Wskaźniki do regulacji prędkości napędów elektrycznych
Regulacja prędkości to wymuszona zmiana prędkości obrotowej silnika w celu kontrolowania prędkości ruchu organów wykonawczych maszyn i mechanizmów. Generalnie sterowanie prędkością silnika – a to oznacza również utrzymywanie prędkości na zadanym poziomie – może odbywać się na dwa sposoby – parametrycznie oraz w układach zamkniętych.
W parametryczny W ten sposób regulacja odbywa się poprzez zmianę dowolnych parametrów obwodów elektrycznych silników lub napięcia zasilania poprzez włączenie np. różnych elementów dodatkowych: rezystorów, kondensatorów, cewek indukcyjnych. Jakość tej kontroli prędkości zwykle nie jest zbyt dobra.
Jeżeli konieczne jest uzyskanie procesu regulacji prędkości obrotowej z dużą wydajnością, przechodzą one do zamkniętych elektrycznych układów napędowych, w których działanie na silnik odbywa się zwykle poprzez zmianę napięcia dostarczanego do silnika lub częstotliwości tego napięcia, bądź obu na raz. . W tym celu stosuje się różne przetwornice DC i AC.
Kontrola prędkości jest ilościowo scharakteryzowana za pomocą sześciu kluczowych wskaźników.
1. Zakres regulacji określa stosunek prędkości maksymalnej ωmax do minimalnej ωmin: D = ωmax / ωmin przy danych granicach zmian obciążenia wału silnika.
Różne maszyny robocze wymagają różnych zakresów regulacji. Tak więc walcarki charakteryzują się zakresem D = 20 — 50, maszyny do cięcia metalu od D = 3 — 4 do D = 50 — 1000 i więcej, maszyny papiernicze D = 20 itd.
2. Kierunek regulacji prędkości wyznacza położenie powstałych sztucznych obiektów względem naturalnych. Jeśli znajdują się powyżej naturalnego, to mówią o dostosowaniu prędkości w górę od głównej, jeśli niżej - w dół od głównej. Ułożenie elementów sztucznych, zarówno nad, jak i pod naturalnym, zapewnia tzw. regulację dwustrefową.
3. Płynna regulacja prędkości zależy od liczby sztucznych charakterystyk uzyskanych w danym zakresie: im więcej, tym płynniejsza będzie regulacja prędkości. Gładkość jest oceniana za pomocą współczynnika, który znajduje się jako stosunek prędkości na dwóch najbliższych charakterystykach
kpl = ωi — ωi-1,
gdzie ωi i ωi-1 — zawierały prędkość i-tą oraz (i-1) sztuczną charakterystykę.
Największą płynność uzyskuje się w układach zamkniętych z wykorzystaniem przetwornic napięcia i częstotliwości, mała płynność odpowiada zwykle metodom sterowania parametrycznego. Dzięki płynnej regulacji prędkości proces technologiczny przebiega jakościowo, poprawia się jakość produktów, wzrasta wydajność napędu elektrycznego itp.
4.Stabilność przy utrzymaniu ustawionej prędkości sterowania technolog zależy od sztywności właściwości mechanicznych silnika elektrycznego. Bardziej sztywną charakterystykę mechaniczną można uzyskać tylko przy zamkniętych napędach elektrycznych. Przy otwartym napędzie elektrycznym i przy zbyt małej prędkości obrotowej oraz wahaniach momentu oporu wystąpią duże wahania prędkości obrotowej, co jest niedopuszczalne.
5. Dopuszczalne obciążenie silnika podczas regulacji prędkości zależy od prądu płynącego w sekcji mocy. Prąd ten nie może przekraczać wartości znamionowej. W przeciwnym razie silnik ulegnie przegrzaniu. Dopuszczalny prąd zależy od rodzaju charakterystyki mechanicznej elementu końcowego oraz zastosowanego sposobu sterowania prędkością.
6. Regulacja gospodarcza jest zdeterminowana kosztami kapitałowymi i operacyjnymi regulowany napęd elektryczny… Koszty inwestycyjne powinny być jak najmniejsze lub takie, aby okres zwrotu napędu elektrycznego nie przekroczył normy.
Przy obliczaniu wskaźnika sprawności regulacji prędkości uwzględnia się liczbę regulowanych prędkości w zakresie regulacji, moce czynne wału silnika przy różnych prędkościach, straty mocy przy różnych prędkościach, czas pracy silnika elektrycznego przy każdej regulowanej prędkości, liczbę czynną i bierne uwzględniane są moce pobierane przez silnik elektryczny.
