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Load Equalization in Electrical Drives

Definizione: L'equalizzazione del carico è il processo di livellamento delcarico fluttuante. Il carico fluttuante assorbe una forte corrente dall'alimentazione durante l'intervallo di picco e causa anche una grande caduta di tensione nel sistema a causa della quale l'apparecchiatura può subire danni. Nell'equalizzazione del carico, l'energia viene immagazzinata con un carico leggero e questa energia viene utilizzata quando si verifica il picco di carico. Pertanto, l'energia elettrica dall'alimentazione rimane costante.

La fluttuazione del carico si verifica principalmente in alcuni deiunità. Ad esempio, in una macchina di pressatura, è necessaria una coppia elevata per una breve durata. Altrimenti, la coppia è zero. Alcuni degli altri esempi sono un laminatoio, una pompa alternativa, macchine per la pianificazione, martelli elettrici, ecc.

Negli azionamenti elettrici si verifica la fluttuazione del cariconella vasta gamma. Per fornire la richiesta di coppia massima agli azionamenti elettrici, il motore dovrebbe avere valori nominali elevati e anche il motore assorbirà la corrente di impulso dall'alimentazione. L'ampiezza della corrente di impulso provoca una fluttuazione della tensione di linea che ha interessato l'altro carico collegato alla linea.

Metodo di equalizzazione del carico

Il problema della fluttuazione del carico può essere superatoutilizzando il volano. La ruota volante è montata su un albero motore in azionamenti non reversibili. Nella trasmissione a velocità variabile e reversibile, non è possibile montare un volano sull'albero motore in quanto aumenterebbe il tempo di transitorio dell'azionamento. Se il motore viene alimentato dal gruppo elettrogeno del motore, quindi il volano montato sull'albero del motore e quindi equalizza il carico sulla sorgente ma non il carico sul motore.

Quando il carico è leggero, il volano ha acceleratoe immagazzinato l'energia in eccesso prelevata dalla fornitura. Durante il carico di punta, la ruota volante decelera e fornisce l'energia immagazzinata al carico insieme all'energia di alimentazione. Quindi la potenza rimane costante e la richiesta di carico è ridotta.

Il momento di inerzia della ruota mobile richiesto per l'equalizzazione del carico viene calcolato come segue. Considerare la curva di coppia della velocità del motore lineare come mostrato nella figura seguente.

carico-equalizzazione-equazione-1
Supposto che la risposta del motore sia lenta a causa di una grande inerzia e quindi applicabile per il funzionamento transitorio. Differenziare l'equazione (1) e moltiplicare entrambi i lati per J (momento di inerzia).

carico-equalizzazione-equazione-2
Dove Τm è la costante di tempo meccanica del motore. È il tempo necessario affinché la velocità del motore cambi di (ωM0 - ωm) quando la coppia del motore viene mantenuta costante al valore nominale ᴛr. Dall'equazione (2) e (3)

carico-equalizzazione-equazione-3
Considerare una coppia di carico periodica un ciclo che consiste in un periodo di carico elevato con coppia TLH e durata il, e un periodo di carico leggero con coppia Tll e durata tl

carico-equalizzazione-equaiton-4
Dovemin è la coppia del motore a t = 0 che è anche l'istante in cui il carico pesante TLH viene applicata. Se la coppia del motore alla fine del periodo di carico pesante è Tmax, quindi dall'equazione (6)

carico-equalizzazione-equazione-5
Soluzione dell'equazione (5) per il periodo di carico leggero con la coppia iniziale del motore uguale a Tmax è

carico-equalizzazione-equazione-6
dove = t - th

Durante il funzionamento a regime, la coppia del motore alla fine di un ciclo sarà la stessa dell'inizio di un ciclo. Quindi a t = tl, T = tmin. Sostituendo in equazione (8), dare

carico-equalizzazione-equazione-7
Dall'equazione (7)

carico-equalizzazione-equazione-7
Dall'equazione (4) e (10)

carico-equalizzazione-equaiton-9
Anche dall'equazione (9)

carico-equalizzazione-equazione-10
Dall'equazione (4) e (11)

carico-equalizzazione-equazione-11
Il momento di inerzia del volano richiesto può essere calcolato dall'equazione (11) e (12)

carico-equalizzazione-equazione-12
Dove W è il peso della ruota (Kg), e R è il raggio (m).

Nota: Il momento di inerzia è l'ostruzione angolare del corpo rotante. È il prodotto della massa e un quadrato di una distanza dall'asse di rotazione.

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