/ / Vyrovnání zátěže v elektrických pohonech

Vyrovnávání zatížení v elektrických pohonech

Definice: Vyrovnávání zatížení je proces vyhlazováníkolísavé zatížení. Kolísavá zátěž čerpá silný proud ze zdroje během špičkového intervalu a také způsobuje velký pokles napětí v systému, v důsledku čehož může dojít k poškození zařízení. Při vyrovnání zátěže je energie uložena při lehkém zatížení a tato energie je využívána, když nastane špičkové zatížení. Elektrická energie ze zdroje tak zůstává konstantní.

Kolísání zátěže se většinou vyskytuje v některých případechpohony. Například v lisovacím stroji je vyžadován velký točivý moment po krátkou dobu. V opačném případě je točivý moment nula. Mezi další příklady patří válcovací stolice, pístové pumpy, plánovací stroje, elektrické kladivo atd.

V elektrických pohonech dochází ke kolísání zátěžev širokém rozsahu. Pro dodávku špičkové spotřeby točivého momentu do elektrických pohonů by motor měl mít vysoké jmenovité hodnoty a také motor bude odebírat pulzní proud ze zdroje. Amplituda pulzního proudu vede ke kolísání síťového napětí, které ovlivnilo další zátěž připojenou k vedení.

Metoda vyrovnání zátěže

Problém fluktuace zátěže lze překonatpomocí setrvačníku. Letící kolo je namontováno na hřídeli motoru v nevratných pohonech. U pohonů s proměnlivými otáčkami a reverzibilním pohonem nelze setrvačník namontovat na hřídel motoru, protože se tím zvýší přechodová doba pohonu. Pokud je motor napájen z motorgenerátorového agregátu, pak setrvačník namontovaný na hřídeli motorového generátoru a tím vyrovnává zatížení zdroje, ale nezatěžuje motor.

Když je zátěž lehká, setrvačník zrychlujea uloží přebytečnou energii odebranou z dodávky. Během špičkového zatížení letící kolo zpomaluje a dodává energii uloženou do zátěže spolu s napájecí energií. Proto zůstává výkon konstantní a požadavek na zátěž je snížen.

Moment setrvačnosti letového kola potřebného pro vyrovnání zátěže se vypočítá následovně. Zvažte křivku točivého momentu lineárního motoru, jak je znázorněno na obrázku níže.

Vyrovnávání zatížení-rovnice-1
Předpokládá se, že odezva motoru je pomalá v důsledku velké setrvačnosti, a tudíž použitelná pro přechodný provoz. Odlište rovnici (1) a násobte obě strany J (moment setrvačnosti).

Vyrovnávání zatížení-rovnice-2
Kde Τm je mechanická časová konstanta motoru. Je to doba potřebná pro změnu otáček motoru (ωm0 - ωm) při udržování konstantního momentu motoru při jmenovité hodnotě ᴛr. Z rovnice (2) a (3)

Vyrovnávání zatížení-rovnice-3
Uvažujme periodický zatěžovací moment cyklu, který se skládá z jedné vysoké zátěžové periody s točivým momentem Tlh a dobu trvání a jednu dobu lehkého zatížení s točivým momentem Tll a trvání t

zátěžové vyrovnání-equaiton-4
Kde Tmin je točivý moment motoru při t = 0, který je také okamžikem, kdy je těžké zatížení Tlh je použito. Je-li moment motoru na konci těžké zátěže Tmax, pak z rovnice (6)

Vyrovnávání zatížení-rovnice-5
Řešení rovnice (5) pro dobu lehkého zatížení s počátečním momentem motoru rovným Tmax je

Vyrovnávání zatížení-rovnice-6
kde t = t - th

Při provozu v ustáleném stavu bude točivý moment motoru na konci cyklu stejný jako na začátku cyklu. = t, T = tmin. Substituce v rovnici (8) dává

Vyrovnávání zatížení-rovnice-7
Z rovnice (7)

Vyrovnávání zatížení-rovnice-7
Z rovnice (4) a (10)

Vyrovnávání zátěže-equaiton-9
Také z rovnice (9)

Vyrovnávání zatížení-rovnice-10
Z rovnice (4) a (11)

Vyrovnávání zatížení-rovnice-11
Moment setrvačnosti požadovaného setrvačníku lze vypočítat buď z rovnice (11) a (12).

Vyrovnávání zatížení-rovnice-12
Kde W je hmotnost kola (Kg) a R je poloměr (m).

Poznámka: Moment setrvačnosti je úhlová překážka rotujícího tělesa. Je součinem hmotnosti a čtverce vzdálenosti od osy otáčení.

Přečtěte si také: