك عند العمل "إلى الأمام" في
وضع المحرك لإيجابية. بإشارة إيجابية
ضبط السرعة المقابلة للحركة
"إلى الأمام" ، و
إشارة خطأ السرعة ، والتي في وضع المحرك أيضًا
ستكون (ωsad- ω) ≥0 ، الإشارة التي تصل إلى LPU من المنظم الحالي ،
سيكون له علامة (+). وفقًا لهذا ، سيتم تشغيل مرفق الرعاية الصحية الإلكتروني
مفتاح QS1 ، الذي يزود الثايرستور بنبضات إطلاق النار
المجموعة UZ1. يتم ضبط زاوية التوجيه α1 بواسطة النظام
التنظيم الأوتوماتيكي حسب إشارة الخرج
منظم RT. يعمل كل من SIFU (1) و (2) في حفلة موسيقية بحيث
ما هو مجموع الزوايا
α1 + α 2 = π.
(1)
وهكذا ، بالنسبة لمجموعة الثايرستور العاملة في
وضع التصحيح ، يتم تزويد نبضات الفتح بزاوية α1 =
0 ... / 2. في هذه الحالة ، يولد SPFU2 نبضات
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

التحكم بزاوية α2 = π - α1 ، أي بزاوية تحكم ،
المناظرة
العاكس
النظام الحاكم
الشغل
محول UZ2.0 ومع ذلك ، منذ المفتاح الإلكتروني
QS2 فتح نبضات التحكم لتجميع الثايرستور
لم يتم استلام UZ2.
محول UZ2 مغلق ، لكن
على استعداد لعملية العاكس.
مثل
المبدأ
متفق عليه
إدارة
مجموعات الصمامات ، المحددة بواسطة (1) ، تسمح
تكييف الخصائص الميكانيكية لمحرك الأقراص
أوضاع المحرك والكبح ، والتي تظهر في
الشكل.
في
الحاجة
الكبح
قائد
تنخفض إشارة مجموعة إشارة السرعة. خطأ في
علامة تغييرات السرعة (ωset - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
تتغير الإشارة من (+) إلى (-) ، وفقًا لذلك
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

افصل جهة الاتصال QS1 وقم بتمكين جهة الاتصال QS2. لكن
لا يتم تشغيل جهة اتصال QS2 على الفور ، ولكن مع بعضها
تأخير الوقت ، وهو أمر ضروري لتيار المحرك
انخفض إلى الصفر واستعاد الثايرستور UZ1 الانسداد
الخصائص. يتم التحكم في الانخفاض في التيار إلى الصفر بواسطة المستشعر الحالي DT و
NO العضو الصفري (في مخططات أخرى تستخدم لهذا الغرض
مجسات توصيل الصمامات).
عندما ينخفض ​​التيار إلى الصفر ، بعد تأخير معين
الوقت ، يتم تشغيل مفتاح QS2 ويبدأ المحول في العمل
UZ2 جاهز بالفعل لتشغيل العاكس. وحدة القيادة
يدخل في وضع الكبح المتجدد ، الوقت الإجمالي
تبديل مجموعات الثايرستور هو 5-10 مللي ثانية ، أي
مقبول لضمان مراقبة الجودة العالية للتوقيع الإلكتروني.
عند التشغيل في وضع المحرك في الاتجاه العكسي ، تكون العلامة
مرجع السرعة سالب والقيمة المطلقة
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

أخطاء السرعة | مجموعة - ω | بشكل إيجابي ، وبالتالي على
يتلقى إدخال LPU إشارة سلبية ، ويتم تشغيله
مفتاح
QS2.
يعمل
محول
UZ2
الخامس
وضع المعدل. قواعد العمل المنطقية
يتم توضيح LPU في الجدول 2.
كما يتم استخدام مخططات أخرى لمرافق العلاج الطبي.
الخصائص الميكانيكية لمحرك الأقراص القابل للانعكاس TP-D
مع تحكم منفصل موضحة في الشكل.
مع التيار المستمر
موصوفة بالمعادلة (1).
المراسي
محرك
أنهم
في وضع التيارات المتقطعة في المنطقة الصغيرة
قيم اللحظة ، يتم انتهاك خطية الخصائص.
في أنظمة التيار والسرعة المغلقة الحديثة
التنظيم من خلال استخدام التكيف
المنظمين ، فمن الممكن أن خطي الميكانيكية
خصائص EP و N.I.
بريوسنكوف.
كهربائي صغير
قيم عزم الدوران.
محرك السماء

الجدول 2 - منطق مرفق الرعاية الصحية
لافتة
لافتة
لافتة
مفتوح
يعمل
الوضع
ω مجموعة
| زاد- ω |
في المدخل
مفتاح
الشغل
LPU
QS
تحول
إيه
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
UZ2
-
+
-
QS2
UZ2
-
-
+
QS1
UZ1
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء
محرك كهربائي
أ
محرك
ذ
الفرامل
محرك
ذ
الفرامل

السمة الخارجية للمقوم
Udα
Ud0
Ud1
0
هوية شخصية
أنا d1
أنا k.z
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

7- التشغيل الكهربائي والميكنة للمنشآت الصناعية والمجمعات التكنولوجية

التنفيذ الفني
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

المهمة 1. تحديد قيم اللحظات المختصرة J و Мс at
رفع حمولة (شكل 1) ، إذا كان معروفًا: دينار = 3.2 كجم م 2 ؛ Jр.о. = 3.6 كجم م 2 ؛
نسبة التروس لعلبة التروس p = 0.96 ؛ كفاءة الهيئة التنفيذية
(طبلة) ب = 0.94 ؛ السرعة الزاوية للمحرك ω = 112 راديان / ثانية ؛ سرعة
رفع الحمولة v = 0.2 م / ث ؛ وزن الحمولة م = 1000 كجم.
تفسير.
لحظة ثابتة مخفضة:
مولودية
F ص. ا. ص. ا.
ع ب د
م ز ع.
ع ب د
1000 9,81 0,2
19.41H م
0,96 0,94 112
انخفاض لحظة القصور الذاتي J:
ي
J D J ro
أنا ص 2
م (
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3.3 كجم م 2.
2
د
112
6,14
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

دينار ، nп ، ip ، п
م ، د ، دينار
د
بو
MPO ، po ، Jpo
RO (ب) والمخطط 3.
MatLab7 / Simulink3.
مكتبة
رائد
كتل
الخامس
برنامج
4. قم بعمل نموذج كتلة لتركيب المختبر من أجل القيام به
البحث وفقًا للموضوع المحدد وإعطاء وصف موجز
الأجهزة الوظيفية المستخدمة والقياس الافتراضي
الأجهزة.
5. افحص إعداد المعمل الافتراضي وأدخل الأصل
البيانات في مربعات حوار البرنامج. صياغة خطة ل
تجربة.
6. بعد الانتهاء من العمل ، قم بإعداد تقرير عن الهيكل:
عنوان العمل والغرض منه ؛
وصف جناح المختبر ؛
تحليل موجات الذبذبات من التبعيات التجريبية ؛
الاستنتاجات.
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

عمل رقم ن. بحث عن محرك كهربائي على
هيكل "معدل محول غير متزامن المحرك"
نموذج الكتلة لمحرك كهربائي بمحرك غير متزامن
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

نتائج المحاكاة
ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

ن. أوسينكوف. كهربائي
محرك السماء

المحرك الكهربائي الحديث هو وحدة بناءة لمحول طاقة كهروميكانيكية (محرك) ، ومحول طاقة وجهاز تحكم. يوفر تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وفقًا لخوارزمية الوحدة التكنولوجية. يتوسع باستمرار نطاق تطبيق المحرك الكهربائي في الصناعة والنقل وفي الحياة اليومية. حاليًا ، تستهلك المحركات الكهربائية أكثر من 60٪ من إجمالي الكهرباء المولدة في العالم. وبالتالي ، يتم تحديد كفاءة تقنيات توفير الطاقة إلى حد كبير من خلال كفاءة المحرك الكهربائي. يعد تطوير أنظمة محرك عالية الأداء ومضغوطة واقتصادية أولوية في تطوير التكنولوجيا الحديثة. تميز العقد الأخير من القرن الماضي بتطورات كبيرة في إلكترونيات الطاقة - الإنتاج الصناعي للترانزستورات ثنائية القطب المعزولة للبوابة (IGBTs) ، ووحدات الطاقة القائمة عليها (الرفوف والمحولات الكاملة) ، بالإضافة إلى وحدات الطاقة الذكية (IPM) مع تم إتقان حماية المفاتيح والواجهات للاتصال المباشر بأنظمة التحكم في المعالجات الدقيقة. أدى نمو درجة التكامل في تقنية المعالجات الدقيقة والانتقال من المعالجات الدقيقة إلى وحدات التحكم الدقيقة مع مجموعة مدمجة من الأجهزة الطرفية المتخصصة إلى جعل اتجاه الاستبدال الشامل لأنظمة التحكم في المحرك التناظري بأنظمة لا رجوع فيها. تحكم رقمي مباشر.لا يعني التحكم الرقمي المباشر فقط التحكم المباشر من المتحكم الدقيق لكل مفتاح من مفاتيح محول الطاقة (العاكس والمعدل المتحكم به ، إن وجد) ، ولكنه يوفر أيضًا إمكانية الإدخال المباشر في المتحكم الدقيق لإشارات ردود الفعل المختلفة (بغض النظر عن نوع الإشارة: منفصلة أو تمثيلية أو نبضية) مع معالجة البرامج والأجهزة اللاحقة داخل المتحكم الدقيق. وبالتالي ، يركز نظام التحكم الرقمي المباشر على التخلص من عدد كبير من بطاقات الواجهة الإضافية وإنشاء وحدات تحكم محرك أحادية اللوحة. في الحد الأقصى ، تم تصميم نظام التحكم المدمج كشريحة واحدة ، جنبًا إلى جنب مع محول الطاقة والمحرك التنفيذي ، تم دمجه هيكليًا في وحدة كاملة واحدة - وحدة الحركة الميكاترونية.

ضع في اعتبارك الهيكل العام لمحرك كهربائي (الشكل 6.25). يمكن تمييز قناتين متفاعلين فيه - الطاقة ، التي تنقل وتحول الطاقة من الكهربائية إلى الميكانيكية ، والمعلومات.

اعتمادًا على متطلبات المحرك الكهربائي ، يتم استخدام العديد من الآلات الكهربائية كمحول كهروميكانيكي: تيار متناوب غير متزامن ومتزامن ، تيار مباشر غير متزامن ومجمع بدون فرش ، خطوة ، صمام رد الفعل ، محث الصمام ، إلخ.

تم تصميم قناة المعلومات للتحكم في تدفق الطاقة ، وكذلك جمع ومعالجة المعلومات حول حالة وتشغيل النظام ، وتشخيص أعطاله. يمكن أن تتفاعل قناة المعلومات مع جميع عناصر قناة الطاقة ، وكذلك مع المشغل وأنظمة القيادة الكهربائية الأخرى ونظام التحكم العلوي.

أرز. 6.25. الهيكل المعمم لمحرك كهربائي

لفترة طويلة ، تم تقييد الاستخدام المكثف لمحركات الأقراص المتغيرة السرعة بعاملين:

قيم صغيرة مسموح بها نسبيًا للتيارات والفولتية وتبديل تردد أجهزة أشباه موصلات الطاقة ؛

الحد من تعقيد خوارزميات التحكم المطبقة في شكل تناظري أو على دوائر دقيقة رقمية من درجة تكامل صغيرة ومتوسطة.

أدى ظهور الثايرستور للتيارات العالية والفولتية إلى حل مشكلة المحول الثابت لمحرك التيار المستمر. ومع ذلك ، أدت الحاجة إلى الإغلاق القسري للثايرستور في دائرة الطاقة إلى تعقيد كبير في إنشاء محولات مستقلة لمحرك تيار متردد يتم التحكم فيه بالتردد. أدى ظهور ترانزستورات التأثير الميداني القوية التي يمكن التحكم فيها بالكامل ، والمعينة في الأدبيات الأجنبية على أنها MOSFETs (ترانزستورات تأثير مجال المعادن - أكسيد - أشباه الموصلات) ، و IGBTs (بوابة الترانزستورات ثنائية القطب المعزولة) إلى التطور السريع لتكنولوجيا المحول والتوسع المستمر في نطاق تطبيق المحركات الكهربائية غير المتزامنة مع محولات التردد. كان العامل الآخر الذي أدى إلى إمكانية الإدخال الشامل لمحرك كهربائي يتم التحكم فيه بالتردد هو إنشاء وحدات تحكم دقيقة أحادية الشريحة تتمتع بقوة حوسبة كافية.

يسمح لنا تحليل منتجات الشركات العالمية الرائدة في مجال تصنيع أنظمة القيادة ومواد البحث العلمي المنشور في هذا المجال بملاحظة الاتجاهات الواضحة التالية في تطوير المحركات الكهربائية:

تتناقص حصة أنظمة القيادة مع محركات التيار المستمر بشكل مطرد وحصة أنظمة القيادةمع المحركات التيار المتناوب... ويرجع ذلك إلى الموثوقية المنخفضة للمجمع الميكانيكي والتكلفة المرتفعة لمحركات تجميع التيار المستمر مقارنة بمحركات التيار المتردد. وفقًا لتوقعات الخبراء ، في بداية القرن المقبل ، ستنخفض حصة محركات الأقراص الثابتة إلى 10٪ من إجمالي عدد محركات الأقراص.

حاليًا ، لديهم التطبيق السائد يقود بمحركات تحريضية على شكل قفص السنجاب... معظم محركات الأقراص هذه (حوالي 80٪) غير منظمة. بسبب الانخفاض الحاد في تكلفة محولات التردد الثابتة ، فإن الحصة محركات كهربائية غير متزامنة يتم التحكم فيها بالترددالزيادة السريعة.

البديل الطبيعي لمحركات أقراص التيار المستمر هو محركات الأقراص ذات صمام، أي إلكترونيا المحركات... كمدير تنفيذي آلات العاصمة فرشتستخدم المحركات المتزامنة (BMPT) مع الإثارة من المغناطيس الدائم أو مع الإثارة الكهرومغناطيسية (للطاقات العالية) في الغالب. يعد هذا النوع من محركات الأقراص هو الأكثر نجاحًا في بناء الأدوات الآلية والروبوتات ، ومع ذلك فهو الأغلى ثمناً. يمكن تحقيق بعض تخفيض التكلفة عند استخدام محرك ممانعة متزامن كمسؤول تنفيذي.

سيكون محرك القرن المقبل ، وفقًا لتوقعات معظم الخبراء ، محركًا يعتمد على محرك صمام محث(عرض). المحركات من هذا النوع سهلة التصنيع ومتطورة تقنيًا ورخيصة. لديهم دوار مغناطيسي سلبي بدون أي لفات أو مغناطيس. في الوقت نفسه ، لا يمكن ضمان الخصائص العالية للمستهلك لمحرك الأقراص إلا باستخدام نظام تحكم معالج دقيق قوي مع إلكترونيات الطاقة الحديثة. تتركز جهود العديد من المطورين حول العالم في هذا المجال. بالنسبة للتطبيقات النموذجية ، تعد المحركات الحثية ذاتية الإثارة واعدة ، وبالنسبة لمحركات الجر - المحركات الحثية ذات الإثارة المستقلة من جانب الجزء الثابت. في الحالة الأخيرة ، هناك إمكانية للتحكم في السرعة من منطقتين عن طريق القياس مع محركات التيار المستمر التقليدية.

6.2.1. محركات كهربائية غير متزامنة
التحكم العددي

ضمنت طرق التحكم في القياس تحقيق الخصائص الثابتة المطلوبة واستخدمت في المحركات الكهربائية ذات الحمل "الهادئ". عند إدخال هذه الأنظمة ، كقاعدة عامة ، تم تشغيل مولدات الكثافة ، مما حد من معدل الزيادة (النقصان) في إشارة الإدخال إلى هذه القيمة التي يمكن عندها اعتبار العمليات في النظام ثابتة ، أي يمكن إهمال المصطلح في المعادلة ، لأن .

في التين. يوضح الشكل 6.26 الخصائص الميكانيكية لمحرك قفص السنجاب غير المتزامن لجميع قوانين التحكم الأربعة لنموذج خطي لا يأخذ في الاعتبار تشبع الدائرة المغناطيسية. يجب أن نكرر أن قوانين التحكم المذكورة قد تم استخدامها على نطاق واسع وأثبتت نفسها جيدًا في المحركات الكهربائية ، حيث لا تكون سرعة التحكم مطلوبة ولا توجد تغييرات مفاجئة في عزم دوران الحمل.

أرز. 6.26 الخصائص الميكانيكية لـ AKZ
تحت قوانين رقابية مختلفة

أبسط القوانين المدرجة هو الأول: يتم تطبيق هذا القانون ، عند استخدام عاكس مع PWM جيبي ، في جميع محولات أشباه الموصلات تقريبًا التي تنتجها العديد من الشركات ويتم تقديمها في السوق. تكمن راحة هذا القانون في حقيقة أن المحرك الكهربائي يمكن أن يعمل بدون ردود فعل سلبية على السرعة ولديه صلابة طبيعية للخصائص الميكانيكية في نطاق محدود من التحكم في السرعة.

في المحركات الكهربائية ذات التحكم القياسي ، يتم استخدام نسب أخرى بين التردد والجهد للتحكم في السرعة أو استقرارها. يعتمد اختيار هذه النسبة على لحظة التحميل ويتم تحديده من شروط الحفاظ على سعة التحميل الزائد:

أين م max - أقصى لحظة لـ AKZ ، Μ ح -لحظة التحميل على رمح الآلة.

قانون الجهد وتغير التردد يلبي المتطلبات (6.15) في ظل الافتراض ص ق= 0 ، مجموعة
م. كوستينكو. هذا القانون له الشكل

أين يو نوم,و نوم,Μ نوم -القيم الاسمية الواردة في لوحة اسم الجهاز.

إذا كان قانون تغيير عزم الدوران معروفًا مسبقًا ، فمن الممكن تحديد النسبة المطلوبة للجهد والتردد عند خرج العاكس. ضع في اعتبارك ثلاثة أنواع كلاسيكية من أحمال عمود الماكينة:

م ح= const ،؛ الفوسفور ح = م ح wm = const ،؛ ... (6.16)

غالبًا ما يتم إعادة تصميم العواكس الموجودة في السوق لتلائم جميع القوانين الثلاثة. دائرة القيادة الكهربائية التي تطبق القوانين المدروسة موضحة في الشكل. 6.27. يقوم المحول الوظيفي (FP) بتنفيذ أحد التبعيات (6.16) ، والتي تحددها طبيعة الحمل. يشتمل محول أشباه الموصلات (PC) على عاكس مستقل ونظام التحكم الخاص به ، ومولد شدة (IO) ، كما لوحظ بالفعل ، يشكل إشارة دخل متزايدة ببطء. في هذه الحالة ، لن تكون الزيادة في السرعة في المحرك الكهربائي مصحوبة بتقلبات شديدة في عزم الدوران والتيار ، والتي يتم ملاحظتها أثناء البدء المباشر.

أرز. 6.27. رسم تخطيطي وظيفي مفتوح غير متزامن

بالنسبة للأحمال الأكثر تعقيدًا ، يتم استخدام قوانين أخرى للتحكم العددي ، والتي يتم تنفيذها باستخدام التغذية المرتدة. تم النظر في هذه القوانين أعلاه على أساس تحليل تشغيل آلة غير متزامنة في حالة مستقرة.

ضع في اعتبارك قانون تحكم عددي آخر يتم استخدامه في إنشاء محركات كهربائية بمحولات تيار مستقلة - هذا هو القانون ψ ص= ثابت.

يظهر تنفيذ هذا الاعتماد في المحرك الكهربائي في الرسم البياني الوظيفي (الشكل 6.28). تسمى هذه الأنظمة أنظمة التردد الحالي.

يمكن تنفيذ كتلة PP في النظام بطريقتين. في الحالة الأولى (الشكل 6.28) ، تحتوي على مقوم متحكم به ، ومرشح حثي متسلسل وعاكس مستقل. يجب التأكيد على أن المرشح الاستقرائي يعطي العاكس خاصية المصدر الحالي. مثل هذا المصدر الحالي يسمى حدودي.

أرز. 6.28 مخطط وظيفي غير متزامن
مشغل عددي

6.2.2. محركات كهربائية غير متزامنة
مكافحة ناقلات

في التين. يوضح الشكل 6.29 هيكل محرك التيار المتردد للتحكم في القوة الموجهة. كمحرك تنفيذي ، يمكن استخدام إما محرك متزامن مع دوار مغناطيسي كهربائي نشط أو محرك ممانعة متزامن. من الممكن استخدام هذا الهيكل للتحكم في المحركات ذات المحث ذي التبديل ثلاثي الأطوار مع مزود طاقة متعدد الأقطاب ، بالإضافة إلى محركات السائر في وضع محركات التيار المستمر بدون فرش.

يتم استخدام العاكس على أساس مفاتيح IGBT أو وحدات الطاقة الذكية كمحول طاقة. محركات مفاتيح العاكس متصلة مباشرة بالمخرجات مولد PWMمتحكم يعمل في الوضع تعديل عرض النبض المتجه الأساسي(تعديل PWM المتجه) ، والذي يضمن أعلى استخدام ممكن لجهد الوصلة DC ويقلل من الخسائر الديناميكية في العاكس (أدناه بمزيد من التفصيل).

أرز. 6.29 رسم تخطيطي لمحرك الأقراص
بالتناوب السيطرة على ناقلات التيار الحالي

الهيكل في الشكل. يفترض الشكل 6.29 استخدام مشفر نبضي لموضع دوار المحرك. يتم إدخال الإشارات من المستشعر مباشرة في وحدة التحكم ومعالجتها في وحدة تقدير الموقع ، والتي يمكن تنفيذها على أساس جهاز طرفي خاص - الموقت مع وضع "التربيع" للعملية... يتم تحويل رمز موضع الدوار الميكانيكي عن طريق البرنامج إلى رمز الموضع الكهربائي للجزء المتحرك داخل خطوة عمود الماكينة q. لتنفيذ وحدة تقدير السرعة ، يمكن استخدام أي من الأجهزة الطرفية الخاصة للميكروكونترولر ، حيث يعتمد مبدأ التشغيل على قياس الفاصل الزمني للمحرك للعمل على جزء معين من المسار (مقدرات السرعة)، أو الأجهزة الطرفية للأغراض العامة مثل معالجات الحدثأو مديري الحدث... في الحالة الأخيرة ، يكون المؤقت الذي يعمل في الوضع "التربيعي" هو المؤقت الأساسي لإحدى قنوات المقارنة. بمجرد أن يكمل المحرك المسافة المحددة ، تحدث مقاطعة مقارنة. في روتين الخدمة لهذه المقاطعة ، ستحدد وحدة المعالجة المركزية الفاصل الزمني منذ المقاطعة السابقة وستحسب سرعة محرك الأقراص الحالية ث. من المرغوب فيه أن يسمح المؤقت الذي يعمل في الوضع "التربيعي" بالتهيئة الأولية وفقًا لعدد العلامات في كل دورة لمشفّر النبض ، وله أيضًا وضع التصحيح التلقائي لحالته وفقًا للمشفّر المرجعي. يجب أن يعمل مقدر السرعة بدقة قابلة للتعديل في عدد النبضات لكل فترة قياس السرعة (من 1 إلى 255) وبدقة قابلة للتعديل في الوقت المناسب (الدقة القصوى 50-100 نانوثانية مع نطاق ضبط دقة 1: 128) . إذا تم استيفاء المتطلبات المذكورة أعلاه للأجهزة الطرفية لوحدة التحكم الدقيقة ، فسيكون من الممكن قياس السرعة في نطاق لا يقل عن 1: 20000 بدقة لا تقل عن 0.1٪. لقياس المتغيرات الكهربائية ، يجب أن يحتوي المتحكم الدقيق المدمج في ADCبدقة لا تقل عن 10-12 رقمًا ثنائيًا ووقت تحويل لا يقل عن 5-10 ميكروثانية. كقاعدة عامة ، فإن ثماني قنوات ADC كافية لاستقبال ليس فقط إشارات التغذية الراجعة لتيارات الطور ، ولكن أيضًا إشارات التغذية الراجعة للجهد والتيار في ارتباط التيار المستمر ، بالإضافة إلى الإشارات الرئيسية الخارجية. يتم استخدام إشارات تناظرية إضافية لتنفيذ حماية العاكس والمحرك. سيكون عمل ADC أكثر كفاءة إذا سمح الميكروكونترولر بوضع المسح التلقائي وبدء عملية التحويل. يتم ذلك عادةً إما باستخدام جهاز طرفي منفصل - معالج المعاملات الطرفيةأو باستخدام وضع التشغيل التلقائي ADCمن معالج حدث أو مولد إشارة PWM. من المستحسن أن يتم أخذ عينات من إشارتين تناظريتين على الأقل في وقت واحد.

في كتلة تعديل متجه PWM ، يتم أولاً تحويل مكونات متجه الجهد إلى نظام الإحداثيات القطبية (g ، r) المرتبط بالمحور الطولي للدوار ، وبعد ذلك ، مع مراعاة موضع الدوار الحالي q ، قطاع العمل ، يتم تحديد الزاوية داخل القطاع ، ويتم حساب مكونات المتجهات الأساسية في نظام الإحداثيات المطلق المرتبط بالجزء الثابت. يتم تشكيل الفولتية المطبقة على ملفات المحرك U a و U b و U c. يجب إجراء جميع تحويلات الإحداثيات المذكورة أعلاه (تحويلات Park و Clark المباشرة والعكسية) في الوقت الفعلي. من المستحسن أن يكون للمتحكم الدقيق المستخدم في تنفيذ نظام مكافحة ناقلات الأمراض مكتبة وظيفة مدمجةتم تكييفها للتحكم الفعال في المحرك ، بما في ذلك وظائف التحويل المنسقة. يجب ألا يتجاوز وقت تنفيذ كل من هذه الوظائف بضعة ميكروثانية.

من السمات المميزة لنظام التحكم في القوة الموجهة للمحركات غير المتزامنة الحاجة إلى استخدام وحدة حوسبة إضافية ، حيث يتم تقدير الوضع الزاوي الحالي لمتجه ارتباط التدفق الدوار. يتم ذلك عن طريق حل نظام من المعادلات التفاضلية في الوقت الفعلي ، تم وضعه وفقًا للنموذج الرياضي للمحرك. بطبيعة الحال ، تتطلب مثل هذه العملية موارد حوسبة إضافية للمعالج المركزي.

6.2.3. صمام ولا تلامس
آلات التيار المستمر

آلات التيار المستمر غير المتصلة (BMPT) وآلات الصمامات (VM) هي محرك متزامن في نظام مغلق (الشكل 6.30) ، يتم تنفيذه باستخدام مستشعر موضع الدوار (DPR) ، ومحول إحداثيات (PC) ومحول أشباه موصلات الطاقة ( PSD).

يكمن الاختلاف بين BMPT و VM فقط في طريقة تشكيل الجهد عند خرج محول أشباه موصلات الطاقة. في الحالة الأولى ، يتم تشكيل جهد نبضي (تيار) على لفات الآلة. في الحالة الثانية ، يتم تشكيل جهد جيبي أو شبه جيبي (تيار) عند خرج SPP.

وتجدر الإشارة إلى أن BMPT تختلف عن آلات التدرج من حيث أنها مدرجة في نظام توليد الجهد المغلق. في نفوسهم ، يتم تشكيل الجهد اعتمادًا على موضع الدوار ، وهذا هو اختلافهم الأساسي عن التدرج ، حيث يعتمد موضع الدوار على عدد نبضات التحكم.

أرز. 6.30 رسم تخطيطي وظيفي لـ BMPT و VM

تقف محركات التباطؤ والمقاومة عن بعضها البعض بين الآلات المتزامنة. نادرا ما تستخدم هذه الآلات في محرك كهربائي.

من بين جميع أنواع الآلات المتزامنة التي يتم النظر فيها في الأنظمة الخاضعة للرقابة ، تعتبر آلات الصمامات الأكثر نجاحًا.

في عدد من التطبيقات ، على سبيل المثال ، بالنسبة لمحركات الأقراص ذات محث الصمام ومحركات التيار المستمر عديمة الفرشاة ، يكون كافياً تمامًا للحفاظ على مستوى تيار ثابت معين في لف المحرك أثناء فترة التبديل. في هذه الحالة ، يتم تبسيط هيكل نظام التحكم إلى حد كبير. تكمن خصوصية الدائرة (الشكل 6.31) في أن مولد PWM يوفر وظيفتين في وقت واحد: التبديل التلقائي لمراحل المحرك وفقًا لإشارات مستشعر الموضع والحفاظ على التيار عند مستوى معين عن طريق تنظيم الجهد المطبق على المحرك اللفات.

يمكن تحقيق الوظيفة الأولى تلقائيًا إذا كان المولد مدمجًا وحدة التحكم في الإخراجيقبل الأوامر من معالج الأحداث. الوظيفة الثانية تقليدية ويتم تحقيقها عن طريق تغيير دورة عمل إشارات الإخراج PWM. يمكن استخدام مستشعر موضع عنصر القاعة أو مستشعر موضع النبض الأكثر تكلفة لتقدير موضع دوار المحرك. في الحالة الأولى ، يتم إدخال الإشارات من مستشعر الموضع في وحدة التحكم الدقيقة عند المدخلات وحدات التقاط معالج الحدث.

يتم تحديد معالجة كل خطوة كاملة بواسطة المحرك بواسطة معالج الأحداث ويسبب التبديل التلقائي لمفاتيح العاكس. تُستخدم المقاطعة ، التي تحدث عند كل حافة إشارة من المشفر ، لتقدير الوقت بين محولين متجاورين ، ثم سرعة محرك الأقراص. في الحالة الثانية ، يمكن الحصول على معلومات أكثر دقة حول الوضع الحالي لدوار المحرك وسرعته ، وهو ما قد يكون مطلوبًا في محركات الأقراص ذات التحكم الذكي بزاوية التبديل كدالة للسرعة. وبالتالي ، تتطلب أنظمة التحكم في المتجهات الكاملة لمحركات التيار المتردد وحدات تحكم دقيقة عالية الأداء لتنفيذها مع مجموعة واسعة من الأجهزة الطرفية المتكاملة المذكورة أعلاه والتي يمكن أن تعمل معًا وتتطلب الحد الأدنى من الموارد من المعالج المركزي لصيانتها.

أرز. 6.31. مخطط كتلة لنظام التحكم
محرك تيار مستمر بدون فرش

6.3 أشباه الموصلات الكهربائية
المحولات في النظام
محرك كهربائي آلي

تؤدي محولات أشباه موصلات الطاقة في أنظمة التشغيل الآلي وظيفة تنظيم سرعة وعزم دوران المحرك الكهربائي. وهي متصلة بين مستهلك الطاقة (محرك كهربائي عادة) ومصدر الطاقة الرئيسي (الشكل 6.32). وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تقسيم محولات الطاقة إلى الأنواع الأساسية التالية:

مقومات التحكم (UV)، والتي تقوم بتحويل التيار المتردد ، عادة ما يكون الجهد الجيبي لمصدر طاقة بتردد ثابت (عادة ما يكون صناعيًا
F u = 50 هرتز أو Fو = 400 هرتز) وذات قيمة فعالة ثابتة (عادةً يوو = 220 فولت أو يوو = 360 فولت) ، إلى جهد خرج قابل للتعديل للتيار المستمر ( يو NS = فار ، Fن = 0).

محولات عرض النبض (PWM)التي تحول جهد التيار المستمر لمصدر الطاقة
(يوو = مقدار ثابت، Fو = 0) في جهد مستمر منظم ثابت عند الخرج ( يو NS = فار ، Fن = 0).

محولات ذاتية (AI)، والتي تحول جهد الإمداد الثابت ( يوو = مقدار ثابت، Fو = 0) في جهد متناوب عند الخرج بقيمة فعالة قابلة للتعديل وتردد قابل للتعديل ( يون = فار ، Fن = فار).

محولات التردد المباشر (الشخصية غير القابلة للعب) تحويل جهد متناوب ، عادة جيبي ، بتردد ثابت ( Fو = 400 هرتز أو Fو = 50 هرتز) قيمة جذر متوسط ​​التربيع ثابتة (عادة 220 فولت) في جهد متناوب عند الخرج مع قيمة جذر متوسط ​​التربيع قابلة للتعديل وتردد قابل للتعديل ( يو NS = فار ، F NS = فار).

أرز. 6.32. الطرق الأساسية لاستخدام محولات الطاقة

وتجدر الإشارة إلى أن الفولتية هنا ثابتة ( F= 0) تتميز بقيم متوسطة يوأنا. يوالكمبيوتر والمتغيرات ( و ¹ 0) - القيم الفعالة ( يوو، يو NS).

وبالتالي ، يمكن استخدام محولات الطاقة UV ، SHIP للتحكم في مستهلكي التيار المستمر (الجهد ، التيار ، الطاقة). علاوة على ذلك ، لا يمكن أن تكون الأخيرة محركات كهربائية فحسب ، بل يمكن أن تكون أيضًا مستهلكين بحمل نشط (مقاوم) (تُستخدم محولات الطاقة هذه في إمدادات الطاقة المنظمة). إذا كان مصدر الطاقة عبارة عن أنابيب تيار متردد ، فيمكن استخدام إما HC أو مجموعة من المعدل و PWM.

بالنسبة للمستهلكين الحاليين المتناوبين (والذي غالبًا ما يكون آلة تيار متناوب) ، يتم استخدام AI ، وعند تشغيله من مصدر تيار متردد من NPC ، إما مزيج من HC و AI ، أو مقوم و AI.

6.3.1. مقومات التحكم

مصدر الطاقة للمعدلات التي يتم التحكم فيها هو أنابيب التيار المتردد. مبدأ التحكم هو أنه خلال الدورة النصف الموجبة لجهد الإمداد ، يفتح المفتاح الإلكتروني (عادةً ما يكون الثايرستور) ويزود المستهلك بالجهد فقط لجزء من هذه الدورة النصفية. يحتوي الجهد والتيار عند خرج المعدل المتحكم به على مكونات DC و AC. من خلال تغيير لحظة (مرحلة) فتح المفتاح الإلكتروني ، يتم تغيير متوسط ​​قيمة الجهد عند إدخال مستهلك الطاقة. غالبًا ما تستخدم المعدلات التي يتم التحكم فيها للتحكم في محرك DC من خلال دائرة حديد التسليح.

هناك العديد من الأنواع المختلفة للمعدلات التي يتم التحكم فيها. وفقًا لمبدأ التشغيل والبناء ، يمكن تقسيمها إلى مجموعتين: نصف موجة (دوائر بسلك محايد) ، حيث يتم استخدام نصف موجة واحدة فقط من جهد التيار الكهربائي ، وموجة كاملة (دوائر الجسر) ، حيث يتم استخدام كل من موجات نصف الجهد المتناوب للتيار الكهربائي.

ضع في اعتبارك تشغيل أبسط دائرة ثايرستور كاملة الموجة بحمل مقاوم بحت صن (الشكل 6.33).

إلى مصدر الجهد الكهربائي الجيبي يووبسعة ن عبر جسر الثايرستور
مقابل 1 – مقابل 4... الثايرستور قطري مقابل 1, مقابل 4و مقابل 2, VS3افتح في أزواج ، بالتناوب في نقطة زمنية تحددها زاوية الفتح أ.

في الفاصل α < ث ر< 180 درجة الجهد المطبق على الحمل يو NS = يو مالخطيئة ث ر.تين. 6.35 منحنى الجهد عند الحمل مظلل بلون غامق.

نظرًا لأن الحمل نشط (مقاوم) ، فإن منحنى التيار يتبع منحنى الجهد. في الوقت المناسب w ر =يتم تقليل تيار 180 درجة إلى الصفر ويتم إغلاق الزوج المقابل من الثايرستور المائل. تتكرر هذه العملية كل نصف دورة. يتم التحكم في الثايرستور بواسطة نبضات قصيرة الأمد ذات حافة أمامية شديدة الانحدار ، مما يقلل من فقد الطاقة في الثايرستور عند تشغيله ، وبالتالي تسخينه.

يمكن تنفيذ طريقة التحكم في الطور المدروسة باستخدام طرق إزاحة الطور ، وإحدى طرق التحكم الرأسي تعتمد على مقارنة الجهد المرجعي (عادةً شكل سن المنشار) والجهد الثابت لإشارة التحكم. تحدد المساواة في القيم الآنية لهذه الفولتية المرحلة أ ، حيث تولد الدائرة نبضًا ، ثم تضخيمها وتزويدها بقطب التحكم في الثايرستور. يتم تغيير المرحلة أ من نبضة التحكم عن طريق تغيير مستوى الجهد لإشارة التحكم يوالسابق. يظهر الرسم التخطيطي لوظيفة التحكم في الشكل. 6.34 يتم تغذية الجهد المرجعي المتولد عن مولد جهد سن المنشار GPN والمتزامن مع جهد التيار الكهربائي باستخدام جهاز المزامنة CS إلى دائرة مقارنة SS ، والتي تستقبل في نفس الوقت جهد الدخل (إشارة التحكم). يتم تغذية الإشارة من دائرة المقارنة إلى المشكل النبضي (PI) ، ثم إلى موزع النبض (RI) ، إلى مضخمات الطاقة (U) ، حيث يتم تغذيتها إلى قطب التحكم في شكل نبضة قوية مع حافة شديدة الانحدار وقابلة للتعديل في المرحلة.

محرك كهربائي آلي

دورة محاضرات لطلبة التخصص

"آلات وأدوات تشغيل المعادن"

الفصل 1قضايا عامة درهم. ميكانيكا AEP

1.1 المفاهيم والتعاريف الأساسية

1.1 الخصائص الميكانيكية لآلات العمل و ED

1.2 الخصائص الميكانيكية لل DPT

1.3 الخصائص الميكانيكية لضغط الدم

1.4 الخصائص الميكانيكية للـ LED

الفصل 2طرق حساب القوة واختيار المحركات الكهربائية

2.1. القوى واللحظات المؤثرة في EP

2.2. جلب لحظات المقاومة والقصور الذاتي إلى عمود المحرك

2.3 تصريحات او ملاحظات عامه . تدفئة وتبريد المحركات

2.4 طريقة متوسط ​​الخسارة . طرق مكافئة.

2.5 سلسلة من المحركات الكهربائية المستخدمة في الأدوات الآلية

الفصل 3عناصر السلطة وأجزاء التنظيم للروبوتات

تصنيف الاجهزة الالكترونية BOT

3.1 محولات الثايرستور

3.2 محولات الترانزستور

3.3 مجسات نموذجية

3.4. وحدات حماية EDS النموذجية

3.5 المنظمون النموذجيون

الفصل 4قطع نموذجية لآلات القطع المعدنية

4.1 مبادئ بناء الروبوتات النموذجية

4.2 مصدر طاقة تيار مستمر أحادي الدائرة

4.3 SPR EP التيار المباشر مع التحكم في منطقة واحدة

4.4 SPR EP DC مع تحكم ثنائي المنطقة

4.5 BOTS من التيار المتردد مع AIN و AIT (الدوائر ذات التغذية الراجعة من حيث السرعة والتيار)

4.6 أنظمة لتثبيت المعلمات التكنولوجية عند قطع المعادن

الفصل 5التالية بوتات من آلات القطع المعدنية

5.1 الهياكل النموذجية لتتبع EFs وعناصرها

5.2 تتبع EP مع التنظيم الثانوي للمعلمات

5.3 تتبع ED لإيداع آلات النسخ والطحن

المؤلفات

1. محرك كهربائي آلي لآليات الإنتاج النموذجية والمجمعات التكنولوجية: كتاب مدرسي للجامعات / M.P. بيلوف ، ف. نوفيكوف ، ل. راسودوف. - م: دار النشر "الأكاديمية" 2004. - 576 ص.

2. هندسة المحركات الكهربائية وأنظمة الأتمتة: كتاب مدرسي. دليل لاستيلاد. أعلى. دراسة. المؤسسات / M.P. بيلوف ، أو. زيمنتوف ، أ. Kozyaruk وآخرون ؛ تحت. إد. V.A. نوفيكوفا ، إل. تشرنيغوف. - م: مركز النشر "الأكاديمية" 2006. - 368 ص.

3. Kovchin S.A.، Sabinin Yu.A. نظرية المحرك الكهربائي: كتاب مدرسي للجامعات. - SPb: Energoatomizdat ، 2000. - 496 ص.

4. Shestakov V.M. ، Dmitriev B.F. ، Repkin V.I. الأجهزة الإلكترونية لأنظمة التحكم الآلي: كتاب مدرسي. - SPb: دار النشر. LSTU ، 1991.

الفصل 1. قضايا عامة درهم. ميكانيكا AEP.

1.1 المفاهيم والتعاريف الأساسية

هناك أنواع مختلفة من محركات الأقراص ، ولكن نظرًا لفعالية التخزين وسهولة النقل والتجميع وخصائص التجزئة ، يتم استخدام الكهرباء على نطاق واسع أكثر من أنواع الطاقة الأخرى. حاليًا ، المحرك الكهربائي الآلي الأكثر استخدامًا (GOST R 50369-92).

محرك كهربائي (EP)يسمى نظامًا كهروميكانيكيًا مصممًا لتحريك أجسام الآلات العاملة ، والتحكم في هذه العمليات بشكل هادف ويتألف من أجهزة نقل ومحرك كهربائي وتحويل وتحكم وأجهزة معلومات.

جهاز نقلالغرض منه هو تحويل أشكال الحركة ونقل الطاقة الميكانيكية من الجهاز الحركي إلى أجسام عمل الماكينة.

جهاز الدفعيحول الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية ويشكل ، جنبًا إلى جنب مع جهاز النقل ، الأشكال المحددة لحركة الهيئات العاملة.

جهاز المحوليعمل على توصيل نظام التوزيع العام بمصدر للكهرباء (شبكة صناعية أو مستقلة) ، لتحويل شكل واحد من الكهرباء إلى آخر (على سبيل المثال ، تصحيح التيار المتردد).

أجهزة التحكم والمعلوماتتم تصميمها لتشكيل القوانين المحددة للتحكم في تدفق الطاقة وحركة الهيئات العاملة للآلات.

تصنيف EP

1. عن طريق التعيين: أ) رئيسي (على سبيل المثال ، الحركة الرئيسية) ؛

ب) مساعد (على سبيل المثال ، الإيداع).

2. حسب طبيعة التيار المستهلك للمحرك: أ) التيار المباشر.

ب) التيار المتردد.

3. حسب نوع مفاتيح الطاقة: أ) الثايرستور ؛

ب) الترانزستور.

ج) المعالج الدقيق

4. حسب نوع نظام التحكم الآلي (ACS):

أ) أنظمة EP التناظرية (المستمرة) (EPS) ؛

ب) نظام التوزيع العام الرقمي (المنفصل) ؛

ج) BOT الرقمي إلى التناظري ؛

د) بوتات خطية أو غير خطية ؛

ه) بوتس ثابتة أو ثابتة ؛

5. حسب الوظائف التي تم أداؤها:

أ) التحكم في السرعة الخام (فتح بوتس) ؛

ب) التحكم الدقيق في السرعة (بوتس مغلق) ؛

ج) تتبع إشارات الإدخال المتغيرة بشكل عشوائي (أنظمة التتبع) ؛

د) تطوير برمجيات المهام (BOT مع التحكم المبرمج) ؛

ه) التنظيم المترابط للمعلمات (الروبوتات متعددة المحركات والمترابطة) ؛

تعتبر الوظائف أ) -E) أساسية. تشمل الوظائف الإضافية: إرسال الإشارات (التشخيصات) وحماية الإشارة الإلكترونية.

الخصائص الميكانيكية للمحركات الحثية (IM)

1) الخصائص الميكانيكية للدخل ثلاثي الأطوار

يحتوي المحرك غير المتزامن على لف ثابت ثلاثي الأطوار. عندما يتم تطبيق جهد ثلاثي الأطوار عليه بتردد ، يتشكل مجال مغناطيسي يدور بسرعة زاوية ، حيث يكون الرقم 10

أزواج من أعمدة الجزء الثابت (يتم تحديدها عن طريق وضع اللف).

غالبًا ما يكون الجزء الدوار لضغط الدم من قصر الدائرة ("قفص السنجاب"). في آلات الرفع والنقل ، يتم استخدام دوار الطور ، حيث يتم إخراج ملف الدوار من خلال حلقات الانزلاق إلى قاعدة ثابتة ومتصلة بمقاومات إضافية.

حاليًا ، يتم استخدام AD افتراضيًا لقيادة معظم الكائنات.

عند وصف IM ، فإن المعلمات الكهربائية للمحرك لها مؤشرات: 1 - الجزء الثابت ؛ 2 - الدوار.

عندما تكون R 1 = 0 ، يتم وصف الخاصية الميكانيكية بواسطة الصيغة

أين هي اللحظة الحرجة؟ - انزلاق.

1 - طبيعي () ؛

1 "- عكسي (يتم تبديل مرحلتين من المراحل الثلاث) ؛

4 - م مع دوار طور.

أوضاع الكبح

5 - الكبح الديناميكي: يتم توفير التيار المباشر لملف الجزء الثابت ، ثم يتم فرملة الدوار الدوار ؛

6 - التدفق المعاكس (عكسي): (يتم تبديل مرحلتين) ؛

7 - الاسترداد وعكس عزم الدوران. للفرملة إلى الصفر ، يلزم وجود عاكس يتباطأ باستمرار.

بدء AM: للحد من تيارات تدفق AM عالية الطاقة أو للحصول على بداية سلسة لمحرك أقراص غير متزامن ، استخدم:

1) إدراج المقاومة النشطة أو الاستقرائية في دائرة الجزء الثابت ، والتي يتم إخراجها في نهاية البداية ؛

2) يبدأ "التردد" من خلال المحول ، ويغير بسلاسة تردد مصدر طاقة المحرك ؛

3) البدء بدوار طور ؛

4) بدء المفاعل - إدراج المقاومة الحثية في دائرة الدوار. في بداية البداية ، يكون تردد التيار في الجزء المتحرك قريبًا من تردد التيار الكهربائي ، ويكون التفاعل الحثي مرتفعًا ويحد من تيار البدء.

2) الخصائص الميكانيكية للمركبة ثنائية الطور

أنتجت بطاقة تصل إلى 1 كيلو واط. يمكن صنعها بدوار صلب أو مجوف. ОВ ، - لفات الإثارة والتحكم ، على التوالي ؛ لتغيير المراحل في دائرة OF ، يتم توصيل مكثف بسعة 1-2 μF في سلسلة لكل 100 وات.

مع اتصال أحادي الطور.

ملحوظة: مع التحكم في التردد ، ستصبح الخصائص خطية ومتوازية مع بعضها البعض ، مع التحكم في الطور - خطي فقط.

تصريحات او ملاحظات عامه

1) المهمة هي التحديد الصحيح لمحرك كهربائي لآلية معينة (وحدة) ، مع مراعاة التسخين المسموح به والتيار الزائد وعزم الدوران.

تنقسم الخسائر إلى:

الثوابت - الميكانيكية والفولاذية - لا تعتمد على تيار المحرك ؛

المتغيرات - في النحاس - هي دالة في مربع تيار المحرك.

العلاقة بين الخسائر والكفاءة:

، أين ص- قوة العمود Р 1 - استهلاك الطاقة.

2) تسخين وتبريد المحرك الكهربائي أثناء التشغيل طويل الأمد.

- مقدار الحرارة المنبعثة (المتولدة) من المحرك الكهربائي ؛

السعة الحرارية للمحرك

- انتقال الحرارة.

عند درجة حرارة محيطة ثابتة ، تزداد درجة حرارة المحرك وفقًا للقانون ، أين هو ثابت وقت التسخين ، ث ؛ ، درجة.

3) طرق تشغيل المحركات

أ) طويلة الأجل (S1)

ب) قصير المدى (S2)

ج) متقطع (S3 ، S4)

مدة التضمين ، أين هي دورة العمل ؛

دورة العمل الموحدة٪ = 15، 25، 40، 60٪

4) فئات العزل ودرجات حرارة التشغيل المسموح بها للمحركات.

وفقًا للمعايير الدولية ، يتم تمييز فئات العزل التالية

تستخدم فئات العزل B و F في المحركات العامة.

5) التعديل المناخي للآلات الكهربائية

6) درجات حماية الآلات الكهربائية (GOST 14254-80 و GOST 17494-72)

التسمية العامة لنوع الحماية (الحماية الدولية) - IP ، أين

الرقم الأول: درجة حماية الأفراد من ملامسة الأجزاء المتحركة للمعدات ومن دخول الأجسام الغريبة الصلبة إلى الغلاف ؛

الرقم الثاني: درجة الحماية ضد دخول الماء إلى الجهاز.

IP	رقم 1	رقم 2
حماية باللمس	الحماية من دخول الأجسام الغريبة	حماية ضد دخول الماء
	غير محمية	غير محمية	غير محمية
	من لمسة مساحة كبيرة (يد)	من أجسام أكبر من 50 مم	من قطرات الماء المتساقطة رأسياً
	من لمسة أصابعك	من أجسام أكبر من 12 مم	من القطرات المتساقطة عموديًا والبقع بزاوية تصل إلى 15 0 إلى العمودي
	من لمس الأشياء أو الأسلاك التي يزيد قطرها عن 2.5 مم *)	من أجسام أكبر من 2.5 مم	من القطرات المتساقطة عموديًا والبقع بزاوية تصل إلى 60 0 إلى العمودي
	من لمس الأشياء أو الأسلاك التي يزيد قطرها عن 1 مم *)	أجسام صلبة صغيرة (أكثر من 1 مم)	من قطرات الماء من كل الجهات
	من لمس أي نوع من المساعدات *)	من ترسب الغبار بالداخل	من نفاثات الماء من كل الجهات
	من لمسة أي نوع من المساعدات	من أي غبار	من أمواج الماء
	-	-	حماية الغمر
	-	-	حماية ضد الغمر المطول في الماء

*) لا ينطبق على مراوح الآلات الكهربائية

التصميم القياسي لحماية المحرك هو IP 54. عند الطلب ، يتم توفير درجات حماية متزايدة IP 55 و IP 65.

المحركات التي تعمل مع عدد كبير من الادراج

يقود مع كتلة إضافية بالقصور الذاتي (المكره بالقصور الذاتي)

محركات أقراص يتم التحكم فيها بواسطة المحول مع نطاق تحكم أكبر من 1:20

محركات يتم التحكم فيها بواسطة المحول والتي تحافظ على عزم الدوران المقدر عند السرعة المنخفضة أو في وضع التوقف

طرق حساب القوة

يتم اختيار قوة المحرك عند الحمل الثابت وفقًا للحالة (أقرب قوة أكبر في الكتالوج). في هذه الحالة ، تم تسخين المحرك.

ضع في اعتبارك اختيار قوة المحرك عند التحميل المتغير:

1. طريقة متوسط ​​الخسائر (الطريقة المباشرة).

تعتمد الطريقة على مخطط الحمل. ضع في اعتبارك طريقة مباشرة لحساب خسائر المحرك

1) احسب متوسط ​​القدرة على عمود المحرك وفقًا للصيغة

, قانون جول لينز

تتناسب خسائر المحرك مع القوة النشطة. وبالتالي ، لم يتم تحديد تسخين المحرك ، ولكن. ومن هنا تنشأ مشكلة حساب الخسائر.

2) اختيار قوة المحرك ،

أين ك = 1.2 ... 1.3 - عامل الأمان ، مع مراعاة تناسب الخسائر مع مربع التيار ؛

3) حساب الخسائر عند الأحمال المختلفة باستخدام منحنيات الكتالوج وفقًا للصيغة

4) يتم تحديد متوسط ​​الخسائر لكل دورة ;

5) اختيار قوة المحرك حسب الحالة وأين - ارتفاع درجة حرارة المحرك ؛

6) يجب فحص المحرك المحدد للحمل الزائد وظروف التشغيل

DPT: , ;

الجحيم: ,

طرق مكافئة

هذه الطرق غير مباشرة ، لأنها تأخذ في الاعتبار الخسائر في الماكينة الكهربائية بشكل غير مباشر.

1) الطريقة الحالية المكافئة.

يتم حساب تيار معادل معين ، والخسائر منه تعادل الخسائر الفعلية عند الحمل المتغير ، منذ ذلك الحين

2) طريقة اللحظة المكافئة في Ф-const

؛ - ارتفاع درجة حرارة المحرك.

3) طريقة القدرة المكافئة عند Ф-const، -const

؛ - ارتفاع درجة حرارة المحرك.

يجب بعد ذلك فحص المحرك المحدد للحمل الزائد وظروف التشغيل.

أوسع تطبيق للطريقة الحالية المكافئة ، وهو أضيق طريقة القدرة المكافئة. لا تنطبق طرق التيار والطاقة المكافئ على التحكم في منطقتين ، لأنها تحتوي على كتل من المنتجات في الصيغ ، ... الأكثر دقة هو متوسط ​​طريقة الخسارة (الطريقة المباشرة).

ملاحظة: في التشغيل المتقطع ، يتم اختيار المحرك من الحالة.

;

لا يتم استخدام طرق عزم الدوران المكافئ والتيار هنا عمليًا. إذا لم يكن الحمل في دورات مختلفة هو نفسه ، فاحسب متوسط ​​PV ، مع مراعاة ندورات.

محولات الثايرستور

المزايا: أ) الموثوقية. ب) الوزن الخفيف. ج) قوة تحكم منخفضة ؛ د) الأداء العالي. ه) كفاءة عالية (0.95-0.97)

العيوب: أ) لا تتحمل الأحمال الزائدة ؛ ب) تقليل كوس عند الأحمال المنخفضة ؛ ج) توليد اهتزازات توافقية أعلى في الشبكة عند تبديل الصمامات (لمكافحتها ، قم بتضمين TOP)

1. مخططات الحماية وطرق التحكم:

1) صفر دائرة محرك عكسي

م = 3 هي مرحلة المحول. المزايا: عدد أقل من الثايرستور. تستخدم في محركات منخفضة الطاقة.

2) دائرة تصحيح الجسر لمحرك الأقراص القابل للانعكاس (دائرة لاريونوف)

م = 6 ؛ المزايا: أ) عدد أقل من خنق التنعيم ؛ ب) فئة أصغر من الثايرستور ؛ يتم استخدامه في محركات ذات طاقة متوسطة وعالية.

2. طرق التحكم في TP القابل للعكس:

أ) منفصلة ، عندما يتم التحكم في مجموعات الثايرستور بالتناوب.

المزايا: 1) لا يوجد تيار موازن ، وبالتالي الحاجة إلى تشغيل مفاعلات معادلة (UR) ؛

العيوب: 1) مساحة واسعة من التيارات المتقطعة. 2) اللاخطية للخصائص الميكانيكية في الأصل ؛ 3) الجهد العكسي المتأخر للمحول.

في الوقت نفسه ، يتم استخدام تحكم TP منفصل في كثير من الأحيان.

ب) منسقة ، عندما يتم التحكم في كلا المجموعتين من الثايرستور معًا ، وفقًا للحالة ، و , ;

المزايا: 1) خاصية خطية. 2) مساحة ضيقة من التيارات المتقطعة ؛ 3) عكس سريع.

العيوب: 1) وجود تيارات معادلة ثابتة وديناميكية. لمكافحتها ، يتم تضمين مفاعلات التعادل (UR).

3. الوصف الرياضي لنقطة البيع

1) نظام التحكم في محول الثايرستور (SUTP) أو نظام التحكم في الطور النبضي (SPPC)

أ) مع الجهد المرجعي المسنن مستقر ... لا يحتوي على توافقيات أعلى في الجهد المرجعي ، ويوفر فتحًا واضحًا للثايرستور ويستخدم في المحولات الفرعية ذات الطاقة المتوسطة والعالية.

ب) بجهد مرجعي جيبي غير مستقر ... يتم استخدامه في المحولات الفرعية منخفضة الطاقة مع مجموعة واسعة من التحكم في سرعة المحولات.

ج) إذا كان SUTP رقميًا ، فإن زاوية فتح الثايرستور ، أين رمز الرقم.

2) قسم الطاقة من TP.

وصفه التعبير ، أين - الحد الأقصى المعدل EMF TP. بالإضافة إلى ذلك ، TP لديها تأخير ، متوسط. بالنسبة إلى م = 6 .

أ) SUTP بجهد مرجع مسنن مستقر.

الاعتماد غير الخطي .

ب) SUTP بجهد مرجعي جيبي غير مستقر.

; - الاعتماد الخطي !

يمكن أن نرى من الأشكال أن التقلبات في جهد التيار المتردد (الخط المنقط) تؤثر على الناتج EMF في الحالة أ) ولا تؤثر على الحالة ب).

3) تحميل TP (المحرك). إنه يشكل طابع تيار المحول ، والذي يمكن أن يكون مستمرًا ومتواصلًا ومتقطعًا.

تؤثر طبيعة التيار على أداء محرك الأقراص. في مجال التيار المستمر ، تكون الخصائص صلبة ، لأن المقاومة الداخلية للمحول صغيرة. مع التيار المتقطع ، تزداد المقاومة الداخلية لـ TC بشكل كبير ، مما يقلل من صلابة الخصائص. ، أين مقاومة التبديل. تشكلت في الوضع الحالي المستمر مع تداخل الطور. - المقاومة الديناميكية للثايرستور.

تعتبر منطقة التيار المتقطع غير مواتية للغاية للتنظيم ، حيث تقل صلابة خصائص محرك الأقراص ، ويظهر اعتماد غير خطي (انظر الشكل).

مجسات نموذجية

ضع في اعتبارك مستشعرات النظام العالمي المحلي لمنظمي الكتل التناظرية (UBSR-AI).

1) مستشعر التيار DT1-AI يسمح استخدام مكبر تشغيلي (OA) بفصل دوائر الطاقة والتحكم في محرك الأقراص ، وهو أمر ضروري أيضًا لأسباب تتعلق بالسلامة. ربح بحيث يتوافق الحد الأقصى للتيار المقاس.

2) مستشعر الجهد DN1-AI. يتم تحديد الكسب بحيث يتوافق الحد الأقصى للجهد المقاس.

3) مستشعر EMF

3) مجسات السرعة. تُستخدم مولدات التاكوجينتر الدقيقة للتيار المستمر والتيار المتردد كمستشعرات للسرعة.

4) أجهزة استشعار الموقف

أ) محلل. يعمل على مبدأ المحولات الدوارة الجيبية وجيب التمام (SCRT). في المحول الدوار ، يتكون الجزء المتحرك من ملف (لف) ، والذي يشكل مع لف الجزء الثابت المحول. من حيث المبدأ ، يتم ترتيب المحلل بالطريقة نفسها ، مع الاختلاف الوحيد في أن الجزء الثابت لا يتكون من ملف واحد ، ولكن من ملفين يقعان بزاوية 90 درجة مع بعضهما البعض. يستخدم المحلل لتحديد الوضع المطلق لعمود المحرك خلال دورة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحديد قيمة السرعة من إشارة المحلل ويتم محاكاة مشفر تزايدي للتحكم في الموقع. يتم تركيب دوار المحلل على عمود المحرك. من أجل التمكن من نقل جهد المحمل المتناوب إلى الدوار بدون فرش ، يتم وضع لفات إضافية على الجزء الثابت والدوار. من جهتي الخرج الجيبيين ، وعند إزاحتهما بمقدار 90 درجة (الشكل 7) ، يمكن تحديد زاوية الدوار والسرعة وإشارة الموضع المتزايد (محاكاة التشفير التزايدية).

ب) أجهزة الاستشعار الكهروضوئية من سلسلة PDF. لا يوجد انحراف في درجة الحرارة والوقت. 500-5000 عفريت / مراجعة

5) أجهزة استشعار اختلال المحاذاة. تستخدم في أنظمة التتبع.

أ) مجسات خطأ قياس الجهد

ب) Selsyns في وضع المحول. يحتوي Selsyn على لف من الجزء الثابت ثنائي الطور ولف دوار ثلاثي الأطوار. يتم تشغيل محور مستشعر selsyn بواسطة الجهاز الرئيسي ، ويتم تشغيل محور مستقبل selsyn بواسطة المشغل. عندما يحدث اختلاف الزاوية (أي خطأ تتبع) ، يتم إنشاء جهد عبر لف الجزء الثابت. يعمل Selsyns بزوايا خطأ تصل إلى 90 درجة ، ثم "تنقلب" الإشارة (انظر الشكل). هناك أيضًا inductosins - نظائر خطية من selsins.

المنظمون النموذجيون

1) يتم وصف الإحصائيات بواسطة المعادلات الجبرية (AE) ، والديناميات - عن طريق التفاضل DE. لتسهيل دراسة ديناميكيات الأنظمة الكهروميكانيكية المعقدة باستخدام تحويل لابلاس انتقل من النطاق الزمني t إلى مجال p-image ، حيث p (s) هي عامل التمايز (Laplace) ،. في هذه الحالة ، يتم استبدال DUs بـ AUs.

تسمى وظيفة النقل (TF) W (p) نسب صورة لابلاس لمتغير الإخراج إلى متغير الإدخال (انظر دورة TAU).

2) مؤشرات جودة العملية الانتقالية. ضع في اعتبارك العملية العابرة في نظام مغلق:

أ) خطأ ثابت ;

ب) الوقت العابر - وقت آخر إدخال للقيمة الخاضعة للرقابة في منطقة 5٪ ؛

غطاء تبادل لاطلاق النار ;

3) المنظمون النموذجيون. يتم استخدامها في أنظمة مغلقة للحصول على مؤشرات الجودة المطلوبة. الأكثر شيوعًا هي وحدات التحكم النسبية (P) والتناسبية المتكاملة (PI) والمشتقة النسبية المتكاملة (PID). يتم تحديد اختيار نوع وحدة التحكم من خلال وظيفة النقل لكائن التحكم. وظائف التحويل للمنظمين

; ;

تنفيذ الدائرة التناظرية	ربح
;
; ;

بوتس الدائرة الواحدة

يعتقد الكثير من الناس خطأً أن المحرك الكهربائي هو محرك كهربائي يقوم ببعض الأعمال. في الواقع ، هذا ليس صحيحًا تمامًا. لا يشتمل نظام الدفع الكهربائي على محرك كهربائي فحسب ، بل يشمل أيضًا علبة تروس ونظام تحكم له ومستشعرات رد فعل ومرحلات مختلفة وما إلى ذلك. هذا ليس نظامًا كهربائيًا ، ولكنه نظام كهروميكانيكي. يمكن أن يكون منظمًا (آليًا أو آليًا أو غير آلي) أو غير منظم (مضخات منزلية ، إلخ). سننظر في أنواع الأجهزة الخاضعة للرقابة.

محرك كهربائي غير آلي

أثناء تشغيل هذا الجهاز ، يتم تنفيذ جميع الإجراءات الخاصة بتنظيم أي إحداثيات في الوضع اليدوي. أي لتشغيل هذا النوع من الأجهزة ، هناك حاجة إلى عامل ، شخص يراقب صحة العمليات. مثال على ذلك هو محرك الرافعة الكهربائية ، حيث يتم تنفيذ جميع الإجراءات من قبل المشغل.

