Кафедра «Электротехника и электрооборудование предприятий»

В.И.БАБАКИН

 

Графическое приложение к курсу

«Автоматизированный электропривод типовых

производственных механизмов и промышленных

комплексов»

 

Уфа 2007

 

 

 
Содержание с.

 

1 Автоматизированные электроприводы с двигателями постоянного тока независимого возбуждения 5

1.1 Автоматизированный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением с реостатным регулированием 5

1.2 Параметрическое импульсное регулирование 5

1.3 Автоматизированный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением по системе генератор-двигатель 6

1.4 Автоматизированный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением по системе управляемый статический преобразователь–двигатель (УСП-Д) 7

1.5 Система импульсно-фазового управления статическим преобразователем 16

 

2 Автоматизированные электроприводы с двигателями переменного тока 20

2.1 Автоматизированные электроприводы с асинхронным двигателем 21

 

 

       
 
 
 
   
 


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра «Электротехника и электрооборудование предприятий»

 

 

В.И.Бабакин.

 

Графическое приложение к курсу

«Автоматизированный электропривод типовых

производственных механизмов и промышленных

комплексов»

 

 

Уфа 20011

 

 

Приводится графическое приложение по курсу «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и промышленных комплексов» для студентов-очников специальности 14.06.04 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

 

Составитель: Бабакин В.И., доц., канд. техн. наук

 

Рецензент: Кирлан В. Л., доц., канд. техн. наук

 

Уфимский государственный нефтяной технический университет, 20011

 
 
 

1 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1.1 Автоматизированный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением с реостатным регулированием

 


Рис.1

Рис.2

 


 


1.2 Параметрическое импульсное регулирование

 

 

 

Рис. 3

 

1.3 Автоматизированный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением по системе генератор-двигатель

 

 

 

 

Рис.4 Разомкнутая система генератор-двигатель по схеме Ворд-Леонардо

 

 

Рис.5 Регулировочные характеристики системы генератор-двигатель

 

 

1.4 Автоматизированный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением по системе управляемый статический преобразователь – двигатель (УСП-Д)

 

 

 

Рис. 6 Система УСП-Д

 

 

Рис. 7 Однофазный однополупериодный выпрямитель

 



Рис. 8 Работа однофазного однополупериодного выпрямителя на активную нагрузку

 

 

Рис. 9 Работа однофазного однополупериодного выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку

 


Рис. 10 Работа однофазного однополупериодного выпрямителя на чисто индуктивную нагрузку



 


Рис. 11 Регулировочные характеристики систем УСП-Д при различном характере нагрузки


 


 


Рис. 12 Схема однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя


 

 


 


Рис. 13 Временные диаграммы мостового двухполупериодного выпрямителя

 

 

Рис. 14 Принципиальная схема УСП-Д

Рис. 15 Схема неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя

Рис. 16 Временные диаграммы трехфазного мостового неуправляемого

выпрямителя (α=0)

Рис. 17 Схема управляемого трехфазного мостового выпрямителя

 

 

 


 

 

Рис. 23 Обобщенная регулировочная характеристика управляемого выпрямителя

 


 


 

 

2 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ДВИГАТЕЛЯМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

 

Рис.32 Регулирование скорости АД изменением сопротивления в цепи ротора

 

 

Рис. 33 Импульсное параметрическое регулирование АД

 

Рис. 36 Структурная схема статического преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока

 

Рис. 37 Схема ПЧ с полными коммутирующими емкостями

Рис. 38 ПЧ с отсекающими диодами

 

 

Рис. 39 Однофазный автономный инвертор с ШИМ

 

Рис. 40 Блок схема векторного управления

 

 

 

 

 

; ;

 

Рис. 41 Векторное управление асинхронным электроприводом

 

Рис. 42 Принципиальная схема непосредственного преобразователя частоты НПЧ

 

Рис. 43 Выходное напряжение НПЧ.

 

Рис. 44

 

Рис. 45

 

 

Рис. 46

 

 

 

Рис. 47 ПЧ с ШИМ

 

Рис. 48 Схема технологической установки: 1- приемный резервуар; 3 – система всасывающих трубопроводов; 4 – система напорных трубопроводов; 8 – центробежный насос; 10 - АД

 

Рис. 49 Принцип действия инвертора с ШИМ

а – эквивалентная схема однофазного инвертора с синусоидальной ШИМ

б – график напряжения и тока регулируемой частоты в нагрузке при постоянной несущей частоте и неизменном выпрямленном напряжении на входе инвертора технологической установки

Рис. 50 Диаграммы изменения давления на входе (Нвх) и выходе (Нвых) насосной станции при нерегулируемом – а, и регулируемом – б электроприводах насоса

Рис. 51 График зависимости мощности центробежного насоса от частоты вращения

Рис. 52 Схема ПЧ Сшим на IGBT- транзисторах.

 

 

Рис. 53 Замкнутый контур регулирования

 

 

Рис. 54 Графики изменения момента и угловой частоты от времени: а – при рекуперативном торможении; б – при смешанном торможении

 

 

 

Рис. 55 Схема АИН С ШИМ на IGBT- транзисторах.

 

Рис. 56 Система ТРН-АД (а) и ее характеристики (б)

 

Рис. 57 Характеристики АД с повышенным сопротивлением ротора

Рис. 58 Схема тиристорного регулятора напряжения для реверсивной системы

 

 

Рис. 59 Схема несимметричного включения тиристорного регулятора напряжения АД

 

Рис. 60 Структурная схема автоматизированного электропривода с вентильным двигателем

Рис. 61 Схема двигателя двойного питания: ДП – датчик положения; Тр1, Тр2, Тр3 – трансформаторы; ПЧН – преобразователь частоты с непосредственной связью; СИФУ - система импульсно-фазового управления; Р – регулятор

 

 

Рис. 62 Основные схемы асинхронных вентильных каскадов: а – вентильного; б – вентильно-машинного; в – вентильно-машинного электромеханического; г – вентильно-машинного комбинированного

Рис. 63 Схемы вентильных каскадов с непосредственной связью: а – без промежуточной цепи постоянного тока; б – с полу промежуточной цепью постоянного тока.

 

Рис. 64 Схемы вентильного каскада с расширенным диапазоном регулирования для турбомеханизмов: а – схема с регулированием напряжения на статоре асинхронного двигателя; б – схема с двумя преобразователями, переключаемыми с последовательной работы на параллельную

 

 

 

Рис. 65 Структурная схема одной фазы преобразователя частоты с непосредственной связью ПЧНС

 

а)

б)

Рис. 66 Формирование кривой выходного напряжения преобразователя частоты с непосредственной связью

а – применительно к нулевой схеме для одной фазы двигателя.

б – активно-индуктивная нагрузка (фаза двигателя)

 

Рис. 67 Функциональная схема системы импульсно-фазового управления в фазе А

 

Рис. 68 Двигатель двойного питания (АД с шестью контактными кольцами на роторе)

 

Рис. 69 Двигатель двойного питания (АД с четырьмя контактными кольцами на роторе)

 

Рис. 70 Схема двигателя двойного питания с искусственной нулевой точкой (асинхронный двигатель с тремя контактными кольцами)

 

Рис. 71 Схема двигателя двойного питания (трехфазная нулевая)