ELEKTRISKAS PIEDZINAS JEDZIENS презентация

(1870.g.). Tam sekoja strauja elektromašīnu attīstība, kas vainagojās ar 1889. gadā izgudroto trīsfāžu īsslēgto asinshrono dzinēju.

Elektriskā piedziņa pārveido elektrisko enerģiju mehāniskajā un nodrošina ražošanas iekārtas vadību ar elektrību. Elektrisko piedziņu plaši izmanto visās tautsaimniecības nozarēs un tā patērē vairāk kā 70% no visas Pasaulē saražotās elektroenerģijas.

pacēlāji, ceļamkrāni;
• Metalurģija;
Elektriskie darba galdi;
• Mājsaimniecības patērētāji;
• Robotika;
• Mainīga ātruma vēja ģeneratori;
u.c.

Kur nepieciešama regulējama ātruma elektriskā piedziņa?

līdzstrāvas mašīnas.










Līdzstrāvas regulējama ātruma piedziņas sistēmām ir vairākas priekšrocības:
Vienkārši vadības algoritmi;
Vienkārša jaudas pārveidotāja struktūra;
Laba ātruma un momenta regulēšanas dinamika.

Tomēr tām ir arī būtiski trūkumi:
Kolektoram nepieciešama regulāra tehniskā apkope;
Dārgas, apjomīgas un smagas elektriskās mašīnas;
Kolektora radītie lektromagnētiskie traucējumi;
Nav pieļaujama mašīnu ekspluatācija netīrā un/vai sprādzienbīstamā vidē.

raksturlīknes

Virknes ierosmes līdzstrāvas dzinējā ierosmes tinums ir slēgts virknē ar enkuru. Magnētiskā plūsma ir atkarīga no enkura strāvas un šī funkcija ir nelineāra. Griešanās frekvences samazināšanās, palielinoties Mst, ir liela, jo Δn pieaug kā dzinēja ķēdes sprieguma krituma, tā plūsmas pieauguma dēļ. Rezultātā elektromehāniskā raksturlīkne ir hiperbolai līdzīga līkne

raksturlīknes

Pie mainīga enkura ķēdes sprieguma var iegūt raksturlīknes augstāk un zemāk par dabisko. Ierosmes strāvu var mainīt, šuntējot ierosmes tinumu ar pretestību. Tas nozīme, ka magnētisko plūsmu virknes ierosmes dzinējam var tikai samazināt.

raksturlīknes

Enkura ķēdes pretestības palielināšana palielina līkņu slīpumu, bet ideālās tukšgaitas griešanās ātrums nemainās. Enkura ķēdes papildpretestības ievešana samazina īsslēguma momentu Mk un tam atbilstošo īsslēguma strāvu. Šo īpašību izmanto palaišanas procesa uzlabošanai

dēļ, bet U < UN praktiski līdz nullei.

Magnētisko plūsmu parasti tikai samazina, jo nominālais dzinēja režīms ir tuvs magnētiskās sistēmas piesātinājuma zonai

Līdzstrāvas neatkarīgās ierosmes dzinēju mehāniskās raksturlīknes

LĪDZSTRĀVAS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

ātrāk par ideālās tukšgaitas griešanās frekvenci, tad tai ir ģeneratora režīms ar enerģijas atdevi tīklam. Šajā rekuperatīvās bremzēšanas (ģeneratora) režīmā enkurā inducētais EDS kļūst lielāks par pieslēgspriegmu U un enkura strāva maina virzienu.

Rekuperatīvo bremzēšanu var realizēt:
1. pievadot ārēju momentu, kas nodrošina n > no;
2. palielinot Φ (jaunā raksturlīkne iet zemāk un pārejas laikā uz šo jauno raksturlīkni darbojas rekuperatīvās bremzēšanas režīms);
3. samazinot enkuram pievadīto spriegumu;
4. izmainot dzinēja pieslēgšanas shēmu.

Līdzstrāvas neatkarīgās ierosmes dzinēju bremzēšanas režīmi

LĪDZSTRĀVAS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

režīms virknē ar tīklu) dzinēja vārpstas griešanas virziens ir pretējs, nekā tam jābūt atbilstoši slēguma shēmai. Tas notiek, piemēram, ja celšanas mehānismā paceļamais svars ir lielāks par dzinēja attīstīto īsslēguma momentu. Mehāniskā raksturlīkne pretslēguma bremzēšanas režīmā ir dzinēja raksturlīknes (1. kvadrants) turpinājums 4. kvadrantā.

LĪDZSTRĀVAS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

Līdzstrāvas neatkarīgās ierosmes dzinēju bremzēšanas režīmi

pieslēdz pretestībai vai pat nošuntē ar vadu

LĪDZSTRĀVAS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

Līdzstrāvas neatkarīgās ierosmes dzinēju bremzēšanas režīmi

dzinēji - tie sastāda vairāk nekā 90% no visiem piedziņā izmantotajiem dzinējiem. Asinhronie dzinēji ir lēti, prasa mazākus ekspluatācijas izdevumus, jo tiem nav kolektora, turklāt tie ir vieglāki un ar lielāku drošību nekā līdzstrāvas dzinēji.

Mūsdienīgas regulējama ātruma asinhronajās piedziņas priekšrocības:
Laba ātruma un momenta regulēšanas dinamika;
Lētas, robustas, salīdzinoši nelielas mašīnas, kam nav nepieciešama regulāra tehniskā apkope;
Plašāks piedziņas ātruma regulēšanas diapazons;

Trūkumi:
Sarežģīta jaudas pārveidotāja struktūra;
Sarežģīti vadības algoritmi.

ir atkarīga no rotora ātruma

- analizējot Klosa formulu redzams, ka pie s < sk raksturlīkne ir praktiski taisna, bet pie s >sk – hiperbola.
Asinhronās mašīnas palaišanas strāva var 5-7 reizes pārsniegt tās nominālo strāvu.

ASINHRONĀS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

asij. Sinhronā griešanās frekvence no paliek nemainīga. Praktiski nemainās arī kritiskā slīde.

Papildpretestības statora ķēdē izsauc sprieguma kritumu uz tām un līdz ar to statoram pielikts mazāka spriegums. Dzinējam iegriežoties, tā strāva pakāpakāpeniski samazinās un samazinās sprieguma kritums uz papildpretestību.

ASINHRONĀS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

tad kritiskais moments paliek nemainīgs, bet mainās kritiskās slīdes vērtība

Ieslēdzot rotora ķēdē papildus aktīvi - induktīvu pretestību, mainās kā asinhronā dzinēja kritiskais moments, tā kritiskā slīde. Tas notiek tāpēc, ka palaišanas procesā izmainās rotora strāvas frekvence un līdz ar to nepārtraukti mainās Xp vērtība

ASINHRONĀS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

Ф ~ U1/f1 = const. Tad praktiski nemainās asinhronā dzinēja maksimālais moments un raksturlīknes lineārās daļas slīpums paliek nemainīgs

ASINHRONĀS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

lielāka par sinhrono. Rotorā inducētais EDS maina zīmi un mašīna nodod enerģiju baro­šanas avotam. Asinhronā mašīna ģeneratora režīmā nodod tīklā aktīvo jaudu, bet uzņem no tīkla reaktīvo jaudu magnētiskā lauka uzturēšanai. Rekuperatīvā bremzēšana iespējama, ja samazina f, palielina polu pāru skaitu p, kā arī celtņu mehānismos ar potenciālu statisko momentu.

Pretslēguma bremzēšanas režīmā asinhronam dzinējam arī ir divi paveidi: ar reaktīvu un aktīvu statisko momentu. Ja ir reaktīvs pretestības moments, tad pretslēguma bremzēšanas režīmu iegūst pie dzinēja reversēšanas. Ar aktīvu pretestības momentu to iegūst palielinot rotora ķēdes papildpretestību.

ASINHRONĀS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

lielāka par sinhrono. Rotorā inducētais EDS maina zīmi un mašīna nodod enerģiju baro­šanas avotam. Asinhronā mašīna ģeneratora režīmā nodod tīklā aktīvo jaudu, bet uzņem no tīkla reaktīvo jaudu magnētiskā lauka uzturēšanai. Rekuperatīvā bremzēšana iespējama, ja samazina f, palielina polu pāru skaitu p, kā arī celtņu mehānismos ar potenciālu statisko momentu.

Pretslēguma bremzēšanas režīmā asinhronam dzinējam arī ir divi paveidi: ar reaktīvu un aktīvu statisko momentu. Ja ir reaktīvs pretestības moments, tad pretslēguma bremzēšanas režīmu iegūst pie dzinēja reversēšanas. Ar aktīvu pretestības momentu to iegūst palielinot rotora ķēdes papildpretestību.

Dinamiskās bremzēšanas režīmā asinhronā dzinēja statoru atslēdz no maiņstrāvas tikla un pieslēdz līdzstrāvas avotam. Līdzstrāva statora tinumos rada laikā un telpā nemainīgu magnētisko lauku, kas kopā ar rotora strāvu izsauc bremzējošu momentu.

ASINHRONĀS PIEDZIŅAS MEHĀNISKĀS RAKSTURLĪKNES UN DARBA REŽĪMI

ģeneratora-dzinēja sistēma ir pirmā iekārta, ko izmantoja mainīga līdzsprieguma iegūšanai un līdzstrāvas dzinēja griešanās frekvences regulēšanai. Sistēmas galvenais enerģijas avots ir maiņstrāvas dzinējs M1, kas piedzen ģeneratoru G. Ģeneratora piedziņai var izmantot arī sinhronos vai iekšdedzes dzinējus

regulējamu līdzspriegumu, elektrisko mašīnu vietā mūsdienās biežāk lieto pusvadītāju pārveidotājus

sistēmas G-D ģeneratoru, bet dzinējs M2 ar maināmu griešanās frekvenci piedzen sinhrono ģeneratoru G2. Ģenerators G2 ražo trīsfāzu maiņstrāvu ar mainīgu frekvenci un spriegumu. Lai saglabātu konstantu dzinēja momentu, jāuztur nemainīga at­tiecība U2/f2 = const. Tātad dzinēja M3 mehāniskās raksturlīknes iegūstamas ar piecu aptuveni līdzīgas jaudas elektrisko mašīnu palīdzību

REGULĒJAMA ĀTRUMA ELEKTRISKĀ PIEDZIŅA

enerģija caur taisngriezi U1 tiek pievadīta dzinējam M2, kas piedzen ģeneratoru G1. Sinhronais ģenerators G1 ražo elektroenerģiju un atdod to barošanas tīklam

Ventiļu-mašīnu elektromehāniskajā kaskādē dzinēja M1 rotora slīdes enerģija caur taisngriezi U1 tiek pievadīta līdzstrāva dzinējam M2. Dzinēja M2 vārpsta savienota ar Ml vārpstu. Dzinēju M1 un M2 momenti summējas un tādā veidā slīdes enerģija tiek atdota elektromehāniskā veidā

REGULĒJAMA ĀTRUMA ELEKTRISKĀ PIEDZIŅA

pavēra plašas pielietošanas iespējas asinhronā dzinēja griešanās frekvences regulēšanā, mainot sprieguma frekvenci. Ir izstrādāta virkne dažādu pusvadītāju frekvenes pārveidotāju shēmu. Visplašāk tiek pielietota frekvences pārveidotāja shēma ar līdzstrāvas posmu. Tāds pārveidotājs satur taisngriezi, līdzstrāvas filtru un invertoru ar impulsu platuma modulāciju.

REGULĒJAMA ĀTRUMA ELEKTRISKĀ PIEDZIŅA