محرك كهربائي آلي

على عكس محركات الأقراص غير المؤتمتة ، تحتوي محركات الأقراص الآلية على إشارات تغذية مرتدة من خلال الإحداثيات أو المعلمات (تيار المحرك ، والسرعة ، والموضع ، وعزم الدوران). يوجد أدناه مخطط كتلة:

مخطط كتلة لمحرك كهربائي آلي

ل - معدات الحماية (قواطع الدائرة ، الصمامات ، إلخ)

PEE - محول الطاقة الكهربائية (محول التردد ، محول الثايرستور)

ДТ - مستشعر التيار

DN - مستشعر الجهد

SU PEE - نظام التحكم في المحول

PU - لوحة التحكم

PM - آلية النقل (القابض ، علبة التروس ، إلخ)

RO - هيئة العمل

ED - محرك كهربائي

مع هيكل التحكم هذا ، لا يدير نظام التحكم ESP المحول فحسب ، بل يدير النظام بأكمله في وقت واحد. من خلال هذا التحكم ، توفر مستشعرات التغذية المرتدة التحكم في المعلمات وإبلاغ المشغل بذلك. يمكن لهذا النظام في الوضع التلقائي تنفيذ بعض العمليات (بدء ، توقف ، إلخ) ، ولكن لا يزال وجود شخص مطلوبًا للتحكم في تشغيل هذا الجهاز. على سبيل المثال ، إطلاق خط ناقل كبير ، حيث لا يتم إطلاق جميع الناقلات في وقت واحد ، ولكن في المقابل ، حيث يتم أيضًا أخذ وقت بدء كل خط وظروف البدء في الاعتبار. توقفوا بنفس الطريقة.

كما ترى من الرسم التخطيطي للكتل ، تأتي إشارات التغذية الراجعة إلى وحدة تحكم المشغل ، والتي تراقب مباشرة العملية التكنولوجية ، وجزء منها يتعلق بنظام التحكم بجهاز التحويل لتنفيذ إجراءات الحماية الأساسية والعمل على بعض التغييرات في إشارة الإعداد القادمة من لوحة التحكم.

محرك كهربائي أوتوماتيكي

لتشغيل المحرك الكهربائي في الوضع التلقائي ، لا يلزم وجود شخص. في هذه الحالة ، كل شيء يحدث تلقائيًا. يوجد أدناه مخطط كتلة:

مخطط كتلة لنظام التحكم الآلي لمحرك كهربائي

ACS TP - نظام التحكم الآلي في العمليات

كما ترى من الرسم التخطيطي ، فإن جميع مستشعرات التغذية الراجعة تأتي إلى APCS. يعالج الإشارات من أجهزة الاستشعار ، ويوفر إشارات تحكم للأنظمة الفرعية الأخرى. يعتبر هيكل التحكم هذا مناسبًا للغاية ، لأنه لا يتطلب مراقبة المشغل المستمرة للعملية التكنولوجية ، ويقلل من تأثير العامل البشري. على سبيل المثال ، آلات رفع المناجم الحديثة التي يمكن أن تعمل في الوضع التلقائي ، تسترشد بأجهزة استشعار التغذية المرتدة

في العالم الحديث ، يتم تنفيذ أنظمة التحكم الآلي في العمليات بنشاط ليس فقط لمحركات الأقراص الكهربائية. تعد الأنظمة ذات التحكم اليدوي في العمليات التكنولوجية نادرة جدًا ، فكلها إما مؤتمتة أو أنظمة تحكم مؤتمتة في العمليات يتم تنفيذها بالكامل على هذه الخطوط.

وزارة التربية وعلوم أوكرانيا

أكاديمية خاركوف الوطنية للاقتصاد الحضري

ملاحظات المحاضرة

عن طريق الانضباط

"محرك كهربائي آلي"

(لطلاب 4 سنوات في أشكال الدراسة بدوام كامل وبدوام جزئي في التخصص 6.090603 - "أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية")

خاركيف - الخناقة - 2007

ملاحظات محاضرة حول تخصص "محرك كهربائي آلي" (لطلاب السنة الرابعة من جميع أشكال التدريب ، تخصص 6.090603 - "أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية"). المصادقة. Garyazha V.N. ، Fateev V.N. - خاركيف: KhNAGKh ، 2007. - 104 ص.

المحتوى

الخصائص العامة لملاحظات المحاضرة
وحدة موضوعية 1. محرك كهربائي آلي - أساس تطوير القوى المنتجة لأوكرانيا. . . . . . . . . . . .
محاضرة 1.
1.1.	تطوير المحرك الكهربائي كفرع من العلوم والتكنولوجيا. ... ... ... ... ...	6
1.2.	مبادئ أنظمة التحكم في البناء محرك كهربائي آلي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
محاضرة 2.
1.3.	تصنيف أنظمة التحكم AEP. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...	13
الوحدة الموضوعية 2. ميكانيكا المحرك الكهربائي . . . . . . . . . .		18
محاضرة 3.
2.1.	جلب لحظات وقوى المقاومة ، لحظات من الجمود. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
محاضرة 4.
2.2.	معادلة حركة المحرك الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...	21
المحاضرة 5.
2.3.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC للإثارة المستقلة. وضع المحرك. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 6.
2.4.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC للإثارة المستقلة. وضع الكبح الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 7.
2.5.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC متسلسل. وضع المحرك. ... ... ... ... ...
المحاضرة 8.
2.6.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC متسلسل. وضع الكبح الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 9.
2.7.	الخصائص الميكانيكية للمحركات الحثية. وضع المحرك. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 10.
2.8.	الخصائص الميكانيكية للمحركات الحثية. وضع الكبح الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 11.
2.9.	الخصائص الميكانيكية والكهربائية للمحركات المتزامنة. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
الوحدة الموضوعية 3. الوحدات النموذجية لدوائر التحكم الآلي في المحركات. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المحاضرة 12.
3.1.	مبادئ التحكم الآلي في بدء التشغيل والفرملة. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 13.
3.2.	الوحدات النموذجية لدوائر التحكم الأوتوماتيكية لبدء تشغيل DPT.	77
المحاضرة 14.
3.3.	وحدات نموذجية لدوائر التحكم الأوتوماتيكية لفرملة DCT. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 15.
3.4.	وحدات نموذجية لدوائر التحكم الآلي لبدء تشغيل محركات التيار المتردد. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 16.
3.5.	وحدات نموذجية لدوائر التحكم في الكبح الأوتوماتيكي لمحركات التيار المتردد. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 17.
3.6.	وحدات الحماية الكهربائية للمحركات ودوائر التحكم. ... ...	98

وصف عام للمحاضرات

المحرك الكهربائي الآلي هو المستهلك الرئيسي للكهرباء. في البلدان الصناعية ، يتم تحويل أكثر من 65٪ من الكهرباء المولدة إلى طاقة ميكانيكية بواسطة محرك كهربائي. لذلك ، فإن تطوير المحرك الكهربائي وتحسينه ، وهو أساس نسبة الطاقة إلى العمالة ، يساهم في زيادة الإنتاجية وزيادة كفاءة الإنتاج. تتيح معرفة خصائص وقدرات محرك كهربائي للمهندس الكهربائي ضمان الاستخدام الرشيد لمحرك كهربائي ، مع مراعاة متطلبات كل من الآلات التكنولوجية وأنظمة إمداد الطاقة. يدرس موضوع "المحرك الكهربائي الآلي" في الفصل السابع من السنة الرابعة من الدراسة. خصص منهج تخصص "أنظمة استهلاك الطاقة الكهربائية" أربعة أرصدة. إنها مليئة بست وحدات إعلامية ، والتي يتم دراستها أثناء المحاضرات والفصول العملية ، عند أداء العمل المخبري ومهام الحساب والرسوم البيانية.

حددت ملاحظات المحاضرة هذه مادة لدراسة أول ثلاث وحدات موضوعية لموضوع "محرك كهربائي آلي". في الوحدة الأساسية الأولى ، يعتبر المحرك الكهربائي الآلي أساسًا لتطوير القوى الإنتاجية في أوكرانيا. في الثانية ، تمت دراسة الخصائص الميكانيكية للمحركات ، مع توضيح قدرات المحرك أثناء التشغيل ، سواء في وضع المحرك أو في وضع الكبح الكهربائي. في الوحدة الثالثة ، تمت دراسة الوحدات النموذجية لدارات التحكم الآلي في المحركات. بناءً على خصائص المحركات التي تمت دراستها في الوحدة الثانية ، توفر الوحدات النموذجية بدء التشغيل التلقائي والفرملة والعكس للمحركات في وظائف الوقت والسرعة والتيار مع التحكم المباشر أو غير المباشر في القيم المسماة. من الناحية الهيكلية ، يتم دمج الوحدات النموذجية في شكل محطات تحكم. تتجاوز حصة محطات التحكم في إجمالي عدد المحركات الكهربائية المستخدمة في أوكرانيا 80٪.

محاضرة 1.

1.1 تطوير المحرك الكهربائي كفرع من العلوم والتكنولوجيا

منذ العصور القديمة ، سعى الإنسان إلى استبدال العمل البدني الشاق ، الذي كان مصدرًا للطاقة الميكانيكية ، بعمل الآليات والآلات. للقيام بذلك ، في النقل والعمل الزراعي ، في المطاحن وأنظمة الري ، استخدم القوة العضلية للحيوانات ، وطاقة الرياح والمياه ، وبعد ذلك - الطاقة الكيميائية للوقود. هكذا ظهر محرك الأقراص - جهاز يتكون من ثلاثة أجزاء مختلفة بشكل أساسي: محرك (D) وجهاز نقل ميكانيكي (MPU) وآلة تكنولوجية (TM).

الغرض من المحرك: تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة ميكانيكية. تم تصميم MPU لنقل ME من المحرك إلى TM. لا يؤثر على مقدار ME المرسل (دون مراعاة الخسائر) ، ولكن يمكنه تغيير معلماته ، ولمطابقة أنواع الحركة ، يتم إجراؤه في شكل حزام أو سلسلة أو ترس أو ناقل حركة ميكانيكي آخر.

في آلة تكنولوجية ، يتم استخدام ME لتغيير خصائص أو حالة أو شكل أو موضع مادة أو منتج معالج.

في محركات الأقراص الحديثة ، تُستخدم محركات كهربائية مختلفة (EM) كمصدر لـ ME. يقومون بتحويل الطاقة الكهربائية (EE) إلى طاقة ميكانيكية وبالتالي يسمى المحرك بالمحرك الكهربائي (EE). يظهر مخططها الوظيفي في الشكل. 1.1 بالإضافة إلى العناصر المسماة ، فإنه يشتمل على محول متحكم به (P) ، والذي يتم من خلاله توفير EE من الشبكة إلى EE.

عن طريق تغيير إشارة التحكم للمحول يو في، يمكنك تغيير مقدار كفاءة الطاقة القادمة من الشبكة إلى كفاءة الطاقة. نتيجة لذلك ، سيتغير مقدار ME الذي يولده المحرك ويتلقى بواسطة TM. وهذا بدوره سيؤدي إلى تغيير في العملية التكنولوجية ، وتتميز كفاءتها بقيمة قابلة للتعديل ص (ر).

تعود الأولوية في إنشاء محرك كهربائي إلى العلماء الروس

ب. جاكوبي وإ. Lenz ، الذي اخترع في عام 1834 محرك التيار المباشر ، وفي عام 1838 استخدمه لدفع قارب. ومع ذلك ، فإن عيوب المحرك وعدم كفاءة مصدر الطاقة الكهربائية (البطارية الجلفانية) لم تسمح لهذا المحرك الكهربائي بإيجاد تطبيقات عملية.

في منتصف القرن التاسع عشر ، حاول علماء من فرنسا وإيطاليا استخدام محرك كهربائي بمحرك تيار مباشر لآلات الطباعة والنسيج. ومع ذلك ، لم يقدم نظام DC حلاً مرضيًا. بحلول عام 1890 ، كانت المحركات الكهربائية 5٪ فقط من إجمالي الطاقة لمحركات الدفع.

يرتبط الاستخدام الواسع النطاق للمحرك الكهربائي بالاختراع في 1889-1891 من قبل المهندس الروسي Dolivo-Dobrovolsky لنظام التيار المتردد ثلاثي الأطوار والمحرك غير المتزامن ثلاثي الأطوار. أدت بساطة النظام ثلاثي المراحل ، وإمكانية الإنتاج المركزي للكهرباء ، وسهولة توزيعه إلى حقيقة أنه بحلول عام 1927 ، كانت 75 ٪ من إجمالي الطاقة لمحركات الدفع عبارة عن محركات كهربائية.

في الوقت الحالي ، في الصناعات الرائدة ، تقترب نسبة الطاقة المركبة للمحركات الكهربائية إلى إجمالي الطاقة المثبتة لمحركات الأقراص بجميع أنواع المحركات (الحرارية ، الهيدروليكية ، الهوائية) من 100٪. يتم تحديد ذلك من خلال حقيقة أن EDs يتم تصنيعها بسعات مختلفة (من مئات الواط إلى عشرات الآلاف من الكيلوات) وسرعات الدوران (من أجزاء من دوران العمود في الدقيقة إلى عدة مئات الآلاف من الثورات في الدقيقة) ؛ يعمل EP في بيئة السوائل والغازات العدوانية في درجات حرارة منخفضة وعالية ؛ نظرًا لإمكانية التحكم في محول الطاقة ، فإن المحرك الكهربائي ينظم بسهولة مسار العملية التكنولوجية ، ويوفر معلمات مختلفة لحركة الهيئات العاملة في TM ؛ لها كفاءة عالية وموثوقة في التشغيل ولا تلوث البيئة.

في الوقت الحاضر ، يتجاوز إجمالي القدرة المركبة للمولدات الكهربائية في أوكرانيا 50 مليون كيلوواط. لتوزيع هذه الطاقة على جميع مستويات الجهد ، تم أيضًا إنشاء شبكات كهربائية.

ومع ذلك ، بسبب الركود ، في الإنتاج الصناعي بشكل أساسي ، يتم توفير استهلاك حقيقي للكهرباء في أوكرانيا على حساب نصف السعة المحددة. يعد هذا الاحتياطي الكبير من الطاقة أساسًا موثوقًا به لتطوير قوى الإنتاج في أوكرانيا ، المرتبط بإدخال تقنيات جديدة موفرة للطاقة ، وإصدار منتجات حديثة عالية التقنية ، ومواصلة تطوير أتمتة وميكنة الإنتاج. يتم ضمان حل جميع المشكلات المذكورة ، دون استثناء ، من خلال استخدام أنظمة مختلفة من المحرك الكهربائي ، وزيادة استهلاك الطاقة الكهربائية بواسطة المحرك الكهربائي ، والذي يقترب بالفعل من 70 ٪ في هيكل الاستهلاك الحالي.

1.2 مبادئ أنظمة التحكم في البناء لمحرك كهربائي آلي

السمة المميزة لمحرك كهربائي حديث هي أنه يحتوي على إشارة تحكم بالمحول يو فيمكونة من جهاز تحكم آلي خاص (AUU) دون مشاركة بشرية مباشرة. يسمى هذا التحكم أوتوماتيكيًا ، ويسمى المحرك الكهربائي آليًا (AED).

يمكن اعتبار نظام التحكم AEP ، مثل أي نظام تحكم أوتوماتيكي آخر ، بمثابة نظام يدرك المعلومات ويعالجها.

تنشئ القناة الأولى معلومات حول القيمة المطلوبة للمتغير المتحكم فيه ف (ر)(وضع التأثير).

في القناة الثانية ، باستخدام أجهزة الاستشعار ، يمكن الحصول على معلومات عن القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)أو القيم الأخرى التي تميز EP.

يمكن للقناة الثالثة توفير معلومات حول التأثيرات المزعجة لنظام التحكم. F أنا (ر)كإشارة x أنا (ر).

اعتمادًا على عدد قنوات المعلومات المستخدمة ، يتم تمييز ثلاثة مبادئ لأنظمة التحكم في المبنى لمحرك كهربائي مؤتمت:

1) مبدأ التحكم في الحلقة المفتوحة ؛

2) مبدأ التحكم في الحلقة المغلقة ؛

3) مبدأ السيطرة المشتركة.

ضع في اعتبارك المخططات الوظيفية لأنظمة التحكم في AEP.

يسمى نظام التحكم AEP ، المبني على مبدأ التحكم المفتوح ، بالنظام المفتوح. يستخدم قناة واحدة فقط للمعلومات - حول القيمة المطلوبة للمتغير المتحكم فيه. ف (ر)... يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لنظام التحكم هذا في الشكل 1.2.

في وحدة التجميع عند مدخلات AUU ، كما في الحالة السابقة ، معلومات حول ف (ر)... سهم يشير ف (ر)، موجه إلى القطاع غير المظلل من عقدة الجمع. هذا يعني أن الإشارة المرجعية تصل إلى وحدة الجمع بعلامة "+".

يولد جهاز التحكم الآلي إشارة تحكم للمحول يو ذ، باستخدام المعلومات فقط حول حجم التأثير المرجعي ف (ر)، والتي يتم تغذيتها إلى مدخلات AUU من هيئة القيادة (KO). نتيجة لحقيقة أن كل عنصر من عناصر المخطط الوظيفي يتأثر بتأثيرات مزعجة F أنا (ر)، كمية الطاقة الميكانيكية التي يتم توفيرها للآلة التكنولوجية ، ومن ثم السكتة الدماغية

أرز. 1.2 - مخطط وظيفي لنظام التحكم في الحلقة المفتوحة لجهاز AED

ستتغير العمليات التكنولوجية. نتيجة لذلك ، القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)قد تختلف بشكل كبير عن القيمة المطلوبة ف (ر)... الفرق بين القيمة المطلوبة والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم به في الحالة المستقرة (عندما يكون المتغير المتحكم فيه ص (ر)لا يتغير بمرور الوقت) يسمى خطأ التحكم Δx (t) = q (t) - y (t).

تُستخدم أنظمة AED ذات الحلقة المفتوحة إذا كان ظهور خطأ في التحكم لا يؤدي إلى خسائر كبيرة في التكنولوجيا (انخفاض في إنتاجية TM ، وانخفاض جودة المنتج ، وما إلى ذلك)

خلاف ذلك ، عندما يؤدي ظهور خطأ في التحكم إلى تقليل كفاءة العملية التكنولوجية بشكل كبير ، يتم استخدام مبدأ التحكم في الحلقة المغلقة لبناء نظام التحكم في AEP. يسمى هذا النظام مغلقًا.

يستخدم قناتين للمعلومات: للحصول على معلومات حول القيمة المطلوبة للمتغير المتحكم فيه ف (ر)تتم إضافة معلومات حول القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)... يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لنظام التحكم هذا في الشكل 1.3.

معلومات حول القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)تغذية وحدة الجمع باستخدام التغذية المرتدة الرئيسية (GOS). يقولون أن الحكومة السودانية "تغلق" نظام التحكم عن طريق توصيل مخرجاتها بالمدخلات.

سهم يشير ص (ر)، موجه إلى القطاع المظلم من عقدة الجمع ، أي تدخل إشارة GOS إلى وحدة التجميع بعلامة "-" وبالتالي تسمى GOS ردود فعل سلبية.

أرز. 1.3 - رسم تخطيطي وظيفي لنظام التحكم في الحلقة المغلقة لـ AEP.

في عقدة الجمع نتيجة لإضافة إشارات جبرية (مع مراعاة الإشارة) ف (ر)و ص (ر)يتم تحديد قيمة وعلامة خطأ التحكم Δx (t) = + q (t) - y (t)... تذهب إشارة الخطأ إلى مدخل AUU. نتيجة لهذا ، فإن AUU ، التي تشكل إشارة تحكم للمحول P على أساس المعلومات حول النسبة الموجودة بالفعل للمجموعة والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ، توفر مثل هذا المقدار من EE إلى EM ، وإلى ME آلة تكنولوجية ، بحيث يمكن تقليل خطأ التحكم إلى قيمة مقبولة أو تقليله إلى الصفر.

بالإضافة إلى GOS ، يمكن أن يكون لنظام التحكم ردود فعل داخلية مختلفة (VOS) فيما يتعلق بـ GOS. يتحكمون في المعلمات الوسيطة للنظام ، مما يحسن جودة عملية التحكم. يسمى النظام الذي يحتوي على GOS فقط الدائرة المفردة ، والنظام الذي يحتوي ، بالإضافة إلى GOS ، أيضًا على WOS ، يسمى متعدد الدوائر.

في نظام مبني على المبدأ المشترك ، يتم الجمع بين هيكلين - مغلقان ومفتوحان. إلى النظام المغلق ، وهو النظام الرئيسي ، يتم إضافة هيكل مفتوح على طول قناة المعلومات الثالثة x 1 (ر)عن الاضطراب الرئيسي F 1 (ر).يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي للنظام في الشكل 1.4.

العامل الرئيسي هو التأثير المزعج ، الذي يحتوي على أكبر مكون في حجم خطأ التحكم.

أرز. 1.4 - مخطط وظيفي لنظام التحكم المدمج في AEP

في التين. 1.4 باعتباره التأثير الرئيسي ، يتم قبول التأثير المزعج F 1 (ر)... يتم التحكم فيه بواسطة عنصر وسيط (PE) ومعلومات عنه x 1 (ر)يتم تغذية وحدة الجمع. نتيجة لهذا ، تقدم AUU مكونًا في إشارة التحكم في المحول ، والذي يعوض التأثير F 1 (ر)على العملية التكنولوجية ويقلل من حجم خطأ التحكم. يتم التخلص من تأثير التأثيرات المزعجة الأخرى على الخطأ بواسطة النظام المغلق الرئيسي.

تتيح الأمثلة المدروسة تحديد مفهوم "المحرك الكهربائي الآلي".

المحرك الكهربائي الآلي هو نظام كهروميكانيكي يتم فيه ، أولاً ، تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. عن طريق هذه الطاقة ، يتم تحريك الهيئات العاملة للآلة التكنولوجية. وثانيًا ، يتم التحكم في عملية تحويل الطاقة من أجل ضمان الحالة المستقرة والأوضاع العابرة المطلوبة لتشغيل TM.

محاضرة 2.

1.3 تصنيف أنظمة التحكم AEP

يمكن تصنيف أنظمة التحكم في AEP وفقًا للعديد من المعايير: وفقًا لطبيعة تيار المحرك ، يتم تقسيم الأنظمة إلى تيارات متناوبة ومباشرة. حسب نوع المعلومات وإشارات التحكم - في أنظمة مستمرة ومنفصلة. اعتمادًا على طبيعة المعادلات التي تصف عمليات التحكم - في الأنظمة الخطية وغير الخطية. غالبًا ما يتم تقسيمها وفقًا لنوع المحول أو المعدات الرئيسية: النظام - مولد التيار المستمر - المحرك (G - D) ؛ النظام - محول الثايرستور - المحرك (TP-D) ؛ النظام - محول تردد الثايرستور - محرك (TFC-D) ، إلخ.

ومع ذلك ، فإن الأكثر انتشارًا هو تصنيف أنظمة التحكم في AEP وفقًا للوظائف التي تؤديها في العمليات التكنولوجية. هناك خمس وظائف من هذا القبيل.

1. أنظمة التحكم في التشغيل ، الكبح ، العمليات العكسية.من بينها ، بدورها ، يمكن تمييز ثلاث مجموعات من الأنظمة.

أنظمة المجموعة الأولى مفتوحة. يتم استخدامها في المحركات الكهربائية ذات المحركات الحثية ذات القفص السنجابي. يتكون المحول من جهاز تبديل الطاقة (SPU) الذي يربط المحرك مباشرة بالشبكة. جميع معدات التحكم عبارة عن إجراء ترحيل (اتصال أو عدم اتصال).

أنظمة التحكم للمجموعة الثانية هي أيضًا حلقة مفتوحة. يتم استخدامها في المحركات الكهربائية بمحركات التيار المستمر والمحركات غير المتزامنة مع دوار الطور ، ولها هيكل أكثر تعقيدًا من SPU ، مما يوفر التبديل التدريجي للمقاومات أو العناصر الأخرى في دوائر الطاقة للمحرك. يوفر بدء التشغيل التلقائي والتحكم في الكبح ، مما يحد من التيار وعزم دوران المحرك. من خلال التحكم اليدوي في SPU ، يمكن تنظيم السرعة في نطاق صغير.

تم تصميم أنظمة المجموعة الثالثة لتنفيذ العمليات المثلى لبدء التشغيل والفرملة والعكس. يُفهم الأمثل في هذه الحالة على أنه عمليات عابرة تحدث في أقل وقت ممكن. يتم ضمان ذلك من خلال الحفاظ على عزم دوران المحرك عند المستوى المسموح به أثناء بدء التشغيل والكبح.

تُستخدم هذه الأنظمة في المحركات الكهربائية ذات التشغيل المتقطع ، عندما يكون وقت الحالة المستقرة قصيرًا أو غائبًا تمامًا. لذلك ، فإن ظهور خطأ في التحكم لن يؤدي إلى خسائر في التكنولوجيا ، وقد لا يحتوي النظام على نظام GOS.

يتم تشكيل حلقة التحكم المغلقة في مثل هذا النظام من خلال ردود فعل سلبية على عزم الدوران (الحالي) للمحرك. في الشكل 1.4 ، يظهر على أنه OSI. القيمة المتحكم بها في هذه الحالة هي عزم دوران المحرك. لذلك ، يولد AUU إشارة تحكم P بطريقة يتم فيها الحفاظ على عزم الدوران عند المستوى المطلوب أو التغييرات في الوقت وفقًا للقانون المطلوب في عملية البدء والكبح.

2. أنظمة الحفاظ على نقطة ضبط ثابتة للمتغير المتحكم فيه (أنظمة التثبيت).إن القيم القابلة للتعديل هي القيم التي تميز حركة جسم العمل TM وعمود المحرك - السرعة ، والتسارع ، وعزم الدوران ، والطاقة ، وما إلى ذلك.

