Рассматривается применение в системах точного поддержания скорости различных синхронных электродвигателей. В результате сравнения рекомендовано применение в таких системах конденсаторного синхронного реактивного двигателя с трехфазными обмотками статора. Это позволяет упростить и удешевить систему точного электропривода и повысить ее надежность

Baron, Jens M.

Heise, Ruth

Joussen, Sylvia

Marquardt, Yvonne

Merk, Hans F.

Rodriguez, Felipe

Skazik, Claudia

Stanzel, Sven

Wendel, Andreas F.

Wosnitza, Melanie

Ачкасов, Ю. М.

Захаров, Б. А.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

ИЗВЕСТИЯТОМСКОГО О РД ЕН А  О КТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮ ЦИИ И О РДЕН А  ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗН АМ ЕН И  ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТАим. С. М. КИ РО ВАТом 28 5  1 9 7 5ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И СХЕМЫ ЕГО ВКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ТОЧНОГО ПОДДЕРЖАНИЯ СКОРОСТИЮ. М. АЧКАСОВ, Б. А. ЗА Х А Р О В  (Представлена научно-техническим семинаром НИИ АЭМ )Прецизионное машиностроение и приборостроение, новые разра­ботки геофизической, сейсмической, видеозвукозаписывающей аппара­туры предъявляют жесткие требования к точности поддержания скоро­сти вращения исполнительных электродвигателей. В системах точно­го поддержания скорости (Т/ПС) переменного тока применяются раз­личные типы синхронных электродвигателей. Благодаря астатическому саморегулированию, скорость вращения их определяется только ча­стотой питающего тока, что позволяет получить точность поддержания средней скорости (0,01 + 0,001 ) %.К электродвигателяім систем ТПС магнитофонов, например, предъ­являются следующие требования [ 1 ]:нестабильность скорости вращения ротора должна находиться в пределах ( IO- 3+ 10~4) ;возможность переключения скоростей в диапазоне 2: 1; 4 : 1; возможность питания от однофазной цепи переменного тока; малый коэффициент шума и вибрации, минимальное поле рассея­ния;нагрев не более 80° С по отношению к окружающей среде.В системах ТПС, где необходим точный останов для режима тор­можения, предъявляются такие требования:минимальное время торможения и растормаживания; постоянство тормозного момента при эксплуатации;возможность регулировки тормозных моментов; »надежность в работе.Такие требования характерны для большинства маломощных си­стем ТПС со ступенчатым регулированием скорости. ѵСогласно [2 ] наибольшей равномерностью скорости вращения ро­тора обладают синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) и асинхронным пуском. Гистерезиеные двигатели (ГД) име­ют худшие показатели равномерности вращения, чем СДПМ. Из-за от­сутствия короткозамкнутой обмотки на роторе они имеют большие ка­чания ротора при изменении нагрузки. Синхронные реактивные двига­тели (СРД) по равномерности вращения ротора уступают СДПМ и ГД, что обуславливается сложным спектральным составом поля в за­зоре машины. Однако СДПМ и СД выпускаются на мощности не вы­ше десятков ватт, имеют низкие энергетические показатели, сложную технологию изготовления и требуют применения дорогостоящих мате­риалов. Усовершенствованные СРД малой мощности имеют энергети-1 4 6ческие показатели, близкие к асинхронным двигателям одинакового габарита [3]. Кроме того, СРД имеют простую технологию изготовле­ния и дешевле других типов синхронных двигателей.Рис. 1. Пусковые механические характеристики синхронных элек­тродвигателей.Cp а BH им п у сков ы e х а р акт ер истики р асом ат р ив а ем ы х двиіг ат еле й f приведенные на рис. I. В пусковой характеристике СДПМ (кривая Jf рис. 1 ) имеется провал, обусловленный тормозным моментом от дейст­вия постоянных магнитов и возможно размагничивание их при пуске. Кроме того, СДСМ имеют высокую кратность пускового тока. Пуско­вой момент гистерезионого двигателя (»кривая 2, рис. 1 ) уменьшается в процессе пуска, что увеличивает время разгона. Достоинством ГД является большой входной момент и плавность входа в синхронизм, однако ГД имеют большой разброс характеристик. Трехфазные СРДв  Рис. 2. Схема вклю­чения OK СРД на од­нофазную сеть.имеют пусковую характеристику (кривая 3 , рис. 1 ), подобную асин­хронному двигателю. Из-за наличия критического момента происходит резкий вход в синхронизм СРД, что приводит к перерегулированию скорости. Характеристика СРД типа (ДРС150М ), включенного по схе­ме конденсаторного (рис. 2), показана на рис. 1 кривая 4. Пуск осу­ществляется с .постоянной пусковой емкостью, которая отключается із момент входа двигателя в синхронизм. Характерным является раз­гон двигателя с постоянным пусковым моментом и наличие достаточно­го момента входа в синхронизм, что обеспечивает минимальное время пуска.В системах ТіПС, как правило, используются трехфазные СРД с питанием от вентилыных преобразователей частоты (ВПЧ) [4]. Блок- схема такой системы приведена на рис. 3, а. СРД получает .питание от трехфазіного управляемого выпрямителя (УВ) через фильтр (Ф) И трехфазный инвертор (А, В, С). Устройство управления выпрямителем (УУВ) и .устройство управления инвертором обеспечивают необходимую величину и форму выходного напряжения.ю * 147Одноамънавсет ь Ф икбсртрУУОИРис. 3. Блок схемы систем частотного регулирования скорости.В системах ТПС часто требуется иметь два-три уровня стабиль­ных скоростей с плавностью регулирования 1:2. В этом случае упро­щение и удешевление системы с одновременным повышением ее на­дежности достигается включением однофазного конденсаторного СРД  на однофазный преобразователь частоты (ОПЧ), согласно рис. 3, б.Од н оф а зн ы й к он ден с a торін ы й син хр онін ы й ре активн ы й д виг а тел ь (OK ОРД) получает питание через выпрямитель, фильтр и однофазный инвертор, управляемый от устройства управления однофазным инвер­торам (УУіО И ). При этом число силовых элементов уменьшается на две третьих, и существенно упрощается схема управления.Необходимо выбирать автономный однофазный инвертор с широт­ным способом стабилизации выходного напряжения и трансформатор­ным выходам, который кроме основной функции преобразования часто­ты выполняет роль регулятора напряжения. В случае применения об­ратных связей в такой системе сглаживающий фильтр не входит в кон­тур регулирования, что повышает быстродействие системы.Так как ,в системах ТіПС чаще всего двигатель работает с посто­янной нагрузкой на валу и с большими маховыми массами, то приме­нение конденсаторного СРД при правильно выбранной емкости обес­печит равномерность вращения ротора не хуже, чем в трехфазном ре­жиме.Наиболее целесообразно применять конденсаторные СРД с трех- фазныіми обмотками статора, так как у них, как и у асинхронных [3], коэффициент использования габарита равен 1 , а полные затраты на изготовление меньше, чем у однофазных с двухфазными несимметрич­ными обмотками статора, у которых коэффициент использования 0,5-+0,7. Кроме того, у последних в 1,5-+2 раза выше кратность пуско­вого тока.Из всего многообразия схем включения трехфіазіных двигателей с конденсаторами на однофазную сеть для СРД приемлемой является только одна схема — обмотки статора соединены звездой с последова­тельной фазосдвигающей емкостью (рис. 2). В такой схеме отсутству­ют токи нулевой последовательности и токи третьих и кратных трем1 4 8гармонических, что повышает энергические показатели машины по сравнению со схемой соединения обмоток треугольником. Кроме то­го, при соединении треугольником необходимая фазосдвигающая ем­кость в 1,7  раза больше, чем при соединении звездой [б].,При отключении работающего двигатели от источника питания ( р )и с 2 ) происходит автоматическое несимметричіное конденсаторное торможение СРД (емкость подключена на две фазы). Исследовании двигателя ДРС-ІббМ показали, что при одновременном подключении пусковой емкости начальный тормозной момент достигает 8—ФО-крат- ного значения от ,номинального. Поскольку конденсаторы OK СРД со­ставляют неотъемлемую часть, то необходимость в специальных тор­мозных емкостях отпадает.Как показывает эксперимент при питании OK СРД синусоидаль­ным напряжением двигатель отдает 10 0 % мощности трехфазного ре­жима без перегрева, при этом несколько снижается перегрузочная спо­собность двигателя.Однако перегрузочная способность двигателя может быть увеличе­на по сравнению с трехфазным режимом применением перегрузочной ступени емкости, подключаемой на время перегрузки двигателя.При питании от ОПЧ с прямоугольной формой выходного напря­жения ток двигателя увеличивается на 6 %, энергетический коэффици­ент полезного действия понижается на 9% іпо сравнению с симметрич­ным трехфазным режимом.Если линейное напряжение с выхода ОіПЧ имеет длительность по­луволн 120  электрических градусов, то в таком напряжении отсутству­ют третья и ей кратные гармонические. С учетом фильтрирующего дей­ствия фазо-сдвиігающей емкости форма фазных напряжений улучшает­ся, поэтому снижение энергетического к .іп. ід . составляет 3,—5%. Для получения симметричного режима работы двигателя при постоянной нагрузке на валу необходимо выбирать величину емкостного сопротив­ления или емкости по зависимостям [6] :Xc =  2 VTOR1 +  x,) . с  =  10« (1 + | / 3 )1 +  / 3  ’ 4 ТО3 uî (R, +  хі)гдеRb Xi — эквивалентные активное и индуктивное сопротивления схе­мы замещения OK СРД для прямой последовательности.Большим преимуществом OK СРД, как и конденсаторного асин­хронного, является высокий коэффициент мощности, который практи­чески может быть принят равным единице [7]. Следовательно, дви­гатель потребляет из сети ток, пропорциональный только активной мощности, так как источником реактивной мощности для него являет­ся конденсатор. Это имеет немаловажное значение при питании от промышленной сети и особенно от ВПЧ, так как снимается проблема возврата реактивной энергии о:т двигателя в источнике питания.Таким обр азом, использов ание серийіно-выіпуеікаем ых тр ехф азін ых СРД малой мощности в качестве однофазных конденсаторных позволя­ет создать простую и экономичную систему ТіПС. Выбранная схема включения OK СРД отвечает требованиям, предъявляемым к испол­нительным двигателям систем ТіГІС и рекомендуется для практическо­го применения.Л И Т Е РА Т У РА1. В. К. К а ч а н и др. Диспетчерские магнитофоны гражданской авиации, М., «Транспорт», 1972.1 4 9Vr 2. Э. A. • JI о д  о ч н и к о в, Ф. М. Ю ф е  р о в .  Микроэлектродвигатели для систем автоматики. М., «Энергия», 1969.3. В. В. P а л л е. Исследование методики расчета синхронных реактивных двигателей. Сб. «Бесконтактные электрические машины». Ч. 1. Синхронные ма­шины. Рига, «Знание», 1966.4. В. Н. Ш a p a x и н. Меры по ограничению колебаний мгновенной ско­рости СРД. Труды Л ПИ, 1969 , №  303 .5. А . И. А д а м е н к о ,  В.  И.  К и с л е н к о .  Преобразование однофазного  тока в многофазный. Киев, «Техника», 1971 .6. Ю. М. А ч к а с о в ,  Б.  А.  З а х а р о в .  Условие получения симметрии намагничивающих сил трехфазного СРД, работающего в режиме однофазного  конденсаторного. Доклады VII нуачно-технической конференции. «Статические преобразователи в автоматике и электроприводе». Томск, изд-во ТГУ, 1971.7. Н. Д. Т о р о п ц е в .  Трехфазный асинхронный двигатель в схеме одно­фазного включения с конденсатором. М., «Энергия», 1970.

Обоснование выбора электродвигателя и схемы его включения для системы точного поддержания скорости

Elsevier - Publisher Connector 

Active Transport of Contact Allergens and Steroid Hormones in Epidermal Keratinocytes is Mediated by Multidrug Resistance Related Proteins 

Wosnitza, Melanie Esther Vicky

Merk, Hans

Baron, Jens

RWTH Publications

Active transport of contact allergens and steroid hormones in epidermal keratinocytes is mediated by multidrug resistance related proteins

file:///data/remote/core/dit/data/elsevier/pdf/a93/aHR0cDovL2FwaS5lbHNldmllci5jb20vY29udGVudC9hcnRpY2xlL3BpaS9zMDAyMjIwMngxNTM0NTQ5OA==.pdf

Обоснование выбора электродвигателя и схемы его включения для системы точного поддержания скорости

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Elsevier - Publisher Connector

RWTH Publications