ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ

Ключові поняття: регулювання швидкості, діапазон регулювання кутової швидкості, плавність регулювання, економічність регулювання, стабільність кутової швидкості, напрямок регулювання, припустиме навантаження двигуна, скважність керуючих імпульсів.

15.1. Основні показники регулювання кутової швидкості електроприводів

У промисловості використовують велику кількість виробничих механізмів, що працюють з швидкістю яка змінюється. Зокрема, у ліфтах, підйомних і транс­портних механізмах швидкість необхідно знижувати в міру підходу до пункту зу­пинки, щоб забезпечити плавну і точну зупинку в потрібному місці. Швидкість, при якій повинен працювати димосос котельні, визначається якістю палива, його вологістю, зольністю, умовами процесу горіння і необхідною продуктивністю ка­зана. У всіх цих механізмах, як і в багатьох інших, для досягнення високої продук­тивності і необхідної якості роботи потрібно здійснювати регулювання швидкості.

Регулюванням швидкості називається примусова зміна швидкості елек­тропривода залежно від вимог технологічного процесу. Регулювання швидко­сті здійснюється керуючим впливом на приводний двигун. Основними показ­никами, що характеризують різні способи регулювання швидкості електропри­водів, є: діапазон регулювання; плавність; економічність; стабільність швидко­сті; напрямок регулювання швидкості (зменшення або збільшення швидкості відносно основної); припустиме навантаження при різних швидкостях.

Діапазон регулювання кутової швидкості - це відношення можливих сталих швидкостей: максимальної comax до мінімальної comin при заданій точно­сті регулювання (із заданим статичним падінням швидкості електропривода) для встановлених меж зміни моменту навантаження й інших збурювань.

D ®max • ®min (15.1)

Звичайно діапазон регулювання виражається числами у вигляді відно­шення, наприклад: 2:1, 4:1, 10:1, 20:1 і т. д.

Плавність регулювання характеризує стрибок швидкості при переході від даної швидкості до найближчої можливої. Плавність тим вища, чим мен­ший цей стрибок. Число швидкостей, одержуваних у даному діапазоні, визна­чається плавністю регулювання. Її можна оцінити коефіцієнтом плавності ре­гулювання, що визначається як відношення двох сусідніх значень кутових швидкостей при регулюванні швидкості

Фпл = ®М-1 (15.2)

де і соі.1 - кутові швидкості відповідно на i-й і (і-1)-й ступенях регулювання.

При плавному регулюванні фпл ^ 1, а число швидкостей z^-да. Число швидкостей z, діапазон регулювання D і коефіцієнт плавності регулювання зв'я­зані між собою рівністю

Економічність регулювання характеризується витратами на виготов­лення і експлуатацію електропривода. Необхідно відзначити, що економічно вигідним виявляється такий регульований електропривод, який при високій якості технологічного процесу забезпечує більшу продуктивність механізму, що приводиться ним у дію, і порівняно швидко окупається. При оцінці еконо­мічності регульованого електропривода також беруть до уваги його надійність в експлуатації та втрати енергії в процесі регулювання.

Стабільність кутової швидкості характеризується зміною кутової швидкості при заданому відхиленні моменту навантаження і залежить від жор­сткості механічної характеристики. Чим більша жорсткість характеристики, тим вища стабільність кутової швидкості.

Напрямок регулювання швидкості - це зменшення або збільшення вели­чини швидкості відносно її основної величини. Розрізняють однозонне регулю­вання униз від основної швидкості, однозонне регулювання вище основної швидкості і двозонне регулювання, коли є можливість одержувати характерис­тики вище і нижче природної.

Допустиме навантаження двигуна - це найбільше значення моменту, яке двигун здатний розвивати довгостроково при роботі на регулювальних ха­рактеристиках. Воно визначається нагріванням двигуна і для різних способів регулювання різне. Зміна навантажувального моменту залежно від швидкості в різних виробничих механізмах також є різною. Наприклад, багато механізмів вимагають регулювання при постійному моменті. До них належать: підйомні крани, лебідки, деякі прокатні стани та ін. З іншого боку, існують механізми, в яких регулювання швидкості здійснюється з постійною потужністю.

Принципово шляхом вибору відповідної потужності двигуна можна задово­льнити будь-якій зміні навантажувального моменту або потужності при регулю­ванні швидкості. Однак регулювання кутової швидкості двигуна може виявитися неекономічним, тому що на різних кутових швидкостях він буде використовуватися неоднаково і на деяких з них виявиться недовантаженим. Недовантаження двигуна веде до погіршення експлуатаційних показників привода, оскільки при цьому зме­ншується ККД двигуна, а при змінному струмі, крім того, зменшується й коефіцієнт потужності. Тому бажано застосовувати такий спосіб регулювання, при якому двигун був би повністю завантажений при всіх кутових швидкостях.

У наступному розділі ми розглянемо основні способи регулювання куто­вої швидкості на прикладі двигуна постійного струму з незалежним збуджен­ням, який має застосування в будівельній індустрії.