تم بناء أنظمة التثبيت وفقًا لمبدأ مغلق ويمكن أن يكون لها مخطط وظيفي موضح في الشكل 1.4. في مثل هذا النظام ، الإشارة المرجعية ف (ر) = ثوابت.لذلك ، الانخفاض في القيمة الخاضعة للرقابة ص (ر)بسبب ظهور تأثير مزعج F 1 (ر)، سيؤدي إلى زيادة إشارة خطأ التحكم عند إدخال AUU. يولد جهاز التحكم الآلي إشارة تحكم للمحول ، اعتمادًا على قانون التحكم (نوع جهاز التحكم) المستخدم فيه. مع قانون التحكم النسبي ، يتم استخدام ارتباط نسبي (تضخيم) مع ربح أكبر من واحد (P - regulator) كمنظم. لذلك ، مع زيادة الإشارة ، سيزداد الخطأ عند إدخال وحدة التحكم P وستزداد إشارة التحكم في المحول. نتيجة لذلك ، سيزداد مقدار EE و ME ، مما سيؤدي إلى زيادة في ص (ر)وتقليل خطأ التحكم. ومع ذلك ، لا يمكن تعويضه بالكامل ، لأنه في هذه الحالة ، ستكون الإشارات عند إدخال وإخراج منظم P مساوية للصفر ، ولن يتم توفير EE للمحرك وستتوقف العملية التكنولوجية.

يسمى نظام التثبيت الذي لا يتم فيه تقليل خطأ التحكم إلى الصفر ، ولكن يتناقص فقط إلى قيمة مقبولة ، بالثابت.

مع قانون التحكم النسبي المتكامل ، يتكون المنظم من رابطين متصلين بشكل متوازي - نسبي ومتكامل (PI - منظم). يتم إرسال إشارة خطأ في نفس الوقت إلى إدخال كلا الرابطين. سيؤدي الجزء المتناسب من المنظم ، كما في الحالة السابقة ، إلى تضخيم إشارة الخطأ. سيضيف الجزء المتكامل من وحدة التحكم إشارة الخطأ ، أي ستزداد إشارة الخرج الخاصة به طالما كانت هناك إشارة خطأ عند إدخال المنظم. نظرًا لأن إشارة خرج المنظم (إشارة التحكم في المحول) هي مجموع مخرجات الأجزاء المتناسبة والمتكاملة ، طالما كانت هناك إشارة خطأ عند إدخال المنظم ، فستزداد إشارة الخرج. نتيجة لذلك ، سيزداد عدد EE و ME في النظام وسيقل خطأ التحكم. عندما تصبح إشارة الخطأ عند إدخال المنظم مساوية للصفر ، ستكون الإشارة عند خرج المنظم أكبر من الصفر ، نظرًا لحقيقة أن الجزء المتكامل من المنظم ، بعد اختفاء الإشارة عند دخلها ، يخزن القيمة الإجمالية لإشارة الخرج. سيتم تزويد المحرك EE وستستمر العملية التكنولوجية.

يسمى نظام التثبيت ، الذي يتم فيه تقليل خطأ التحكم إلى الصفر ، بالنظام الاستاتيكي.

مع قانون التحكم النسبي - المتكامل - التفاضلي بالتوازي مع P ، I - تشتمل الروابط على رابط تفاضل (P - I - D - تحكم).

إشارة الخرج للجزء التفاضلي تتناسب طرديًا مع معدل تغيير إشارة خطأ التحكم. يتم تلخيصها بإشارات الأجزاء P و I من المنظم ، بالإضافة إلى زيادة إشارة التحكم للمحول وكمية EE المقدمة للمحرك. هذا يساعد في تقليل خطأ التحكم الديناميكي ، أي الفرق بين القيمة المطلوبة والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه خلال فترة عابرة في النظام.

تُستخدم أنظمة التثبيت في الحالات التي يكون فيها من الضروري الحفاظ على معلمة دقيقة بشكل خاص للعملية التقنية ، وكذلك عند تنظيم سرعة المحرك في نطاق واسع.

لتشكيل عمليتي البدء والكبح ، يمكن أن يكون لنظام التثبيت ردود فعل داخلية على عزم دوران المحرك (VOS في الشكل 1.4).

تعمل قناة التحكم المفتوحة للاضطراب الرئيسي على تقليل خطأ التحكم في الأنظمة الثابتة.

3. أنظمة التتبع.مثل أنظمة التثبيت ، فهي مبنية على مبدأ مغلق. ومع ذلك ، فإن إشارة الإعداد ف (ر)فيها تتغير وفقًا لقانون عشوائي والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)يجب تكرار (المسار) هذا القانون.

يتم استخدامها في الآلات التكنولوجية التي تتطلب أنه عند تدوير عمود الإدخال بأي زاوية ، فإن عمود الخرج "يتبع" عمود الإدخال ويدور بنفس الزاوية.

عندما يتطابق موقع الأعمدة ف (ر) = ص (ر)وخطأ التحكم هو صفر. عند تغيير موضع عمود الإدخال ف (ر) ≠ ص (ر)... تظهر إشارة خطأ عند مدخل AUU ، يقوم المحول بتزويد المحرك EE وسيدور عمود الإخراج حتى يأخذ موضع الإدخال.

4. أنظمة التحكم بالبرمجيات.يتم استخدامها في الآلات التكنولوجية مع العديد من المحركات الكهربائية. يمكن بناء محركات الأقراص هذه على شكل حلقة مفتوحة أو حلقة مغلقة. المشترك بينهم هو جهاز يغير القيمة المحددة للقيمة التي يتم التحكم فيها لكل محرك كهربائي وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا. في هذه الحالة ، يتم تشغيل محركات الهيئات العاملة الفردية تلقائيًا ، وتعمل بسرعات محددة مسبقًا أو يتم عكسها ، ولا تتداخل أجسام العمل المتحركة للآلة التكنولوجية مع بعضها البعض.

5. أنظمة التكيف.يتم استخدامها في الحالات التي يكون فيها النظام المبني على مبدأ مغلق ، نتيجة للتغييرات غير المتوقعة في التأثيرات المزعجة ، غير قادر على أداء وظيفته ، على سبيل المثال ، تثبيت قيمة مضبوطة.

لضمان تكيف (قابلية التكيف) لنظام الحلقة المغلقة ، يتم إدخال دائرة إضافية في تكوينه ، أساسها هو جهاز حوسبة. يتحكم في القيمة ف (ر), ص (ر)تأثيرات مزعجة F أنا (ر)، يحلل تشغيل نظام التثبيت ويحدد التغييرات في معايير أو هيكل وحدة AUU اللازمة للتكيف.

محاضرة 3.

2.1. اختزال لحظات وقوى المقاومة ، لحظات القصور الذاتي والجماهير

يشمل الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي الجزء الدوار للمحرك وجهاز النقل الميكانيكي وجسم العمل للآلة التكنولوجية.

يعمل الجزء الدوار من المحرك (المحرك أو الدوار) كمصدر للطاقة الميكانيكية.

بمساعدة MPU ، يتم تحويل الحركة الدورانية للمحرك إلى حركة انتقالية لجسم العمل في TM ، أو عن طريق تغيير نسبة سرعات مهاوي الإدخال والإخراج لـ MPU ، وسرعات دوران يتم تنسيق المحرك وجسم العمل. يمكن استخدام علب التروس المسننة والدودية ، والعتاد الكوكبي ، وزوج الجوز اللولبي ، والكرنك ، والرف والترس ، والحزام والمحركات المتسلسلة كوحدات MPU.

إن الجسم العامل في TM هو مستهلك للطاقة الميكانيكية ، والتي تحولها إلى عمل مفيد. تشتمل أجسام العمل على محور دوران مخرطة أو آلة حفر ، وجزء متحرك من ناقل ، ودلو حفارة ، وكابينة مصعد ، ومسمار لسفينة بمحرك ، وما إلى ذلك.

ترتبط عناصر الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي ببعضها البعض وتشكل سلسلة حركية ، كل عنصر له سرعته الخاصة في الحركة ، ويتميز بلحظة من القصور الذاتي أو كتلة بالقصور الذاتي ، بالإضافة إلى مجموعة من اللحظات أو القوى المؤثرة عليه. يتحدد قانون نيوتن الثاني للحركة الميكانيكية لأي عنصر. بالنسبة لعنصر يدور حول محور ثابت ، تكون معادلة الحركة كما يلي:

أين
هو مجموع متجه للحظات التي تعمل على العنصر ؛

ي- لحظة القصور الذاتي للعنصر ؛

- التسارع الزاوي لعنصر دوار.

بالنسبة للعنصر المتحرك متعدية ، فإن معادلة الحركة هي:

,

أين
- مجموع ناقلات القوى المؤثرة على عنصر ؛

م- الكتلة بالقصور الذاتي للعنصر ؛

- التسارع الخطي لعنصر متحرك متعدية.

بمساعدة هذه المعادلات ، يمكن أخذ تفاعل أي عنصر مع بقية السلسلة الحركية في الاعتبار. من المريح القيام بذلك عن طريق جلب اللحظات والقوى ، وكذلك لحظات القصور الذاتي والكتل بالقصور الذاتي. نتيجة لهذه العملية (التخفيض) ، يتم استبدال المخطط الحركي الحقيقي بمخطط محسوب مكافئ للطاقة ، أساسه هو العنصر الذي يتم النظر في حركته. كقاعدة عامة ، هذا العنصر هو عمود المحرك M. وهذا يسمح بإجراء دراسة كاملة لطبيعة حركة المحرك الكهربائي وطريقة تشغيله. من خلال معرفة معلمات الرسم التخطيطي الحركي ، من الممكن تحديد نوع حركة الجسم العامل للآلة التكنولوجية.

يتم تقليل لحظات المقاومة من محور دوران إلى آخر على أساس توازن القوة في النظام.

أثناء العملية التكنولوجية ، يدور جسم العمل على محوره بسرعة ω موخلق لحظة مقاومة م سميستهلك الطاقة ص م = م سم ω م... تؤخذ خسائر الطاقة في MPU في الاعتبار عن طريق قسمة القيمة ص مفي الكفاءة انتقال η NS... يتم توفير هذه القوة بواسطة محرك يدور بسرعة ω وتطور لحظة م مع، تساوي لحظة المقاومة المخفضة لمحور دوران عمود المحرك م سم... بناءً على تكافؤ السلطات نحصل على:

.

ثم التعبير عن تحديد اللحظة المخفضة للمقاومة م معيشبه:

,

أين
- نسبة التروس لوحدة MPU.

يتم إحضار قوى المقاومة بنفس الطريقة. إذا كانت سرعة الحركة الانتقالية لهيئة عمل TM هي υ موأثناء العملية التكنولوجية تنشأ قوة مقاومة F سمثم مراعاة الكفاءة ستبدو معادلة توازن الطاقة LPA كما يلي:

.

انخفاض لحظة المقاومة م معستكون مساوية لـ:

,

أين
هو نصف القطر المستهدف لوحدة MPU.

يتميز كل عنصر من العناصر الدوارة للمخطط الحركي بلحظة من القصور الذاتي ي і . يعتمد إحضار لحظات القصور الذاتي إلى أحد محاور الدوران على حقيقة أن إجمالي مخزون الطاقة الحركية للأجزاء المتحركة من محرك الأقراص ، المشار إليه بمحور واحد ، يظل دون تغيير. في وجود أجزاء دوارة مع لحظات من الجمود ي د ، ي 1 ، ي 2 ،… ي نوالسرعات الزاوية ω, ω 1 , ω 2 , … ω نيمكنك استبدال عملهم الديناميكي بفعل عنصر واحد بلحظة من الجمود يوتدور بسرعة ω .

في هذه الحالة ، يمكن كتابة معادلة توازن الطاقة الحركية:

.

إجمالي عزم القصور الذاتي الممنوح لعمود المحرك سيكون مساويًا لـ:

,

أين ي د- لحظة القصور الذاتي للدوار (المحرك) م ؛

ي 1 ، ي 2 ،… ي ن- لحظات من القصور الذاتي للعناصر المتبقية من المخطط الحركي.

الحد من الكتل بالقصور الذاتي ميتم تنفيذ الحركة متعدية أيضًا على أساس المساواة في الطاقة الحركية:

,

ومن ثم ، فإن لحظة القصور الذاتي ، الممنوحة لعمود المحرك ، ستكون مساوية لـ:

.

نتيجة لعمليات الاختزال ، يتم استبدال الرسم التخطيطي الحركي الحقيقي بمخطط محسوب ومكافئ للطاقة. إنه جسم يدور على محور ثابت. هذا المحور هو محور دوران عمود المحرك. يتم تشغيله بواسطة عزم دوران المحرك M والعزم المخفض للمقاومة م مع... الجسم يدور بسرعة المحرك ω ولديه لحظة منخفضة من القصور الذاتي ي.

في نظرية المحرك الكهربائي ، يسمى مخطط التصميم هذا بالنظام الميكانيكي أحادي الكتلة. يتوافق مع الجزء الميكانيكي لجهاز AED مع عناصر صلبة تمامًا وبدون ثغرات.