/ / Wyrównanie obciążenia w napędach elektrycznych

Wyrównanie obciążenia w napędach elektrycznych

Definicja: Wyrównanie obciążenia to proces wygładzaniazmienne obciążenie. Wahania obciążenia pobierają silny prąd z zasilania w okresie szczytowym, a także powodują duży spadek napięcia w systemie, dzięki czemu urządzenie może zostać uszkodzone. W wyrównaniu obciążenia energia jest magazynowana przy małym obciążeniu, a energia ta jest wykorzystywana, gdy występuje obciążenie szczytowe. Zatem moc elektryczna z zasilania pozostaje stała.

Wahania obciążenia występują głównie w niektórychdyski. Na przykład w prasie potrzebny jest duży moment obrotowy przez krótki czas. W przeciwnym razie moment obrotowy wynosi zero. Niektóre inne przykłady to walcarka, pompa tłokowa, maszyny do planowania, młot elektryczny itp.

W napędach elektrycznych występują wahania obciążeniaw szerokim zakresie. W celu dostarczenia szczytowego zapotrzebowania na moment do napędów elektrycznych silnik powinien mieć wysokie wartości znamionowe, a także silnik pobierze prąd pulsacyjny z zasilania. Amplituda prądu impulsowego powoduje wahania napięcia linii, które wpływają na inne obciążenie podłączone do linii.

Metoda wyrównania obciążenia

Problem fluktuacji obciążenia można przezwyciężyćza pomocą koła zamachowego. Latające koło jest zamontowane na wale silnika w napędach nieodwracalnych. W napędzie o zmiennej prędkości i napędzie odwracalnym koło zamachowe nie może być zamontowane na wale silnika, ponieważ zwiększy to czas przejściowy napędu. Jeśli silnik jest zasilany z agregatu prądotwórczego, to koło zamachowe zamontowane na wale generatora silnika wyrównuje obciążenie źródła, ale nie obciąża silnika.

Gdy obciążenie jest lekkie, koło zamachowe przyspieszyłoi przechowywane nadwyżki energii pobierane z dostaw. Podczas obciążenia szczytowego latające koło zwalnia i dostarcza zmagazynowaną energię do ładunku wraz z energią zasilania. Stąd moc pozostaje stała, a zapotrzebowanie na obciążenie jest zmniejszone.

Moment bezwładności latającego koła wymagany do wyrównania obciążenia oblicza się w następujący sposób. Rozważ krzywą momentu obrotowego silnika liniowego, jak pokazano na poniższym rysunku.

równanie obciążenia-równanie-1
Zakłada się, że reakcja silnika jest powolna z powodu dużej bezwładności, a zatem ma zastosowanie do pracy przejściowej. Rozróżnij równanie (1) i pomnóż obie strony przez J (moment bezwładności).

równanie obciążenia-równanie-2
Gdzie Τm jest mechaniczną stałą czasową silnika. Jest to czas wymagany do zmiany prędkości silnika przez (ωm0 - ωm) gdy moment obrotowy silnika jest utrzymywany na stałym poziomie przy wartości znamionowej ᴛr. Z równania (2) i (3)

równanie obciążenia-równanie-3
Rozważmy okresowy moment obciążenia i cykl, który składa się z jednego okresu wysokiego obciążenia z momentem obrotowym Tlh i czas trwania oraz jeden okres obciążenia światłem przy momencie Tll i czas trwania tl

wyrównanie obciążenia-equaiton-4
Gdzie tmin jest momentem silnika przy t = 0, który jest również momentem, gdy duże obciążenie Tlh jest stosowany. Jeśli moment obrotowy silnika na końcu okresu dużego obciążenia wynosi Tmax, następnie z równania (6)

równanie obciążenia-równanie-5
Rozwiązanie równania (5) dla okresu obciążenia lekkiego przy początkowym momencie obrotowym silnika równym Tmax jest

równanie obciążenia-równanie-6
gdzie t = t - th

Podczas pracy w stanie ustalonym moment obrotowy silnika na końcu cyklu będzie taki sam jak na początku cyklu. = tl, T = tmin. Zastępowanie w równaniu (8) daje

równanie obciążenia-równanie-7
Z równania (7)

równanie obciążenia-równanie-7
Z równania (4) i (10)

wyrównanie obciążenia-equaiton-9
Również z równania (9)

równanie obciążenia-równanie-10
Z równania (4) i (11)

równanie obciążenia-równanie-11
Moment bezwładności wymaganego koła zamachowego można obliczyć z równania (11) i (12)

równanie obciążenia-równanie-12
Gdzie W jest wagą koła (Kg), a R jest promieniem (m).

Uwaga: Moment bezwładności jest przeszkodą kątową obracającego się korpusu. Jest to iloczyn masy i kwadratu odległości od osi obrotu.

Przeczytaj także: